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1、汽汽车车底底盘盘构造构造主讲教师：徐家鹏5/23/20221-第二十二章 悬架 第一节 概述 悬悬架是架是车车架（或承架（或承载载式式车车身）与身）与车桥车桥（或（或车轮车轮）之）之间间的所有的所有传传力力连连接装置的接装置的总总称。称。5/23/20222-传递传递除垂直力外的其它力和全部力矩，除垂直力外的其它力和全部力矩，使使车轮车轮按最佳按最佳轨轨迹相迹相对车对车身运身运动动使使车车架与架与车桥车桥之之间间作作弹弹性性连连接，接，传递传递垂直力垂直力缓缓和冲和冲击击衰减、限制衰减、限制车轮车轮及及车车身的振身的振动动1、弹弹性元件性元件3、导导向机构向机构防止防止车车身身发发生生过过大横
2、向大横向倾倾斜斜4、横向、横向稳稳定器定器 2、减振器减振器 一、一、悬悬架的功用和架的功用和组组成成5/23/20223-二、二、悬架系架系统的自然振的自然振动频率率 悬架系架系统的振的振动频率与汽率与汽车的平的平顺性（也性（也称舒适性）有直接关系。称舒适性）有直接关系。n n 悬架的振架的振动频率；率；M M 簧簧载质量；量；C C 悬架架刚度，度，C=Mg/fC=Mg/f； f f 悬架垂直架垂直变形（形（挠度）度） 悬悬架架频频率率 n 随簧随簧载质载质量的量的变变化而化而变变化，人化，人体最舒适的体最舒适的频频率范率范围为围为11.6Hz，如果要将汽，如果要将汽车车行行驶过驶过程中的
3、程中的频频率保持在率保持在11.6Hz内，最好内，最好采用采用变刚变刚度度悬悬架。架。5/23/20224-1 1、非独立、非独立悬悬架架 特点：特点：对应对应整整体式体式车桥车桥，一，一侧车侧车轮轮跳跳动动必然引起另必然引起另一一侧车轮侧车轮跳跳动动。2 2、独立、独立悬悬架架 特点：特点：对应对应断断开式开式车桥车桥，一，一侧车侧车轮轮的跳的跳动动不影响另不影响另一一侧车轮侧车轮。三、汽三、汽车悬车悬架的架的类类型型5/23/20225-功用：功用：传递传递垂直垂直载载荷，荷，缓缓和冲和冲击击振振动动。分分类类：金属的：金属的：钢钢板板弹弹簧，扭杆簧，扭杆弹弹簧，簧，螺旋螺旋弹弹簧；簧；非
4、金属的：气非金属的：气体体弹弹簧，橡胶簧，橡胶弹弹簧簧第二节 弹性元件5/23/20226-一、一、钢钢板板弹弹簧簧 钢钢板板弹弹簧是由若干片等簧是由若干片等宽宽但不等但不等长长的合的合金金弹弹簧片簧片组组合而成的一根近似等合而成的一根近似等强强度的度的弹弹性性梁，多数情况下由多片梁，多数情况下由多片弹弹簧簧组组成，是汽成，是汽车悬车悬架中架中应应用最广泛的一种用最广泛的一种弹弹性元件。性元件。5/23/20227-装配方法：装配方法：中心螺栓：用来中心螺栓：用来连连接各接各弹弹簧片，并保簧片，并保证证各各片装配的相片装配的相对对位置。位置。弹弹簧簧夹夹：当：当钢钢板板弹弹簧反向簧反向变变形形
5、时时，将，将载载荷荷从主片从主片传传到下面各片，防止主片到下面各片，防止主片单单独承独承载载，并防止各片横向相并防止各片横向相对对移移动动。铆钉铆钉：将：将弹弹簧簧夹夹接在最下一片接在最下一片钢钢板上，以板上，以免免钢钢板板弹弹簧簧变变形形时时松脱下来，同松脱下来，同时时也要保也要保证证弹弹簧簧变变形形时钢时钢板可移板可移动动。 整个整个钢钢板板弹弹簧一般通簧一般通过过U U型螺栓型螺栓连连接在接在车车桥桥上，用于上，用于货车货车后后悬悬架可以不装减振器。架可以不装减振器。5/23/20228-5/23/20229- 一些一些轻轻型型货车货车和客和客车车采用由采用由单单片或片或2 23 3片片
6、变变厚度断面的厚度断面的弹弹簧片构成的少片簧片构成的少片变变截面截面钢钢板板弹弹簧，其簧，其弹弹簧片的断面尺寸沿簧片的断面尺寸沿长长度方向是度方向是变变化的，片化的，片宽宽保持不保持不变变，它可以，它可以实现实现汽汽车车的的轻轻量化。量化。 5/23/202210-二、螺旋二、螺旋弹弹簧簧 螺旋螺旋弹弹簧用簧用弹弹簧簧钢钢棒料卷制而成，常用于棒料卷制而成，常用于各种独立各种独立悬悬架。架。 其其优优点是不需点是不需润润滑，滑，不忌不忌污污垢，所需空垢，所需空间间小，小，质质量量轻轻。缺点是只能承。缺点是只能承受垂直受垂直载载荷，没有减振荷，没有减振作用。作用。 需另装减振器及需另装减振器及导导
7、向机构。向机构。5/23/202211-三、扭杆三、扭杆弹弹簧簧扭杆扭杆弹弹簧是一根由簧是一根由弹弹簧簧钢钢制成的杆，断面制成的杆，断面多多为圆为圆形，少数形，少数为为矩形矩形和管形。一端固定在和管形。一端固定在车车架上，另一端固定在架上，另一端固定在悬悬架的架的摆摆臂上。臂上。摆摆臂与臂与车车轮轮相相连连。当。当车轮车轮跳跳动时动时，摆摆臂臂绕绕着扭杆着扭杆轴线摆动轴线摆动，使扭杆使扭杆产产生扭生扭转弹转弹性性变变形，借以保形，借以保证车轮证车轮与与车车架的架的弹弹性性联联系。系。5/23/202212-四、气体四、气体弹弹簧簧 气体气体弹弹簧是在一个密封的容器中充入簧是在一个密封的容器中充
8、入压压缩缩气体（气气体（气压为压为0.5-1Mpa0.5-1Mpa），利用气体可），利用气体可压缩压缩性性实现弹实现弹簧的作用。簧的作用。 气体气体弹弹簧的特点是，作用在簧的特点是，作用在弹弹簧上的簧上的载载荷增加荷增加时时，容器中气，容器中气压压升高，升高，弹弹簧簧刚刚度增大；度增大；反之，当反之，当载载荷减小荷减小时时，气，气压压下降，下降，刚刚度减小。度减小。因此，气体因此，气体弹弹簧具有理想的簧具有理想的变刚变刚度特性。度特性。囊式空气囊式空气弹弹簧簧膜式空气膜式空气弹弹簧簧油气油气弹弹簧簧气体气体弹弹簧簧5/23/202213-1 1、囊式空气、囊式空气弹弹簧簧 囊式空气囊式空气弹弹
9、簧由簧由夹夹有帘有帘线线的橡胶气囊和的橡胶气囊和密密闭闭在其中的在其中的压缩压缩空气所空气所组组成。气囊有成。气囊有单节单节和多和多节节式，式，节节数越多，数越多，弹弹性越好，但密封性性越好，但密封性越差。越差。节节与与节节之之间围间围有有钢钢制腰制腰环环，使中，使中间间部部分不致有径向分不致有径向扩张扩张，并防止两，并防止两节节之之间间相互摩相互摩擦。气囊的上下盖板将气囊密擦。气囊的上下盖板将气囊密闭闭。5/23/202214-2 2、膜式空气、膜式空气弹弹簧簧 膜式空气膜式空气弹弹簧的密簧的密闭闭气囊由橡胶膜片气囊由橡胶膜片和金属和金属压压制件制件组组成。与囊式相比，其成。与囊式相比，其刚
10、刚度度较较小，小，车车身自然振身自然振动频动频率率较较低；尺寸低；尺寸较较小，小，在在车车上便于布置，故多用在上便于布置，故多用在轿车轿车上。但制上。但制造困造困难难，寿命，寿命较较短。短。5/23/202215-3 3、油气、油气弹弹簧簧 油气油气弹弹簧一般以惰性气体氮簧一般以惰性气体氮为弹为弹性介性介质质，用油液作，用油液作为传为传力介力介质质，由气体，由气体弹弹簧和簧和相当于减振器的液相当于减振器的液压压缸缸组组成。成。 油油气气弹弹簧簧的的形形式式有有单单气气室室，双双气气室室以以及及两两级级压压力力式式等等。单单气气室室油油气气弹弹簧簧又又分分为为油气分隔式和油气不分隔式两种。油气分
11、隔式和油气不分隔式两种。单单气室油气分隔式油气气室油气分隔式油气弹弹簧簧 单单气室油气不分隔式油气气室油气不分隔式油气弹弹簧簧 双气室油气双气室油气弹弹簧簧 两两级压级压力式油气力式油气弹弹簧簧 5/23/202216-（1 1）单单气室油气分隔式油气气室油气分隔式油气弹弹簧簧 上半球室、下半球室和橡胶油气隔膜构上半球室、下半球室和橡胶油气隔膜构成了油气分隔式成了油气分隔式弹弹簧，工作缸、活塞和阻尼簧，工作缸、活塞和阻尼阀阀等构成了减振器。等构成了减振器。5/23/202217- 当当悬悬架架摆摆臂（或臂（或车桥车桥）与）与车车身（或身（或车车架）架）相相对对运运动时动时，活塞和活塞，活塞和活
12、塞导导向缸便在工作缸向缸便在工作缸内上下滑内上下滑动动，而工作油液通，而工作油液通过过减振器阻尼减振器阻尼阀阀来回运来回运动动，起到减振器的作用。，起到减振器的作用。5/23/202218- 工作缸固定在工作缸固定在车车架上，管架上，管形活塞的下端与形活塞的下端与转转向向节节相相连连。该该油气油气弹弹簧不簧不仅仅是前是前悬悬架的架的弹弹性元件和减振元件，而且性元件和减振元件，而且还还兼兼作作转转向主向主销销。管形活塞内腔以。管形活塞内腔以及活塞与工作缸壁及活塞与工作缸壁间间形成的形成的环环形腔内都充形腔内都充满满着工作油液。在着工作油液。在管形活塞管形活塞头头的上面有一油的上面有一油层层，既可
13、以既可以润润滑活塞又可以作滑活塞又可以作为为气气室的密封。油室的密封。油层层上方的空上方的空间间即即为为高高压压气室，其中充气室，其中充满满高高压压氮氮气，气体和油液之气，气体和油液之间间没有任何没有任何隔离装置。隔离装置。（2 2）单单气室油气不分隔式油气气室油气不分隔式油气弹弹簧簧5/23/202219-压缩压缩行程：管形活塞上移，行程：管形活塞上移，一部分油液一部分油液经经常通孔、常通孔、单单向球向球阀阀流入流入环环行腔。行腔。伸伸张张行程：管形活塞下移，行程：管形活塞下移，环环行容行容积缩积缩小，此小，此时单时单向向阀阀关关闭闭，其油液，其油液仅经仅经通孔流会活塞通孔流会活塞内腔，增加
14、了伸内腔，增加了伸张张行程的阻尼行程的阻尼力。力。 设设有伸有伸张张行程限位器，以行程限位器，以防止活塞与缸体底部撞防止活塞与缸体底部撞击击或从或从缸体中脱出。缸体中脱出。5/23/202220- 双气室油气双气室油气弹弹簧比簧比单单气室油气室油气气弹弹簧多一个作簧多一个作用力方向相反的用力方向相反的反反压压气室和一个气室和一个浮浮动动活塞。活塞。（3 3）双气室油气）双气室油气弹弹簧簧5/23/202221- 当当弹弹簧簧处处于于压缩压缩行行程程时时，主气室中的活塞，主气室中的活塞上移，使主气室内的气上移，使主气室内的气压压增高，增高，弹弹簧的簧的刚刚度增度增大。此大。此时时浮浮动动活塞下面
15、活塞下面的油液，在反的油液，在反压压气室的气室的气体气体压压力作用下力作用下经经通道通道流入主气室的活塞下面，流入主气室的活塞下面，补补充活塞上移后空出的充活塞上移后空出的容容积积，而反，而反压压气室内的气室内的气气压压下降。下降。 5/23/202222- 当当弹弹簧簧处处于伸于伸张张行行程程时时，主活塞下移，主，主活塞下移，主气室内的气气室内的气压压降低，主降低，主活塞下面的油液受活塞下面的油液受挤压挤压，经经通道流回浮通道流回浮动动活塞的活塞的下面，推下面，推动动活塞上移，活塞上移，而使反而使反压压气室内的气气室内的气压压增高，从而提高了伸增高，从而提高了伸张张行程的行程的弹弹簧簧刚刚度
16、。度。 这这种油气种油气弹弹簧消除簧消除了在伸了在伸张张行程中活塞与行程中活塞与缸体底部缸体底部发发生撞生撞击击的可的可能性。能性。5/23/202223- 两两级压级压力式油气力式油气弹弹簧的特点是，在工簧的特点是，在工作活塞的上方作活塞的上方设设有两有两个并列的气室，但两个并列的气室，但两个气室的工作个气室的工作压压力不力不同。主气室内的气同。主气室内的气压压与与单单气室油气气室油气弹弹簧的簧的气气压压相近，而相近，而补偿补偿气气室内的气室内的气压则较压则较高，高，从而具有了从而具有了变刚变刚度特度特性。性。（4 4）两）两级压级压力式油气力式油气弹弹簧簧5/23/202224-五、橡胶五、橡胶弹弹簧簧橡胶橡胶弹弹簧利用橡胶本身的簧利用橡胶本身的弹弹性起性起弹弹性性元件的作用。它可以承受元件的作用。它可以承受压缩载压缩载荷和扭荷和扭转转载载荷，由于橡胶的内摩擦荷，由于橡胶的内摩擦较较大，橡胶大，橡胶弹弹簧簧还还具有一定的减振能力。橡胶具有一定的减振能力。橡胶弹弹簧多用作簧多用作悬悬架的副簧和架的副簧和缓缓冲冲块块。5/23/202225-5/23/202226- 为为加速加速车车架
