3.8悬架拆装（课件）-《汽车构造与拆装》同步教学（高教版）

任务8 悬架拆装 分析对比跃进卡车悬架和轿车悬架 分析悬架类型和结构 完成任务工单 2024/6/23 1 必要的信息 悬架的组成和类型 弹性元件 减振器 典型悬架结构 2024/6/23 2 悬架的功用 ·连接车桥和车架； ·传递二者之间的各种作用力和力矩； ·抑制并减小由于路面不平而引起的振动，保持车身和车轮之间正确的运动关系，保证汽车的行驶平顺性和操纵稳定性(缓冲、减振、导向及稳定) 2024/6/23 3 分类 被动悬架：悬架在路面作用下被动工作。 主动悬架： 悬架根据路面和工况自动起作用。 按悬架起作用的性质分 2024/6/23 4 分类 非独立悬架： 左右车轮安装在 一根整体车桥两端，车桥则通过弹性元件与车架相连。 独立悬架：每一侧车轮单独通过悬架与车架相连，每个车轮能独立上下跳动而互不影响。 车桥 弹性元件 车架 断开式车桥 按两侧车轮相互运动关系分 2024/6/23 5 悬架的组成 减震器—加快振动的衰减。 弹性元件—承受和传递垂直载荷，减小路面的冲击 导向装置—传递纵向力、侧向力及其力矩，并保证车轮相对于车身有正确的运动关系。 2024/6/23 6 弹性元件 汽车悬架所用的弹性元件可分为钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧和橡胶弹簧等。 钢板弹簧——载货汽车的非独立悬架 螺旋弹簧和扭杆弹簧——轿车的独立悬架 气体弹簧——重型载货汽车 橡胶弹簧——悬架的副簧和缓冲块 2024/6/23 7 钢板弹簧 作用： 既有弹性元件的作用，又可起到导向和减振作用。 结构： 钢板弹簧 套管 螺栓 螺母 中心螺栓 卷耳 弹簧夹 2024/6/23 8 钢板弹簧的安装 非独立悬架 在弹簧片之间涂上较稠的润滑剂，可以减少磨损 在弹簧片之间夹入塑料垫片，可减少噪声并获得定值摩擦力。 弹簧片之间的摩擦力可起到衰减振动和导向的作用。 U型螺栓 2024/6/23 9 板簧与车架的连接 双钢板弹簧：悬架变刚度 销、螺栓 2024/6/23 10 单片弹簧和少片弹簧 特点： 断面尺寸延长度方向变化； 减轻重量，节约材料；提高汽车行驶平顺性。 2024/6/23 11 钢板弹簧断面形状 矩形断面:结构简单，但受拉应力一面的棱角处易产生疲劳裂纹。 上下不对称的横断面:由于断面抗弯的中性轴线上移，不但可减小拉应力，而且节省了材料。 2024/6/23 12 螺旋弹簧 制造： 用弹簧钢棒料卷制而成。 特点：无需润滑、抗污染、安装所需空间小、质量轻。 性能： 没有减振、导向作用，必须另加减震器。 用途：轿车悬架 2024/6/23 13 应用： 桑塔纳轿车的前悬架 麦弗逊式独立弹簧悬架 弹簧套在减震器外边，节省了安装空间，空余的大量空间便于安装发动机 当车轮转向跳动时，车轮沿主销（减振器）转动。 2024/6/23 14 扭杆弹簧 功用： 当车轮跳动时，摆臂便绕着扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭转变形，以保证车轮与车架弹性连接。 摆臂 扭杆 2024/6/23 15 扭杆弹簧 结构：具有扭转弹性的直线金属杆件 特点：质量小、不需润滑、保养维修简便 摆臂 扭杆 2024/6/23 16 扭杆弹簧的装配 摆臂 扭杆 扭杆刚度固定，悬架刚度可变。 特点：质量小，不需润滑 车架 有预扭力，左右不可装反 2024/6/23 17 扭杆的固定端位置是变化的，因此会引起整个悬架的刚度的变化。 气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩气体，利用气体的可压缩性实现其弹簧作用的 弹簧刚度可变，具有理想弹性特性 气体弹簧 2024/6/23 18 压缩空气所用容器不同 体积小、寿命长、弹簧刚性可变；结构复杂，制造成本高 囊式气体弹簧 膜式气体弹簧 气体弹簧－空气弹簧 两种弹簧相比有何优缺点？ 全橡胶膜片结构 有效面积变化率大，刚度大 曲数越多，刚度越小 曲数太多，横向稳定性差 弹簧使用寿命长 橡胶膜片与金属压件组成 弹簧刚度相对较小 尺寸小、便于布置 制造困难、寿命短 2024/6/23 19 气体弹簧－油气弹簧 结构：一般是由气体弹簧和相当于液力减振器的液压缸所组成的 特点： 以氮气和油液作为工作介质。具有可变刚度特性，液力减振器。 油气不分割式 油气分隔式 两种弹簧相比有何优缺点？ 2024/6/23 20 气体弹簧 气体弹簧只能承受垂直载荷，悬架中必须设置纵向和横向的导向机构；空气弹簧悬架必须安装减振器。 2024/6/23 21 橡胶弹簧 利用橡胶本身的弹性来缓和冲击、减小振动的 承受压缩载荷与扭转载荷 单位质量的储能量较金属弹簧多，隔音性能好 多用在悬架的副簧和缓冲块 2024/6/23 22 悬架弹性元件 弹性原件 减振作用 导向作用 刚度特性 悬架刚度 应用场合 钢板弹簧 螺旋弹簧 扭杆弹簧 气体弹簧 橡胶弹簧 2024/6/23 23 思考： 为何有的汽车乘坐时非常舒服，但有的却 感觉到异常颠簸？ 2024/6/23 24 减振器 功用： 加速车架与车身振动的衰减，改善汽车行驶的平顺性。 原理： 当汽车振动时，减振器壳体内的油液反复从一个内腔通过一些窄小的空隙流入另一内腔，此时，摩擦力便把振动能量转化为热能，被油液、减振器吸收后散失到大气中。 弹性元件 减震器 车架 半轴 2024/6/23 25 性能要求 在悬架压缩行程内，减振器阻尼力应较小，以便充分利用弹性元件的弹性，缓和冲击。 在悬架伸张行程，减振器阻尼力应大，以求迅速减振。 在车桥与车架相对速度过大时，减振器应当能自动加大液流通道截面积，使阻尼力始终保持在一定限度之内，避免过大的冲击载荷。 2024/6/23 26 分类 双向作用筒式减振器 单向作用筒式减振器 （伸张行程） 液力减振器：利用液体流动的阻力来消耗振动的能量。 2024/6/23 27 双向作用筒式减振器 结构： 伸张阀 流通阀 压缩阀 补偿阀 活塞杆 防尘罩 活塞 储油钢桶 导向座 哪些是单向阀，哪些是卸荷阀？各有何特点？ 2024/6/23 28 卸荷阀的功能 　　卸荷溢流阀的主要功能是自动控制泵的卸荷或加载。鉴于卸荷溢流阀的功用，要求卸荷压力与加载压力之间存在一定差别。差值过小，则泵的卸荷与加载动作过于频繁；差值过大，则系统压力变化太大。 　　加载压力与卸荷压力的差值是卸荷溢流阀的重要性能指标，一般加载压力为卸荷压力的85%左右。其性能与溢流阀相同。 　　卸荷溢流阀的主要用途： 　　a.蓄能器系统中泵的自动卸荷及加载； 　　b.高低压泵组合中大流量低压泵的卸荷。 工作原理 压缩行程： 车轮靠近车架,减振器收缩，缓和冲击 容积减少，油压升高，油液打开流通阀，经过流通阀流入上腔。 由于上腔容积被活塞杆用去部分空间，所以油液一部分打开压缩阀流入储油缸 由于各阀门的节流作用，便造成对悬架压缩运动的阻力，使振动能量衰减。 流通阀 压缩阀 2024/6/23 29 工作原理 伸张行程： 车轮下跳，减振器受拉伸活塞上移 上腔容积减少，油压升高，油液推开伸张阀，流入下腔。 由于活塞杆占去一定空间，所以自上腔流入的油液不足以充满下腔容积的增加。储油缸中油液推开补偿阀流入下腔补充。 由于各阀门的节流作用，便造成对悬架伸张运动的阻力，使振动能量衰减。 伸张阀 补偿阀 2024/6/23 30 减振器工作过程 伸张阀弹簧的刚度和预紧力比压缩阀的大，在同样油压作用下，伸张行程产生阻尼力远大于压缩行程的阻尼力。 如何使伸张行程比压缩行程减振效果强？ 2024/6/23 31 充气式减振器 结构大为减化，零件数约减少15％。 减振器内充有高压气体，能有效地减少车轮受到突然冲击时产生的高频振动，并有助于消除噪声。 可靠地保证产生足够的阻尼力。 消除了油的乳化现象。 缺点是对油封要求高；充气工艺复杂，不能修理；以及当缸筒受到外界物体的冲击而产生变形时，减振器就不能工作。 氮气 油液 活塞（压缩阀、伸张阀） 浮动活塞 2024/6/23 32 浮动活塞上的O型密封圈，又称为封气活塞。 非独立悬架 特点：结构简单、工作可靠 应用：一般与整体式车桥配用。 货车、客车的前后悬架，轿车后悬架 举例：板簧非独立悬架（单个板簧、双板簧） 螺旋弹簧非独立悬架（导向装置和减振器） 空气弹簧非独立悬架（可实现车身高度自动调节作用） 油气弹簧非独立悬架（矿用自卸车） 2024/6/23 33 板簧非独立悬架 前悬架一般装有减振器，后悬架不一定配装 两个U型螺栓间距尽可能小，以提高其使用寿命 后悬架通常做成变刚度，以适应变化较大的载荷，一般采用双板簧结构 2024/6/23 34 螺旋弹簧非独立悬架 必需加装减振器和导向装置 一般用于轿车后悬架 导向装置可以使车轮具有独立运动的性质 ——半独立悬架 2024/6/23 35 气体弹簧非独立悬架 空气弹簧：改变弹簧内的空气压力可调节车身高度，使车身不会因载荷而变化 油气弹簧：变刚度特性，显著提高汽车性能 加装横向、纵向推力杆； 加装减振器 加装横向、纵向推力杆； 2024/6/23 36 独立悬架 独立悬架的优点：P362 类型：横臂式独立悬架 纵臂式独立悬架 烛式悬架—车轮沿固定不动的主销上下移动，所以悬架变形时，主销定位角不变，但因主销承受侧向力，磨损严重。 麦弗逊式悬架—P366，广泛用于FF轿车的前悬架 减少车架和车身在不平道路上行驶时的振动 可以提高汽车的平均行驶速度 改善行驶平顺性 增大了驱动力 提高了汽车的通过性能 车轮在汽车横向平面内摆动的悬架 车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架 2024/6/23 37 横臂式独立悬架 单横臂式：影响转向操纵稳定性，故很少使用； 双横臂式：操纵稳定性和行驶平顺性好，发动机位置低；但结构复杂，成本高。 横臂 2024/6/23 38 纵臂式独立悬架 单纵臂式：车轮的跳动影响定位参数变化，用于后轮 双纵臂式：可用于前悬架（主销后倾角不变） 纵臂式 单纵臂式 双纵臂式 2024/6/23 39 车轮沿主销移动的悬架 烛式悬架：主销固定，车轮沿主销上下移动；悬架变形不影响主销定位角，汽车操纵稳定性好；但主销受侧向力复杂，磨损严重。 2024/6/23 40 车轮沿主销移动的悬架 麦弗逊式悬架：主销与减振器合而为一，当车轮上下跳动时，因减振器下支点随横摆臂摆动，故主销轴线的角度是变化的，显然车轮是沿着摆动的主销轴线运动 。两前轮内侧空间较大，便于发动机等机件的布置 。 2024/6/23 41 横向稳定杆 作用：当车身两侧悬架变形引起横向变形和角振动时，稳定杆扭转产生内力矩，阻碍悬架的变形，从而减小车身的横向倾斜和角振动。 用途：轿车的车桥 横向稳定杆（弹簧钢） 2024/6/23 42 平衡悬架 平衡悬架：保证中后桥车轮垂直载荷相等，且使所有车轮与地面良好接触。 摆臂式平衡悬架：将两个车桥装在两根平衡杆的两端，而将平衡杆中部与车架铰链； 6×2汽车的后轮可在摆臂作用下升降。 2024/6/23 43 平衡悬架 钢板弹簧平衡悬架 可使中、后桥形成一个总支承机构，能连同钢板弹簧一起绕心轴转动 钢板弹簧变形时，中、后桥能各自单独移位，适应行驶在不平道路上的需要 在中、后桥载荷平均分配的条件下，增强了汽车的行驶性能。 2024/6/23 44 电控汽车悬架 作用：通过ECU主动调节悬架刚度和阻尼系数，以适应不同行驶工况的需要，提高操纵稳定性、舒适性、平顺性。 类型：半主动悬架系统 全主动悬架系统 2024/6/23 45 电控汽车悬架 电控汽车悬架系统主要由（车高、转向角、加速度、路况预测）传感器、电子控制ECU、悬架控制的执行器等组成。 系统的控制功能通常有以下三个： 车高调整 阻尼力控制 弹簧/悬架刚度控制 2024/6/23 46 车高调整 ·当汽车在起伏不平的路面行驶时，可以使车身抬高，以便于通过；在良好路面高速行驶时，可以降低车身，以减少空气助力，提高操纵稳定性。 阻尼力控制 ·用来提高汽车的操纵稳定性，在急转弯、急加速和紧急制动情况下，可以抑制车身姿态的变化。 弹簧刚度控制 ·改变弹簧刚度，使悬架满足运动或舒适的要求。 采用主动式悬架后，汽车对侧倾、俯仰、横摆跳动和车身的控制都能更加迅速、精确，汽车高速行驶和转弯的稳定性提高，车身侧倾减少。制动时车身前俯小，启动和急加速可减少后仰。即使在坏路面，车身跳动也较少，轮胎对地面的附着力提高。 2024/6/23 47 举例：主动式液压悬架 汽车重心附近有纵向、横向加速度和横摆陀螺仪传感器，用来采集车身振动、车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号 这些信号被输入到控制单元ECU，ECU根据输入信号和预先设定的程序发出控制指令 控制伺服电机并操纵前后四个执行油缸工作。 2024/6/23 48 复习与回顾 汽车悬架的作用是什么？由几部分构成？ 汽车悬架的弹性元件有几种形式？其中具有可变刚度的是哪些？ 2024/6/23 49 学习愉快！ 2024/6/23 50 悬架的性能指标 车身自然振动频率——影响汽车行驶平顺性的悬架重要性能指标之一 悬架刚度：指使车轮中心相对于车架和车 身向上移动单位距离(即使悬架产生单位垂直压缩变形)所需加于悬架上的垂直载荷。 2024/6/23 51 复习与回顾 汽车悬架的作用是什么？由几部分构成？ 汽车悬架的弹性元件有几种形式？其中具有可变刚度的是哪些？ 何为平衡悬架？ 何为主动悬架？有何功能？ 2024/6/23 52 $$