汽车构造I武涛（含实验）22章_悬架.pdfVIP

1第二十二章 悬架 第1节 概 述 1.1 悬架的功用和组成 1.2 悬架系统的自然振动频率 1.3 汽车悬架的类型 悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车 轮）之间的所有传力连接装置的总称。 1.1 悬架的功用和组成 1）悬架的功用 把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和 侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车 架（或承载式车身）上，保证汽车的正常行驶， 即起传力作用； 利用弹性元件和减振器起到缓冲减振的作用； 利用悬架的某些传力构件使车轮按一定轨迹相 对于车架或车身跳动，即起导向作用； 利用悬架中的辅助弹性元件横向稳定器，防止 车身在转向等行驶情况下发生过大的侧向倾斜 （防止侧倾）。 2）悬架的组成 弹性元件——起缓冲作用； 减振元件——起减振作用； 传力机构或称导向机构——起传力和导向作用； 横向稳定器——转向时，减小车身的倾斜和横 向角振动。 阻尼元件 横向稳定杆 横向推力杆 汽车悬架的组成示意图 弹性元件 纵向推力杆 21.2 悬架系统的自然振动频率 人体最舒适的频率范围为1～1.6Hz 其中 == f g M Kn ππ 2 1 2 1 悬架的垂直变形。 悬架的簧载质量； 悬架刚度； ： → → → f M K 因为车辆的载荷一直是变化的，因此需要悬架的弹簧具 有变刚度特性，以保证车辆在不同的载荷情况下具有相当 的行驶平顺性。 1.3 汽车悬架的类型 按悬架的性能是否可控分： 被动悬架：悬架刚度、阻尼在行驶中不可调整 主动悬架：悬架的刚度、阻尼根据行驶状况不同，可 以自动调节的悬架。 半主动悬架：只有悬架阻尼可以自动调节的悬架。 按汽车悬架的结构特点分为： 非独立悬架：两侧车轮刚性的连接在一起，只能共同 运动的悬架。广泛应用于货车、客车和轿车后桥。 独立悬架：两侧车轮由断开式车桥连接，车轮单独通 过悬架于车架连接，可以单独跳动。广泛应用于轿车 前悬架。 非独立悬架 特点：两侧车轮通过整体式车桥相连，车桥通过悬架与车 架或车身相连。如果行驶中路面不平，一侧车轮被抬高， 整体式车桥将迫使另一侧车轮产生运动。 独立悬架 特点：车桥是断开的，每一侧车轮单独地通过悬架与车架 （或车身）相连，每一侧车轮可以独立跳动。 第2节 弹性元件 钢板弹簧：组成的悬架结构简单，工作可靠，刚度大，适用于非 独立悬架。 螺旋弹簧：制造工艺简单，不需要润滑，安装的纵向空间小，质 量小。应用于独立悬架。 扭杆弹簧：单位质量的储能高，结构简单，不需要润滑，方便布 置。 空气弹簧； 油气弹簧：和空气弹簧一起统称为气体弹簧，具有变刚度特性， 可调整车身高度。可提高汽车的舒适性和平顺性。应用于高级大巴和 高级轿车。 橡胶弹簧：单位储能高，有阻尼特性、隔振。用于缓冲块。 2.1 钢板弹簧 由若干片等 宽但不等长 的合金弹簧 片组合而成 的近似等强 度的弹性梁 3弹簧夹保证在钢板弹簧反向变形时各片不致相互分开，保证 共同承载。且使弹簧片相互横向定位。弹簧夹用铆钉铆接在 与之相连的最下面弹簧片的端部。其上端以螺栓连接。螺栓 上的套管顶在弹簧夹之间，以免弹簧片夹得过紧。螺栓套管 与弹簧片之间留有间隙（1-1.5mm），以便各片之间的相对滑 动。 钢板弹簧在载荷作用下变形时，各片之间相对滑动而产生摩 擦，促进车架的振动衰减。但各片间的摩擦，将使车轮受到的 冲击在很大的程度上传给车架，降低了悬架缓和冲击的能力， 而且加速磨损，一般需要在装配时，各片之间涂上较稠的润滑 剂，并定期的保养。 钢板弹簧本身能起到导向的作用，同时各片之间的摩擦还起 到一定的减振作用。一般在弹簧片之间夹入塑料垫片，以产生 定值的摩擦力和消除噪音。 多片式钢板弹簧可以同时起到缓冲、减振、导向和传力的作 用，用于货车后悬架可以不装减振器 目前中轻型载货车大量采用变截面的少片钢板弹 簧。据有质量轻、结构简单、摩擦小、节省材料 的特点，减少质量40%～50%。 2.2 螺旋弹簧 优点：无须润滑、不怕泥污、纵向布置空间较小、质量小。 缺点：无减振作用；只能承受铅垂载荷，需装设导向机构。 目前汽车采用的通过变钢丝直径、螺距、弹簧直径的非线性螺旋弹 簧，以获得更好的平顺性。 42.3 扭杆弹簧 扭杆弹簧：一根由弹簧钢制 成的杆 ，通过沿轴向扭转 变形来缓冲冲击。 材料：铬钒合金弹簧钢，表 面涂环氧树脂和防锈漆。 扭杆弹簧的特点： 加工时可以预先产生内应力。 具有比钢板弹簧和螺旋弹簧都 大储能能力，因此质量轻。 结构比较简单，不需要润滑。 和导向机构一起产生变刚度特 性。 方便布置。 扭杆过短影响舒适性、平顺性。 2.4 气体弹簧 气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩 气体，利用气体可压缩性实现弹簧的作用。 特点：气体弹簧具有理想的变刚度特性。 作用在弹簧上的载荷增加时 容器中气压升高，