汽车构造第19章悬架

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1、第19章 悬 架,主讲教师：,第19章 悬架,悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。车架与车桥通过悬架弹性的联接在一起。本章重点介绍了悬架的组成、作用与分类；介绍了独立悬架和非独立悬架的类型、组成和工作原理；简介了电子控制悬架系统19.1 概述悬架主要由弹性元件1、导向装置2、5和减振器3等三部分组成。汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两种形式,第19章 悬架,悬架组成示意图 非独立悬架与独立悬架示意图 1-弹性元件 2、5-导向装置 3-减振器 4-横向稳定器 a）非独立悬架 b）独立悬架,第19章 悬架,19.2 弹性元件汽车悬架所用的弹性元件可分为钢板弹

2、簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧和橡胶弹簧等。一般载货汽车的非独立悬架广泛采用钢板弹簧；大多数轿车的独立悬架应用螺旋弹簧和扭杆弹簧；而在重型载货汽车上气体弹簧得到广泛的应用。19.2.1 钢板弹簧钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件。它由若干片长度不等、曲率半径不同、厚度相等或不等的弹簧钢片叠合在一起组成的一根近似等强度的弹性梁。,第19章 悬架,前钢板弹簧1、18-黄油嘴 2、17、21-锁紧螺母 3-防松垫圈 4-开口销 5-带槽口螺母 6、8-避振器垫圈 7-避振器总成 9、10-U形螺栓 11-钢板弹簧减振垫 12-前钢板弹簧总成 13、23-钢板弹簧销 14、19-衬垫 16

3、-钢板弹簧吊耳 16-锁紧片 20-底板 22-避振器支架,第19章 悬架,钢板弹簧的断面 钢板弹簧端部型式,第19章 悬架,19.2.2 螺旋弹簧 夏利TJ7100轿车前悬架螺旋弹簧,第19章 悬架,19.2.3 扭杆弹簧 扭杆弹簧1-摆臂 2-杆 3-车架,第19章 悬架,19.2.4 气体弹簧空气弹簧 单气室油气弹簧示意图a)囊式 b)膜式 a)油气分隔式 b)油气不分隔式 1气体 2油气隔膜 3油液 4工作缸 5活塞,第19章 悬架,19.2.5 橡胶弹簧 橡胶弹簧是利用橡胶本身的弹性来缓和冲击、减小振动的。它可以承受压缩载荷与扭转载荷。橡胶弹簧的优点是：单位质量的储能量较金属弹簧多，

4、隔音性能好，多用在悬架的副簧和缓冲块。19.3 减振器减振器的作用是吸收弹性元件起落时车辆的振动，使其迅速恢复平稳的状态，以改善汽车行驶的平稳性。,第19章 悬架,19.3.1 双向作用筒式减振器双向作用筒式减振器l-流通阀限位座 2-流通阀弹簧片 3-流通阀 4-活塞 5-伸张阀 6-支承座圈 7-支承座弹簧 8-调整垫片 9-压紧螺母 10-下吊环 1l-支承座 12-压缩阀弹簧座 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-贮油缸筒 21-防尘罩 22-导向座 23-衬套 24-油封弹簧 25-密封圈 26-上吊环

5、 27-贮油缸螺母 28-油封 29-油封盖 30-油封垫圈,第19章 悬架,19.3.2 充气式与阻力可调式减振器双向作用充气式减振器1-密封气室 2-浮动活塞 3-O形密封圈 4-压缩阀 5-工作缸 6-活塞杆 7-伸张阀 8-工作活塞,第19章 悬架,阻力可调式减振器1-气室 2-膜片 3-弹簧 4-柱塞杆5-空心连杆 6-柱塞 7-节流孔8-活塞,第18章 悬架,19.4 非独立悬架19.4.1纵置板簧式非独立悬架日野K2型汽车后悬架1、6、16-螺栓 2、19、26、33-螺母 3、7、20-防松垫圈 4、13、14-钢板弹簧销 5、12、15-黄油嘴 8、31-橡胶限制件 9、29

6、-底座固定件 10-U形螺栓 11、32-钢板弹簧减振垫 17-衬垫 18-钢板弹簧吊耳总成 21、28、30-衬垫 22-后副钢板弹簧总成 23-后主钢板弹簧总成 24、27-中心螺栓 25-后钢板弹簧座,第19章 悬架,19.4.2 螺旋弹簧非独立悬架 奥迪100型轿车后悬架a)后悬架 b)后悬架放大图1-纵摆臂 2-后悬架 3-后桥 4-加强杆 5-横向推力杆 6-螺栓 7-后桥 8-减振器 9-弹簧下座l0-螺旋弹簧 11-防尘罩 12-连接件 13-弹簧上座橡胶支承 14-弹簧上座 15、16-自锁螺母,第19章 悬架,19.4.3 空气弹簧非独立悬架 空气弹簧非独立悬架示意图1-压

7、气机 2、7-空气滤清器 3-车身高度控制阀 4-控制杆 5-空气弹簧 6-储气罐 8-贮气筒 9-压力调节器 10-油水分离器,第19章 悬架,19.4.4 油气弹簧非独立悬架 上海SH3540型汽车前轮油气悬架示意图1-油气弹簧 2、9、10-支架 3-横向推力杆 4-纵梁 5-车轮 6-前桥 7-缓冲块 8-上纵向推力杆 11-下纵向推力杆,第19章 悬架,19.5 独立悬架独立悬架的结构特点是两侧的车轮各自独立地与车架或车身弹性连接。与非独立悬架相反，独立悬架很少用钢板弹簧作为弹性元件，而多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧作为弹性元件，因而具有导向机构。独立悬架具有以下优点：悬架弹性元件的变形在

8、一定的范围内，两侧车轮可以单独运动而互不影响，这样可减少车架和车身在不平道路上行驶时的振动，而且有助于消除转向轮不断偏摆的现象。减轻了汽车上非弹簧承载部分的质量（非簧载质量），从而减小了悬架所受到的冲击载荷，可以提高汽车的平均行驶速度。由于采用断开式车桥，发动机位置可降低和前移并使汽车重心下降，有利于提高汽车行驶的稳定性。同时能给予车轮较大的上下运动空间，悬架刚度可设计得较小，使车身振动频率降低，以改善行驶平顺性。可保证汽车在不平道路上行驶时，车轮与路面有良好的接触，增大了驱动力。此外具有特殊要求的某些越野汽车采用独立悬架后，可增大汽车的离地间隙，提高了汽车的通过性能。,第19章 悬架,独立悬

9、架按车轮的运动形式可分为横臂式独立悬架（车轮在汽车横向平面内摆动的悬架）、纵臂式独立悬架（车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架）、烛式和麦弗逊式悬架（车轮沿主销移动的悬架）三种类型。独立悬架分类示意图a)横臂式独立悬架 b)纵臂式独立悬架 c)烛式独立悬架 d)麦弗逊式独立悬架,第19章 悬架,19.5.1 横臂式独立悬架 单横臂式后独立悬架示意图l减振器 2油气弹性元件 3中间支承 4单铰链 5主减速器6纵向推力杆 7螺旋弹簧 8半轴套管,第19章 悬架,双横臂式独立悬架示意图,不等长双横臂式独立悬架 1-螺旋弹簧 2-上横臂 3-球关节 4-车轮 5-转向节 6-下横臂 7-稳定杆,第19章 悬

10、架,19.5.2 纵臂式独立悬架单纵臂式前独立悬架示意图 双纵臂式扭杆弹簧式前独立悬架1-纵臂 2-摆臂轴 3-衬套 4-扭杆弹簧5-横粱 6-螺钉,第19章 悬架,19.5.3 车轮沿主销移动的悬架车轮沿主销移动的悬架包括两种型式：一种是车轮沿固定不动的主销轴线移动的烛式独立悬架；另一种是车轮沿摆动的主销轴线移动的麦弗逊式独立悬架。烛式悬架1-主销 2-防尘罩 3-套筒 4-防尘罩 5-减振器 6-通气管,第18章 悬架,汽车前悬架(麦弗逊式)l-横摆臂 2-车轮 3-转向节 4-减振器 5-车身 6-螺旋弹簧,第19章 悬架,19.6 多轴汽车的平衡悬架三轴汽车在不平道路上行驶情况示意图,

11、第19章 悬架,三轴汽车中、后桥平衡悬架1、3-反作用杆 2-钢板弹簧 4-心轴 5-心轴轴承毂 6-半轴套管座架,第19章 悬架,19.7 电子控制悬架系统19.7.1 电子控制悬架系统（EMS）的组成及工作原理1.电子控制悬架系统的功用汽车电子控制悬架系统的功用是：根据汽车行驶路面状况、行驶速度和载荷变化，通过电子控制单元（EMS ECU）来控制相应的执行元件，自动调节车身高度、悬架刚度和阻尼系数，改善汽车的平顺性和操纵稳定性。2. 电子控制悬架系统的类型电子控制悬架系统有车高调整、阻尼力调整和弹簧刚度调整三个基本调整功能。根据基本功能的不同，电子控制悬架系统主要有以下几种类型：（1）电子

12、控制变高度空气弹簧悬架系统；（2）电子控制变刚度空气弹簧悬架系统；（3）电子控制变阻尼减振器悬架系统。,第19章 悬架,3.电子控制悬架系统的组成及工作原理丰田汽车电子调节悬架系统结构图（TEMS）,第19章 悬架,19.7.2 电子控制变高度悬架系统1.变高度控制悬架系统的组成车身高度控制系统结构图,第19章 悬架,2.变高度控制悬架系统的控制过程车身高度控制系统工作原理图,第19章 悬架,19.7.3 电子控制变刚度悬架系统1.变刚度悬架系统的组成变刚度空气弹簧悬架系统由高度传感器、控制开关、EMS ECU、刚度调节器（气压缸、高度电磁阀、空气压缩机、干燥器和空气管路）等组成。由此可见，变

13、刚度空气弹簧悬架系统与变高度空气弹簧悬架系统的组成基本相同，主要区别在于空气弹簧气压缸的内部结构及其调节机构有所不同。2. 空气弹簧悬架刚度的调节原理在汽车行驶过程中，为了防止或抑制车身出现“点头”、“侧倾”、“后坐”等现象，需要调节相应悬架的高度和减振器的阻尼。当汽车紧急制动时，为了抑制点头现象，EMS ECU将根据制动灯开关接通信号和车速传感器提供的车速高低信号，向前空气弹簧执行元件发出指令使其气压升高，增大前空气弹簧的刚度，同时控制后空气弹簧执行元件使后空气弹簧放气，减小其刚度。当控制单元计算的车速变化量表明无需抗点头控制时，就使前后空气弹簧恢复到原来的压力。,第19章 悬架,19.7.4 电子控制变阻尼悬架系统电子控制变阻尼悬架系统结构图 1-变阻尼执行元件 2-节气门位置传感器 3-工作模式选择开关 4-车速传感器 5-EMS ECU 6-制动灯开关 7-方向盘转角与转动方向传感器 8-空挡启动开关,第19章 悬架,19.7.5 变高度变刚度变阻尼悬架系统 汽车变高度变刚度变阻尼悬架系统结构图,第19章 悬架,变高度变刚度变阻尼悬架系统工作状态显示图,