汽车底盘悬架检修

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1、学习情境11 悬架检修 学习目标： 1能够分析悬架系统的组成，描述其功用。 2能够区分悬架弹簧的类型、结构特点和作用。 3熟悉双向作用筒式减振器的构造、理解其工作原 理。 4能够识别悬架的类型、构造特点，熟悉不同类型悬 架的使用特点。 5能够分析电控悬架的功能、组成和工作原理。 6能够诊断悬架系统的常见故障，提出恰当的维修建 议。 7能够完成电控悬架的故障自诊断和检修任务。学习领域2 汽车行驶、转向和制动系统检修学习情境11 悬架检修 情境描述：客户陈先生述说他的威驰轿车最近避震变差,路面稍有不平，车身就颠簸的厉害，要求4S店帮他修复,请你检查该车辆，提交一份修复计划。学习领域2 汽车行驶、转

2、向和制动系统检修11.1 概 述 11.1.1 悬架的组成和功用 l汽车悬架是车架或车身与车轿之间一切传力连接装置的统称。l汽车悬架弹性地连接车轿与车架或车身，缓和行驶中车辆受到的由不 平路面引起的冲击力，保证乘坐舒适和货物完好；迅速衰减由于弹性 系统引起的振动，传递垂直、纵向、侧向反力及其力矩；并起导向作 用，使车轮按一定轨迹相对车身运动。l悬架一般由弹性元件、导向装置、减振器和横向稳定杆等组成，如图11-1所示。 学习情境11 悬架检修11.1 概 述 11.1.2 悬架的种类 l按控制形式不同，悬架可分为被 动式悬架和主动式悬架。目前多 数汽车上采用被动式悬架。被动 式悬架是汽车姿态(状

3、态)只能被 动地取决于路面、行驶状况和汽 车的弹性元件、导向装置以及减 振器这些机械零件。主动悬架可 根据路面和行驶工况自动调整悬 架刚度和阻尼，从而使车辆能主 动控制垂直振动及其车身或车架 的姿态。 l按汽车导向装置的不同，悬架又 可分为独立悬架和非独立悬架， 如图11-2所示。 学习情境11 悬架检修11.2 悬架弹簧 11.2.1 钢板弹簧 钢板弹簧是汽车悬架中使用 最为广泛的弹性元件，由若干片 长度不等、宽度相等、厚度不等 或相等、曲率半径不等的合金弹 簧片叠加在一起组合成一根近似 等强度的梁，如图11-4所示，主 要由主片、副片、弹簧夹、螺 栓、套管、螺母等组成。钢板弹 簧最上面的一

4、片 (最长的一片) 称为主片，其两端弯成卷耳，内 装青铜或其它材料制成的衬套， 用弹簧销与固定在车架上的支架 或吊耳作铰链连接。钢板弹簧的 中心部位用U形螺栓与车轿固定。 学习情境11 悬架检修钢板弹簧在载荷作用下变形，各片之间因相对滑动而产生摩 擦，可使车架的振动衰减。各片之间处于干摩擦，同时还要将车轮 所受冲击力传递给车架，因此增大了各片的磨损。所以在装合时， 各片之间涂上较稠的石墨润滑脂进行润滑，并应定期维护。钢板弹簧本身还起导向装置的作用，可不必单设导向装置， 使结构简化。有些高级轿车的后悬架也采用钢板弹簧作弹性元件。 近年来一些汽车上采用变厚度的单片或二至三片的钢板弹簧，可以 减小片

5、与片之间的干摩擦，同时减轻重量，如图11-5所示。 学习情境11 悬架检修 11.2 悬架弹簧 11.2.1 钢板弹簧 11.2 悬架弹簧 11.2.2 螺旋弹簧 l螺旋弹簧大多应用在独立悬架上，尤其是前轮独立悬架中。在有些轿车上 ，后轮非独立悬架中也使用螺旋弹簧作为弹性元件。 l螺旋弹簧用弹簧钢料卷制而成，有刚度不变的圆柱形等螺距螺旋弹簧和刚 度可变的圆锥形不等螺距螺旋弹簧两种，如图11-6所示。 l与钢板弹簧相比，螺旋弹簧具有不需润滑、防污性强、占用纵向空间小及 弹簧本身质量小的优点，因而在现代轿车上被广泛采用。但螺旋弹簧只能 承受垂直载荷，用它做弹性元件的悬架要加设导向装置。此外，螺旋弹

6、簧 变形时，不产生摩擦力，所以在其悬架中必须装有减振器，用于衰减因冲 击而产生的振动。 学习情境11 悬架检修11.2 悬架弹簧 11.2.3 扭杆弹簧 l扭杆弹簧用铬钒或硅锰合金弹簧钢制成，并具有扭曲刚性。扭杆断面常为圆 形，少数是矩形或管状。为保护扭杆表面，可在其上涂抹环氧树脂，并包一 层玻璃纤维，再涂一层环氧树脂，最后，涂上沥青和防锈油漆，以防磨蚀和 损坏表面，从而提高扭杆弹簧的使用寿命。 l如图11-7所示，扭杆一端固定于车架上，另一端与悬架控制臂连接。车轮上 下运动时扭杆便发生扭曲，起弹簧作用，借以保证车轮与车架的弹性联 系。 l扭杆弹簧与钢板弹簧相比，质量较轻，而且不需润滑，保养维

7、修简便。扭杆 弹簧可以节省纵向空间，适用于小型车及箱式车的悬架系。扭杆弹簧悬架与 螺旋弹簧悬架一样，要设导向装置和减振器。 学习情境11 悬架检修11.2 悬架弹簧 11.2.4 气体弹簧 l气体弹簧主要有空气弹簧和油气弹簧两种。气体弹簧是以空气做弹 性介质，即在一个密闭的容器内装入压缩空气(气压为0.5-1MPa)， 利用气体的可压缩性实现弹簧的作用。空气弹簧又可分为囊式和膜 式两种，如图11-8所示。 l这种弹簧随着载荷的增加，容器内压缩空气压力升高，其刚度也随 之增加；载荷减少，刚度也随空气压力降低而下降，因而这种弹簧 具有理想的变刚度特性。由于空气弹簧只能承受垂直载荷，因此采 用这种弹

8、簧的悬架也必须加设导向装置和减振器。 a)囊式空气弹簧 b)膜式空气弹簧 学习情境11 悬架检修11.2 悬架弹簧 11.2.4 气体弹簧 l油气弹簧以气体(如氮等惰性气体)作为弹性介质，用油液作为传力介 质，利用气体的可压缩性实现弹簧作用，结构原理如图11-9所示。 l由于油液流经阻尼阀时会产生阻尼力，因此油气弹簧还能起减振器的 作用。 l油气弹簧具有良好的行驶平顺性，而且体积小，质量轻。但是对密封 性要求很高，维护相对麻烦。目前这种弹簧多用于重型汽车和部分小 客车上。 由于油气弹簧只能承受垂直载荷，因此采用这种弹簧的悬 架也必须加设导向装置。 学习情境11 悬架检修11.3 减振器 11.

9、3.1 减振器的类型及工作原理 1基本工作原理汽车悬架系统中通常采用液力减振器，利用液体流动的阻尼来消耗冲击 振动的能量。当车架或车身与车桥间受振动出现相对运动时，减振器内的活 塞上下移动，减振器内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个 腔内。此时，孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦消耗了振动的能量 ，而对振动形成阻尼力，使汽车振动能量转化为油液热能，再由减振器吸收 散发到大气中。减振器若阻尼力过大，振动衰减变得过快，使悬架的弹性元件的缓冲作 用变差，甚至使减振器连接件及车架损坏。所以减振器与弹性元件应协调工 作，为此必须满足以下要求： 1）在悬架压缩行程中(车桥和车架相互靠近)，

10、减振器阻尼力较小，以便充 分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。这时，弹性元件起主要作用；2）在悬架伸张行程中(车桥和车架相互远离)，减振器阻尼力应较大，以迅 速减振，此时减振器起主要作用；3）当车架或车身与车桥间的相对运动速度过大时，要求减振器能自动加大 液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免车架或车身承受过大的 冲击载荷。 学习情境11 悬架检修11.3 减振器 11.3.1 减振器的类型及工作原理 2类型减振器按工作原理分为单向作用式减振器和双向作 用式减振器。在压缩和伸张两个行程中均能起减振作用的 减振器称为双向作用式减振器，只在伸张行程中起减振作 用的减振器称为单向作用式减振器

11、。按结构可分为双筒式减振器和单筒式减振器。按工作介质分液压式和充气式减振器。目前，新型汽车大多采用具有双向作用式原理的双筒或 单筒式结构的液压减振器。新型式的汽车中，开始采用充 气式减振器。 学习情境11 悬架检修11.3 减振器 11.3.2 减振器的构造及特点 1双向作用筒式减振器1)工作原理 图11-10所示为双向作用筒式减振器的工作原理 示意图。它有三个同心钢筒，外面的钢筒是防尘罩， 其上部的吊耳与车架相连。中间是储油缸筒，内装有 一定量的油液(不装满)，其下端的吊耳与车桥相连。 里面是工作缸筒，其内装满油液。它还有四个阀，即 压缩阀、伸张阀、流通阀和补偿阀。流通阀和补偿阀 是一般的单

12、向阀，其弹簧很弱，当阀上的油压作用力 与弹簧弹力同向时，阀处于关闭状态，完全不通油液 ；而当油压作用力与弹簧弹力反向时只要很小的油压 ，阀便能开启。压缩阀和伸张阀是卸载阀，其弹簧较 强，预紧力较大，只有当油压增高到一定程度时，阀 才能开启；而当油压减低到一定程度时，阀即自行关 闭。 学习情境11 悬架检修11.3 减振器 11.3.2 减振器的构造及特点 1双向作用筒式减振器1)工作原理 （1）压缩行程时，减振器被压缩，汽车车轮移近车身，减 振器内的活塞向下移动，下腔的容积减小，油压升高。 大部分油液冲开流通阀流入上腔，由于上腔被活塞杆占 去了一部分空间，因而上腔增加的容积小于下腔减小的 容积

13、，于是另一部分油液就推开压缩阀，流回到储油缸 内。油液通过阀孔时，受到一定的节流阻力。为克服这 种节流阻力而消耗了振动能量，使振动衰减。 （2）伸张行程时，减振器受拉伸，车轮远离车身，减振器 活塞向上移动，上腔油压升高，流通阀被关闭，上腔内 的油液压开伸张阀流入下腔。由于活塞杆的存在，自上 腔流来的油液不足以充满下腔增加的容积，促使下腔产 生一定的真空度，以致储油缸中的油液推开补偿阀流进 下腔进行补充。这些阀的节流作用对悬架在伸张运动时 起到阻尼作用。学习情境11 悬架检修1-流通阀； 2-流通阀弹簧片 ； 3-流通阀； 4-活塞； 5-伸张阀； 6-支承座圈； 7-伸张阀弹簧； 8-调整垫片

14、； 9-压缩螺母； 10-下吊环； 11-支承座； 12-压缩弹簧座 ； 13-压缩阀弹簧 ； 14-压缩阀； 15-补偿阀；16-压缩阀杆； 17-补偿阀弹簧片 ； 18-活塞杆； 19-工作缸筒； 20-储油缸筒； 21-防尘罩； 22-导向座； 23-衬套； 24-油封弹簧； 25-密封圈； 26-上吊环； 27-储油缸螺母； 28-油封； 29-油封盖； 30-油封垫圈11.3 减振器 11.3.2 减振器的构造及特点 2）构造如图11-11所示为解放CAl092型汽车所用的双向作用筒式减振 器。 学习情境11 悬架检修11.3 减振器 11.3.2 减振器的构造及特点 2充气式减振器

15、图11-12所示为气式减振器。与双向作用筒式 减振器相比，充气式减振器有如下优点：1)由于采用浮动活塞而减少了一套阀的系统，使 结构简化，重量减轻。2)由于减振器里充有高压氮气，能减少车轮受突 然冲击时的振动，并可消除噪声。3)由于充气式减振器的工作缸和活塞直径都大于 相同条件的双向作用筒式减振器，因而其阻尼力 更大，工作可靠性更强。4)充气式减振器内部的高压气体和油液被浮动活 塞隔开，消除了油的乳化现象。充气式减振器的不足之处是油封要求高，充 气工艺复杂，不易维修，当缸筒受外界较大冲击 而变形时，则不能工作。 学习情境11 悬架检修11.4 非独立悬架与独立悬架 11.4.1 非独立悬架 1

16、钢板弹簧式非独立悬架在采用钢板弹簧为弹性元件的非独立悬架中，通常是将钢板弹簧纵向布 置，故也称之为纵置板簧式非独立悬架。如图13-12所示为解放CA1092型 汽车前悬架。 学习情境11 悬架检修11.4 非独立悬架与独立悬架 11.4.1 非独立悬架 1钢板弹簧式非独立悬架图11-14所示为东风EQl090E型汽车后悬架。其主簧(下弹簧) 前端采 用装配式结构，前端用螺栓和U形螺栓将吊耳与钢板弹簧联成为一体，再 通过钢板弹簧销与车架上的钢板弹簧支架相连接。为了防止滑脱，将第三 片钢板做成直角弯边。以这种结构代替钢板弹簧传力端的卷耳，可以有效 地防止主片在卷耳处的断裂，且拆装维修也较方便。 学习情境11 悬架检修11.4 非独立悬架与独立悬架 11.4.1 非独立悬架 为改善汽车行驶平顺性，南京依维克汽车的后悬架将副钢板弹簧加装在主 钢板弹簧下，成为渐变刚度的钢板弹簧，如图11-15所示。主簧由五片较薄的钢 板弹簧片组成，副簧由五片较厚的钢板弹簧片组成，用中心螺栓固定在一起。 在小载荷的情况下，