汽車懸架系統(tǒng)

課程名稱：《汽車底盤構(gòu)造與拆裝》任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)項目二：汽車行駛系統(tǒng)構(gòu)造與檢修目錄新課引入新知學(xué)習(xí)技能練習(xí)點評鞏固案例分析懸架系統(tǒng)的組成懸架系統(tǒng)的工作原理懸架系統(tǒng)拆檢點評反思知識鞏固請在這里輸入頁面標題任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)知識目標能力目標思政目標?掌握掌握懸架系統(tǒng)的基本構(gòu)成及工作原理。?能正確進行懸架系統(tǒng)拆檢。?培養(yǎng)學(xué)生精益求精的工匠精神；?建立敬畏生命，安全第一的意識。?樹立學(xué)生的安全意識。請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入！任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)思政：遵守安全操作規(guī)范的職業(yè)意識，養(yǎng)成良好職業(yè)素養(yǎng)。汽車懸架一般由彈性元件、減變器和導(dǎo)向機構(gòu)（橫向穩(wěn)定桿、擺臂、縱向推力桿等）三部分組成。請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入一、懸架概述任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)汽車車架或車身如果直接安裝在車橋上，它們之間就是剛性連接，汽車則會由于道路不平而上下顛簸振動，從而使車上的乘客感到不舒服或者使貨物損壞。因此，車上必須安裝具有緩沖、減振和導(dǎo)向作用的懸架裝置。汽車懸架是車架（或車身）與車橋之間各種傳力連接裝置的總稱。功用：連接車橋和車架；傳遞二者之間的各種作用力和力矩；抑制并減小由于路面不平而引起的振動，保持車身和車輪之間正確的運動關(guān)系，保證汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性（緩沖、減振、導(dǎo)向及穩(wěn)定）。1.懸架的功用請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)一、懸架概述2.懸架組成懸架一般由彈性元件、導(dǎo)向裝置和減震器等組成。（１）彈性元件的作用是承受和傳遞垂直載荷，緩沖并抑制不平路面所引起的沖擊。（２）減震器用以加快振動的衰減，使車身和車輪的振動得以控制。（３）導(dǎo)向裝置是用來傳遞縱向力、側(cè)向力及其力矩，并保證車輪有正確的運動關(guān)系。（４）橫向穩(wěn)定器是一種輔助彈性元件，以防止車身在不平路面上行駛或轉(zhuǎn)向時發(fā)生過大的橫向傾斜。請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)一、懸架概述3.懸架的類型獨立懸架非獨立懸架懸架按導(dǎo)向裝置的型式（汽車兩側(cè)車輪運動的相互關(guān)系）可分為兩大類：非獨立懸架和獨立懸架。１）非獨立懸架非獨立懸架是車輪安裝在一根整體式車橋兩端，車橋通過彈性元件與車架相連。當一側(cè)車輪跳動時，要影響另一側(cè)車輪，也叫相關(guān)懸架。非獨立懸架的特點：結(jié)構(gòu)簡單，成本低，車輪上下跳動時定位參數(shù)變化小，在貨車和一些大客車上普遍采用，部分轎車后懸架也有采用。２）獨立懸架獨立懸架是每一側(cè)車輪單獨通過懸架與車橋相連，每個車輪都能獨立上下運動而無相互影響；車橋是斷開式；獨立懸架車輪接地性好，行駛平順性和操縱穩(wěn)定性都優(yōu)于非獨立懸架，前輪定位角可以調(diào)節(jié)，在轎車上得到廣泛應(yīng)用請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)二、彈性元件1.鋼板彈簧汽車懸架所用的彈性元件可分為鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、氣體彈簧和橡膠彈簧等；一般載貨汽車的非獨立懸架廣泛采用鋼板彈簧；大多數(shù)轎車的獨立懸架應(yīng)用螺旋彈簧和扭桿彈簧；而在重型載貨汽車上氣體彈簧得到了廣泛的應(yīng)用；橡膠彈簧多用在懸架的副簧和緩沖塊中。鋼板彈簧廣泛應(yīng)用于汽車的非獨立懸架中。鋼板彈簧由若干片長度不等的合金彈簧片疊加而成，構(gòu)成一根近似等強度的彈性梁。最長的一片稱為主片，其兩端卷成卷耳，內(nèi)裝襯套，以便用彈簧銷與固定在車架上的支架或者吊耳作鉸鏈連接。中心螺栓用來連接各彈簧片，并保證各片轉(zhuǎn)配時的相對位置。中心螺栓距兩端卷耳中心的距離可以是相等的，稱為對稱式鋼板彈簧；也可以是不等的，稱為非對稱式鋼板彈簧請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)二、彈性元件2.螺旋彈簧和鋼板彈簧比較，螺旋彈簧具有以下優(yōu)點：無須潤滑，不忌污泥；安置它所需的縱向空間不大；彈簧本身質(zhì)量小。但螺旋彈簧只能承受垂直載荷，故必須裝設(shè)導(dǎo)向機構(gòu)以傳遞垂直力以外的各種力和力矩。另外，螺旋彈簧本身沒有減振作用，因此在螺旋彈簧懸架中必須另裝減變器。螺旋彈簧如左圖所示。請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)二、彈性元件3.扭桿彈簧扭桿彈簧本身是一根由彈簧鋼制成的桿，如下圖所示。扭桿斷面通常為圓形，少數(shù)為矩形或管形。其兩端形狀可以做成花鍵、方形、六角形或帶平面的圓柱形等，以便一端固定在車架上，另一端固定在懸架的擺臂上。擺臂則與車輪相連。當車輪跳動時，擺臂便繞著扭桿軸線而擺動，使扭桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)彈性變形，借以保證車輪與車架的彈性聯(lián)系。有的扭桿由一些矩形斷面的薄條（扭片）組合而成，這樣，彈簧更為柔軟。請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)二、彈性元件4.油氣彈簧油氣彈簧以高壓惰性氣體（一般為氮氣）作為彈性介質(zhì)，以油液作為傳力介質(zhì)的氣體彈簧，利用氣體的可壓縮性來執(zhí)行彈簧緩沖的作用，如左圖所示。特點：由于氮氣儲存在密閉的球形氣室內(nèi)，其壓力隨外載荷的大小而變化，故油氣彈簧具有變剛度的特性，同時又起液力減震器的作用。類型：根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，油氣彈簧分為單氣室、雙氣室以及兩級壓力式。單氣室油氣彈簧又分為油氣分隔式和油氣不分隔式兩種。請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)二、彈性元件5.空氣彈簧空氣彈簧一般用于電子懸架系統(tǒng)中，以壓縮空氣為彈性介質(zhì)，利用氣體的可壓縮性實現(xiàn)彈簧的作用。空氣彈簧又有囊式和膜式兩種，如左圖所示。（1）囊式空氣彈簧是由夾有簾線的橡膠氣囊和密閉在其中壓縮空氣所組成的。氣囊內(nèi)層用氣密性良好的橡膠制成，而外層則用耐油橡膠制成。氣囊一般做成兩節(jié)，節(jié)與節(jié)之間圍有鋼質(zhì)的腰環(huán)，使中間部分不致有徑向擴張，并防止兩節(jié)之間相互摩擦。氣囊的上下蓋板將氣囊密封。（2）膜式空氣彈簧的密閉氣囊由橡膠膜片和金屬壓制件組成。請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)三、減震器1.減震器的功用減震器的作用是：彈性系統(tǒng)受到?jīng)_擊會產(chǎn)生振動，持續(xù)的振動容易使乘員感到不舒適或疲勞，為了盡快使彈性系統(tǒng)的振動迅速衰減，改善汽車行駛平順性，懸架中安裝有減震器，使振動迅速衰減。汽車減震器有液力式、充氣式和阻力可調(diào)式幾種。目前汽車廣泛采用筒式液力式減震器，其在壓縮和伸張兩個行程內(nèi)均起減振作用，故又稱為雙向作用式減震器。請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)三、減震器2.雙向作用式減振器的工作原理雙向作用筒式減震器一般具有四個閥，即壓縮閥、伸張閥、流通閥和補償閥。（1）流通閥和補償閥是一般的單向閥，其彈簧很弱，當閥上的油壓作用力與彈簧力同向時，閥處于關(guān)閉狀態(tài)，完全不通液流；而當油壓作用力與彈簧力反向時，只要有很小的油壓，閥便能開啟。（２）壓縮閥和伸張閥是卸載閥，其彈簧較強，預(yù)緊力較大，只有當油壓增高到一定程度時，閥才能開啟；而當油壓減低到一定程度時，閥即自行關(guān)閉。請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)三、減震器2.雙向作用式減振器的工作原理壓縮行程壓縮行程如左圖所示。當汽車車輪滾上凸起地面和滾出凹坑時，車輪移近車架（車身），減震器受壓縮，減震器活塞下移?；钊旅娴那皇遥ㄏ虑唬┤莘e減小，油壓升高，油液經(jīng)流通閥流到活塞上面的腔室（上腔）。由于上腔被活塞桿占去一部分空間，上腔內(nèi)增加的容積小于下腔減小的容積，故還有一部分油液推開壓縮閥，流回儲油缸。這些閥對油液的節(jié)流產(chǎn)生對懸架壓縮運動的阻尼力。請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)三、減震器2.雙向作用式減振器的工作原理伸張行程當車輪滾進凹坑或滾離凸起地面時，車輪相對車身移開，減震器受拉伸，此時減震器活塞向上移動?；钊锨挥蛪荷?，流通閥關(guān)閉，上腔內(nèi)的油液便推開伸張閥流入下腔。同樣，由于活塞桿的存在，自上腔流來的油液還不足以充滿下腔所增加的容積，下腔內(nèi)產(chǎn)生一定的真空度，這時儲油缸中的油液便推開補償閥流入下腔進行補充。這些閥的節(jié)流作用產(chǎn)生對懸架伸張運動的阻尼力。請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)三、減震器3.新型減震器新型減震器以充氣式減震器為例１）結(jié)構(gòu)新型減震器的結(jié)構(gòu)特點是在缸筒的下部裝有一個浮動活塞，在浮動活塞與缸筒一端形成的密閉氣室中，充有高壓的氮氣。在浮動活塞的上面是減震器油液。工作活塞上裝有隨其運動速度大小而改變通道截面積的壓縮閥和伸張閥。此二閥均由一組厚度相同、直徑不等、由大到小排列的彈簧鋼片組成。２）工作原理當車輪上下跳動時，減震器的工作活塞在油液中做往復(fù)運動。使工作活塞的上腔和下腔之間產(chǎn)生油壓差，壓力油便推開壓縮閥或伸張閥而來回流動。由于閥對壓力油產(chǎn)生較大的阻尼力，使振動衰減。由于活塞桿的進出而引起的缸筒容積的變化，則由浮動活塞的上下運動來補償。因此這種減震器不需儲液缸筒，所以亦稱單筒式減震器。而前述的雙向作用筒式減震器又稱雙筒式減震器。請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)四、橫向穩(wěn)定桿現(xiàn)在乘用車懸架很軟，即固有頻率很低。在汽車高速行駛轉(zhuǎn)彎時，車身會產(chǎn)生較大的側(cè)向傾斜和側(cè)向角振動。為了提高懸架的側(cè)傾角剛度，減小側(cè)傾，常在懸架中加設(shè)橫向穩(wěn)定桿。由彈簧鋼制成的橫向穩(wěn)定桿呈Ｕ形，安裝在汽車緊靠懸架的前端或后端（有的乘用車前后都裝有橫向穩(wěn)定桿）。穩(wěn)定桿的中部自由支承在兩個固定于車架上的橡膠套筒內(nèi)，而套筒固定在車架上，穩(wěn)定桿兩側(cè)縱向部分的末端通過支桿與懸架下擺臂上的彈簧支座相連。當車身受到振動而兩側(cè)懸架變形相同時，橫向穩(wěn)定桿在套管內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，此時橫向穩(wěn)定桿不起作用。當兩側(cè)懸架變形不等，車身相對路面發(fā)生傾斜時，彈性的穩(wěn)定桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)內(nèi)力距就阻礙了懸架彈簧的變形，從而減小了車身的側(cè)傾和側(cè)向角振動。即車架的一側(cè)移近彈簧下支座，穩(wěn)定桿的同側(cè)末端就相對車架向上抬起；而另一測車架遠離彈簧座，相應(yīng)一側(cè)橫向穩(wěn)定桿的末端應(yīng)相對車架下移。請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)五、非獨立懸架非獨立懸架與整體式車橋配用。一般載貨汽車均采用鋼板彈簧作為彈性元件的非獨立懸架，因鋼板彈簧既有緩沖、減振的功能，又起傳力和導(dǎo)向的作用，所以使得懸架結(jié)構(gòu)大為簡化。采用螺旋彈簧或氣體彈簧則需要有較復(fù)雜的導(dǎo)向機構(gòu)。分為鋼板彈簧式非獨立懸架和螺旋彈簧式非獨立懸架。請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)六、獨立懸架獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是兩側(cè)的車輪各自獨立地與車架或車身彈性連接。與非獨立懸架相反，獨立懸架很少用鋼板彈簧作為彈性元件，而多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧作為彈性元件，因而具有導(dǎo)向機構(gòu)。獨立懸架的優(yōu)點有以下幾個：（１）懸架彈性元件的變形在一定的范圍內(nèi)，兩側(cè)車輪可以單獨運動而互不影響，這樣可減少車架和車身在不平道路上行駛時的振動，而且有助于消除轉(zhuǎn)向輪不斷偏擺的現(xiàn)象。（２）獨立懸架減小了汽車上非簧載質(zhì)量，從而減小了懸架所受到的沖擊載荷，可以提高汽車的平均行駛速度。（３）由于采用斷開式車橋，發(fā)動機位置可降低和前移并使汽車重心下降，有利于提高汽車行駛的穩(wěn)定性。同時能給予車輪較大的上下運動空間，懸架剛度可設(shè)計得較小，使車身振動頻率降低，以改善行駛平順性。（４）可保證汽車在不平道路上行駛時，車輪與路面有良好的接觸，增大驅(qū)動力。（５）具有特殊要求的某些越野汽車采用獨立懸架后，可增大汽車的離地間隙，提高汽車的通過性能。獨立懸架按車輪的運動形式不同，可分為以下類型：橫臂式獨立懸架、縱臂式獨立懸架、燭式和麥弗遜式懸架。請在這里輸入頁面標題新知學(xué)習(xí)點評鞏固技能練習(xí)新課引入任務(wù)2.1汽車懸架系統(tǒng)七、平衡懸架與主動懸架1.多軸汽車的平衡懸架１）采用原因多軸汽車的全部車輪如若都單獨剛性地懸掛在車架上，則車輪對地面的附著力小甚至等于零；轉(zhuǎn)向車輪將使汽車操縱能力大大降低以致失去操縱能力；驅(qū)動車輪不能產(chǎn)生足夠的（甚至為零）驅(qū)動力；此外，會發(fā)生車橋及車輪超載的危險。多軸汽車的平衡懸架：將兩個車橋（如三軸汽車的中橋和后橋）裝在兩根平衡桿的兩端，而將平衡桿中部與車架鉸鏈。２）鋼板彈簧平衡懸架的結(jié)構(gòu)鋼板彈簧平衡懸架在三軸和四軸越野汽車中獲得了普遍的應(yīng)用。３）平衡懸架的特性采用平衡懸架，可使中、后橋形成一個總支承機構(gòu)，能連同鋼板彈簧一起繞心軸轉(zhuǎn)動。在鋼板彈簧變形時，中、后橋能各自單獨移位，適應(yīng)行駛在不平道路上的需要。在中、后橋中載荷平均分配的條件，增強了汽車的行