8.4悬架(课件）-高二《汽车底盘构造与维修》同步教学（北京理工大学出版社）

８.４　悬架 ８.４.１　悬架概述 汽车车架或车身如果直接安装在车桥上，它们之间就是刚性连接，汽车则会由于道路不平而上下颠簸振动，从而使车上的乘客感到不舒服或者使货物损坏。因此，车上必须安装具有缓冲、减振和导向作用的悬架装置。汽车悬架是车架（或车身） 与车桥之间各种传力连接装置的总称。 １．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）。 下一页 返回 ８.４　悬架 ２．悬架的结构组成 悬架一般由弹性元件、导向装置和减震器等组成，如图８－２４所示。 （１）弹性元件的作用是承受和传递垂直载荷，缓冲并抑制不平路面所引起的冲击。 （２）减震器用以加快振动的衰减，使车身和车轮的振动得以控制。 （３）导向装置是用来传递纵向力、侧向力及其力矩，并保证车轮有正确的运动关系。 （４）横向稳定器是一种辅助弹性元件，以防止车身在不平路面上行驶或转向时发生过大的横向倾斜。 上一页 下一页 返回 ８.４　悬架 ３．悬架的类型 悬架按导向装置的型式（汽车两侧车轮运动的相互关系） 可分为两大类：非独立悬架和独立悬架。 １）非独立悬架 非独立悬架是车轮安装在一根整体式车桥两端，车桥通过弹性元件与车架相连。当一侧车轮跳动时，要影响另一侧车轮，也叫相关悬架，如图８－２５所示。 非独立悬架的特点：结构简单，成本低，车轮上下跳动时定位参数变化小，在货车和一些大客车上普遍采用，部分轿车后悬架也有采用。 ２）独立悬架 上一页 下一页 返回 ８.４　悬架 独立悬架是每一侧车轮单独通过悬架与车桥相连，每个车轮都能独立上下运动而无相互影响；车桥是断开式；独立悬架车轮接地性好，行驶平顺性和操纵稳定性都优于非独立悬架，前轮定位角可以调节，在轿车上得到广泛应用，如图８－２６所示。 ８.４.２　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；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了广泛的应用；橡胶弹簧多用在悬架的副簧和缓冲块中。 上一页 下一页 返回 ８.４　悬架 １．钢板弹簧 钢板弹簧广泛应用于汽车的非独立悬架中，其构造如图８－２７所示。钢板弹簧由若干片长度不等的合金弹簧片叠加而成，构成一根近似等强度的弹性梁。最长的一片称为主片，其两端卷成卷耳，内装衬套，以便用弹簧销与固定在车架上的支架或者吊耳作铰链连接。 中心螺栓用来连接各弹簧片，并保证各片转配时的相对位置。中心螺栓距两端卷耳中心的距离可以是相等的，称为对称式钢板弹簧，如图８－２７（ａ） 所示；也可以是不等的，称为非对称式钢板弹簧，如图８－２７（ｂ）所示。 上一页 下一页 返回 ８.４　悬架 为了增加主片卷耳的强度，常将第２片末端也卷成半卷耳，包在主片卷耳的外面，但留有较大的间隙，使得弹簧在变形时，各片间有相对滑动和伸缩的空间。 为了进一步改善钢板弹簧的受力状况，可采用不同形状的断面。钢板弹簧的断面型式，如图８－２８所示。 （１）矩形断面钢板弹簧［图８－２８（ａ）］ 结构简单，但受拉应力一面的棱角处易产生疲劳裂纹。 （２）图８－２８（ｂ）、（ｃ） 采用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。 上一页 下一页 返回 ８.４　悬架 ２．螺旋弹簧 螺旋弹簧广泛地应用于前独立悬架，如图８－２９所示。有些乘用车的后轮非独立悬架也采用螺旋弹簧作为弹性元件。螺旋弹簧与钢板弹簧相比，具有不忌泥污，所占纵向空间不大，弹簧质量小等优点；螺旋弹簧本身没有减振作用，因此在螺旋弹簧悬架中必须另装减震器；此外，螺旋弹簧只能承受垂直载荷，故必须装设导向机构以传递垂直力以外的各种力和力矩。螺旋弹簧常用弹簧钢棒料卷制而成，可做成等螺距或变螺距的，前者刚度不变，后者刚度是可变的。 ３．扭杆弹簧 上一页 下一页 返回 ８.４　悬架 扭杆弹簧是一根具有扭转弹性的直线金属杆件。其断面一般为圆形，少数为矩形或管形，如图８－３０所示。 扭杆弹簧两端可以做成花键、方形、六角形或带平面的圆柱形等，以便将一端固定在车架上，另一端通过摆臂固定在车轮上。有的扭杆由一些矩形断面的薄扭片组合而成，更为柔软。 扭杆弹簧的特点有以下几个： （１）扭杆是用铬钒合金弹簧钢制成的，表面通常涂以沥青和防锈油漆或者包裹一层玻璃纤维布，以防碰撞、刮伤和腐蚀。 上一页 下一页 返回 ８.４　悬架 （２）扭杆具有预扭应力，安装时左右扭杆预加扭转的方向都与扭杆安装在车上后承受工作载荷时扭转的方向相同，不能互换，为此，在左右扭杆上刻有不同标记。 （３）扭杆本身的扭转刚度虽然是常数，但采用扭杆的悬架刚度却是可变