汽車懸架結(jié)構(gòu)

懸架一、懸架的基本組成與分類

1、汽車懸架概述定義：汽車懸架是車架或車身與車轎之間一切傳力連接裝置的統(tǒng)稱。功用：1）汽車懸架彈性地連接車轎與車架或車身，緩和行駛中車輛受到的由不平路面引起的沖擊力；

2）迅速衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動，傳遞垂直、縱向、側(cè)向反力及其力矩；

3）并起導(dǎo)向作用，使車輪按一定軌跡相對車身運動。懸架的組成懸架一般由彈性元件、導(dǎo)向裝置、減振器和橫向穩(wěn)定桿等組成，所示。彈性元件：緩和沖擊，并承受、傳遞垂直載荷。常見的主要由鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、油氣彈簧與空氣彈簧等。減震器：限制彈簧自由震蕩，衰減振動。橫向穩(wěn)定桿：使車身在轉(zhuǎn)彎時不發(fā)生過度橫向傾斜。導(dǎo)向裝置:傳遞側(cè)向力、縱向力，并保證車輪相對車身的正確運動關(guān)系。鋼板彈簧作為彈性元件時，它本身具有導(dǎo)向作用，可不另設(shè)導(dǎo)向裝置。二、彈性元件

1、鋼板彈簧

鋼板彈簧由若干片長度不等、曲率半徑不等、寬度相等的合金彈簧片疊加在一起組成。主要由主片、副片、彈簧夾、螺栓、套管、螺母等組成。鋼板彈簧最上面的一片(最長的一片)稱為主片，其兩端彎成卷耳，內(nèi)裝青銅或其它材料制成的襯套，用彈簧銷與固定在車架上的支架或吊耳作鉸鏈連接。鋼板彈簧的中心部位用U形螺栓與車轎固定。

鋼板彈簧在載荷作用下變形，各片之間因相對滑動而產(chǎn)生摩擦，可使車架的振動衰減。各片之間處于干摩擦，同時還要將車輪所受沖擊力傳遞給車架，因此增大了各片的磨損。所以在裝合時，各片之間涂上較稠的石墨潤滑脂進行潤滑，并應(yīng)定期維護。

鋼板彈簧本身還起導(dǎo)向裝置的作用，可不必單設(shè)導(dǎo)向裝置，使結(jié)構(gòu)簡化。有些高級轎車的后懸架也采用鋼板彈簧作彈性元件。近年來一些汽車上采用變厚度的單片或二至三片的鋼板彈簧，可以減小片與片之間的干摩擦，同時減輕重量，如圖所示。

與車架的連接螺旋彈簧大多應(yīng)用在獨立懸架上，尤其是前輪獨立懸架中。在有些轎車上，后輪非獨立懸架中也使用螺旋彈簧作為彈性元件。螺旋彈簧用彈簧鋼料卷制而成，有剛度不變的圓柱形等螺距螺旋彈簧和剛度可變的圓錐形不等螺距螺旋彈簧兩種，如圖所示。2、螺旋彈簧與鋼板彈簧相比，螺旋彈簧具有不需潤滑、防污性強、占用縱向空間小及彈簧本身質(zhì)量小的優(yōu)點，因而在現(xiàn)代轎車上被廣泛采用。但螺旋彈簧只能承受垂直載荷，用它做彈性元件的懸架要加設(shè)導(dǎo)向裝置。此外，螺旋彈簧變形時，不產(chǎn)生摩擦力，所以在其懸架中必須裝有減振器，用于衰減因沖擊而產(chǎn)生的振動。

氣體彈簧主要有空氣彈簧和油氣彈簧兩種。氣體彈簧是以空氣做彈性介質(zhì)，即在一個密閉的容器內(nèi)裝入壓縮空氣(氣壓為0.5-1MPa)，利用氣體的可壓縮性實現(xiàn)彈簧的作用。a)囊式空氣彈簧b)膜式空氣彈簧

3、氣體彈簧空氣彈簧又可分為囊式和膜式兩種。這種彈簧隨著載荷的增加，容器內(nèi)壓縮空氣壓力升高，其剛度也隨之增加；載荷減少，剛度也隨空氣壓力降低而下降，因而這種彈簧具有理想的變剛度特性。由于空氣彈簧只能承受垂直載荷，因此采用這種彈簧的懸架也必須加設(shè)導(dǎo)向裝置和減振器。a)囊式空氣彈簧b)膜式空氣彈簧

油氣彈簧以氣體(如氮等惰性氣體)作為彈性介質(zhì)，用油液作為傳力介質(zhì)，利用氣體的可壓縮性實現(xiàn)彈簧作用。由于油液流經(jīng)阻尼閥時會產(chǎn)生阻尼力，因此油氣彈簧還能起減振器的作用。這種彈簧多用于重型汽車和部分小客車上。三、減振器

1、基本工作原理汽車懸架系統(tǒng)中通常采用液力減振器，利用液體流動的阻尼來消耗沖擊振動的能量。當(dāng)車架或車身與車橋間受振動出現(xiàn)相對運動時，減振器內(nèi)的活塞上下移動，減振器內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個腔經(jīng)過不同的孔隙流入另一個腔內(nèi)。此時，孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內(nèi)摩擦消耗了振動的能量，而對振動形成阻尼力，使汽車振動能量轉(zhuǎn)化為油液熱能，再由減振器吸收散發(fā)到大氣中。

2、減振器減振器按工作原理分為單向作用式減振器和雙向作用式減振器。在壓縮和伸張兩個行程中均能起減振作用的減振器稱為雙向作用式減振器，只在伸張行程中起減振作用的減振器稱為單向作用式減振器。按結(jié)構(gòu)可分為雙筒式減振器和單筒式減振器。按工作介質(zhì)分液壓式和充氣式減振器。目前，新型汽車大多采用具有雙向作用式原理的雙筒或單筒式結(jié)構(gòu)的液壓減振器。新型式的汽車中，開始采用充氣式減振器。

懸架的分類按汽車導(dǎo)向裝置的不同，懸架可分為獨立懸架和非獨立懸架。獨立懸架的特點是車橋做成斷開的，每側(cè)車輪可以單獨的通過彈性元件與車架或車身連接。獨立懸架非獨立懸架獨立懸架的類型:麥弗遜式、雙叉臂式、多連桿式非獨立懸架的類型:鋼板彈簧式、扭力梁式一、適用車型緊湊型車型的前懸架麥弗遜懸架（獨立懸架）應(yīng)用車型

?？怂箲?yīng)用車型

昂克賽拉（1）彈性元件（2）導(dǎo)向裝置（3）減振器螺旋彈簧下擺臂減振器二、組成和連接方式1、組成球鉸鏈鉸鏈車身下擺臂轉(zhuǎn)向節(jié)2、連接方式（1）下擺臂的內(nèi)端通過鉸鏈與車身相連，外端通過球鉸鏈與轉(zhuǎn)向節(jié)相連。2、減振器上端的活塞桿與車身用球鉸鏈連接，下端活塞套與轉(zhuǎn)向節(jié)用螺栓連接。車身減振器轉(zhuǎn)向節(jié)螺旋彈簧（1）結(jié)構(gòu)簡單（2）重量輕，占用空間小（3）操縱性和舒適性好（4）成本低1、優(yōu)點三、優(yōu)缺點2、缺點（3）減震器容易漏油需要定期更換。（1）減振器能傳遞和承受的車身與車橋之間橫向力較小——制動點頭——轉(zhuǎn)向性能和抗側(cè)傾能力差（2）減振器能傳遞和承受的車身與車橋之間縱向力較小減少作用在減振器上橫向力和縱向力的措施雙叉臂式獨立懸架雙叉臂獨立懸架的優(yōu)點：橫向剛度大抗側(cè)傾性能優(yōu)異抓地性能好路感清晰雙叉臂獨立懸架的缺點：占用空間多，制造成本高在定位懸架及四輪定位時，參數(shù)較難確定應(yīng)用車型

江鈴馭勝S350指導(dǎo)價：12.28萬元—16.68萬元傳祺GA6指導(dǎo)價：10.28萬元—19.68萬元哈弗H9指導(dǎo)價：19.98萬元—27.28萬元多連桿獨立懸架長安CS55

8.39-13.29萬東風(fēng)景逸X5

7.99-12.29萬奧迪A4L

29.28-40.98萬扭力梁式（又稱拖曳臂式）非獨立懸掛優(yōu)點：能夠提供較大的車內(nèi)空間能承載較大的重量造價便宜結(jié)構(gòu)簡單缺點：乘坐舒適性較差行駛穩(wěn)定性較差應(yīng)用車型

大眾桑塔納指導(dǎo)價：8.69萬元—11.59萬元吉利帝豪指導(dǎo)價：6.28萬元—9.18萬元豐田卡羅拉指導(dǎo)價：10.98萬元—15.98萬元

1）基本結(jié)構(gòu)在采用鋼板彈簧為彈性元件的非獨立懸架中，通常是將鋼板彈簧縱向布置，故也稱之為縱置板簧式非獨立懸架。如所示為汽車前懸架。

鋼板彈簧式非獨立懸架2）變剛度鋼板彈簧懸架如圖所示為汽車后懸架，采用主副簧結(jié)構(gòu)。其主簧(下彈簧)后端采用裝配式結(jié)構(gòu)，前端用螺栓和U形螺栓將吊耳與鋼板彈簧聯(lián)成為一體，再通過鋼板彈簧銷與車架上的鋼板彈簧支架相連接。為了防止滑脫，將第三片鋼板做成直角彎邊。

3）漸變剛度的鋼板彈簧主簧由五片較薄的鋼板彈簧片組成，副簧由五片較厚的鋼板彈簧片組成，用中心螺栓固定在一起。在小載荷的情況下，僅由主簧起作用，而當(dāng)載荷增加到一定值時，副簧開始與主簧接觸，懸架剛度得到提高，彈簧特性為非線性。當(dāng)副簧全部參加工作后，彈簧特性又變?yōu)榫€性。由于副簧逐漸隨載荷增加而參與工作，懸架剛度逐漸變化，從而提高了汽車行駛平順性。

應(yīng)用車型

五菱之光指導(dǎo)價：3.23萬元—3.66萬元五菱征途指導(dǎo)價：5.88萬元—6.28萬元

螺旋彈簧非獨立懸架常用于轎車的后懸架，由于使用螺旋彈簧作為彈性元件，僅僅能受垂直載荷，所以必須設(shè)置導(dǎo)向裝置來承受并傳遞縱向力和橫向力。螺旋彈簧非獨立懸架

如圖所示為典型的螺旋彈簧非獨立懸架結(jié)構(gòu)。導(dǎo)向裝置包括縱向推力桿和橫向?qū)驐U。兩根縱向下推力桿和兩根縱向上推力桿的一端均與車身相鉸接，另一端則均與后橋相鉸接。

汽車在行駛時由于載荷和路面的變化，要求懸架剛度隨著變化。當(dāng)空車時車身被抬高，滿載時車身則被壓低，會出現(xiàn)撞擊緩沖塊的情況。因而對于不同類型汽車提出不同的要求，比如追求舒適性為先的大客車，其空車與滿載時的車身載重變化較大；而且要求在好路上降低車身高度，提高車速行駛；在壞路上提高車身，可以增大通過能力。因而要求車身高度隨使用要求可以調(diào)節(jié)。空氣彈簧非獨立主動懸架則可以滿足此要求。

空氣彈簧非獨立懸架按控制形式不同，懸架可分為被動式懸架和主動式懸架。目前多數(shù)汽車上采用被動式懸架。被動式懸架是汽車姿態(tài)(狀態(tài))只能被動地取決于路面、行駛狀況和汽車的彈性元件、導(dǎo)向裝置以及減振器這些機械零件。主動懸架可根據(jù)路面和行駛工況自動調(diào)整懸架剛度和阻尼，從而使車輛能主動控制垂直振動及其車身或車架的姿態(tài)。主動懸架被動懸架電子控制懸架系統(tǒng)現(xiàn)代汽車電子控制懸架系統(tǒng)有多種形式，根據(jù)控制目的不同，可分為車高控制系統(tǒng)、剛度控制系統(tǒng)、阻尼控制系統(tǒng)、綜合控制系統(tǒng)等。按懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式不同，可分為電控空氣懸架系統(tǒng)和電控液壓懸架系統(tǒng)。根據(jù)控制系統(tǒng)有源和無源，可分為半主動懸架和主動懸架。電子控制懸架系統(tǒng)一般由傳感器、電子控制單元和執(zhí)行機構(gòu)三部分組成。

1、概述傳感器用來感受汽車運動狀態(tài)(路況和車速及起動、加速、轉(zhuǎn)向、制動等工況)。并將各種狀態(tài)轉(zhuǎn)換為電信號輸送給電控單元(ECU)。電子控制單元對傳感器輸入的電信號進行綜合處理，向執(zhí)行機構(gòu)發(fā)出控制指令。懸架控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)是電磁閥、步進電機和空氣壓縮機。它們接受來自電子控制單元的控制指令，準確、快速和及時地做出動作反應(yīng)，實現(xiàn)對彈簧剛度、減振器阻尼和車身高度的調(diào)節(jié)。

懸架系統(tǒng)故障診斷與檢修

1、減振器的檢查

如圖所示，檢查時應(yīng)固定住減振器，上下運動活塞桿時應(yīng)有一定阻力，而且向上比向下的阻力要大一些。若阻力過大，應(yīng)檢查活塞桿是否彎曲；若無阻力，則表示前減振器油已漏光或失效，必須更換。減振器為免維護機構(gòu)，減振器外面有輕微的油跡，不必更換減振器。如有大量油跡即漏油時，減振器在壓縮到底或伸展時會產(chǎn)生跳動現(xiàn)象。車輛行駛時，有缺陷的減振器會發(fā)出沖擊噪音，減振器失效后用手模其外殼不發(fā)熱，這時應(yīng)更換減振器。

2、減振器懸架軸承主橡膠擋塊的檢查

檢查減振器懸架軸承的磨損與損壞情況，軸承應(yīng)能靈活轉(zhuǎn)動，損壞時必須整體更換；檢查橡膠擋塊的損壞與老化情況，如損壞應(yīng)及時更換。

3、螺旋彈簧的檢查

檢查減振器螺旋彈簧有無損壞與變形，并測量螺旋彈簧的自由長度A，若比標準彈簧長度減少5％，即表示螺旋彈簧已產(chǎn)生永久變形，必須更換。更換時必須更換左右兩側(cè)的兩個彈簧，以保持車輛兩側(cè)高度相同。若螺旋彈簧上有裂紋也要更換。

4、鋼板彈簧的檢修與維護

鋼板彈簧日常維護作業(yè)是檢查、緊固U形緊固螺栓。緊固力矩必須符合原廠規(guī)定，絕非越緊越好。其次是按時向鋼板彈簧銷加注潤滑脂。若發(fā)現(xiàn)斷片，鋼板彈簧固定卡、隔套、卡子螺栓缺少時應(yīng)及時進行小修。二級維護時，拆檢鋼板彈簧，并向片間涂抹石墨潤滑脂。鋼板彈簧禁止加片。

5、非獨立懸架系統(tǒng)的常見故障

1、車身傾斜和行駛跑偏

（1）現(xiàn)象：汽車調(diào)整后停放在平坦地面上，車身橫向或縱向歪斜，汽車行駛中方向自動跑偏。

（2）原因：①鋼板彈簧、螺旋彈簧斷裂；②彈簧彈力下降；彈簧剛度不一致；④U形螺栓松動等。

鋼板彈簧折斷，尤其是主片折斷，會因彈力不足等原因，使車身歪斜。前鋼板彈簧一側(cè)主片折斷時，車身在橫向平面內(nèi)傾斜；后鋼板彈簧一側(cè)主片折斷時，車身在縱向平面內(nèi)傾斜。當(dāng)某一側(cè)的鋼板彈簧由于疲勞導(dǎo)致彈力下降，或者更換的鋼板彈簧與原彈簧剛度不一致時會使車身傾斜。鋼板彈簧銷、襯套和吊耳磨損過量時，會出現(xiàn)車身傾斜、行駛跑偏、行駛擺振、異響等故障現(xiàn)象。U形螺栓松動或折斷(或鋼板彈簧第一片折斷)，會由于車橋移位傾斜，導(dǎo)致汽車跑偏。

2、異響（1）現(xiàn)象：在行駛過程中，特別是道路顛簸、突然制動、轉(zhuǎn)彎時從懸架部位發(fā)出噪聲。（2）原因：

①減振器漏油，油量不足；

②活塞與缸筒磨損，配合松曠；

③連接部位脫落或橡膠