周德寬汽車構(gòu)造22懸架

第二十三章懸架第1節(jié)概述懸架的作用：把作用于車輪的垂直反力、縱向反力和側(cè)向力以及這些反力引起力矩傳送到車架，并使車輛具有良好的乘坐溫馨性、平順性和性是穩(wěn)定性。懸架的組成：汽車懸架普通都由：彈性元件、阻尼元件〔減振器、導(dǎo)向桿系〕三部分組成。在一些車輛上還要加裝橫向穩(wěn)定器。1.1懸架的功用和組成懸架：車架〔或承載式車身〕與車橋〔或車輪〕之間的一切傳力銜接安裝的總稱。彈性元件縱向推力桿阻尼元件橫向穩(wěn)定桿橫向推力桿汽車懸架的組成表示圖：汽車懸架各組成部分的作用：彈性元件：阻尼元件：導(dǎo)向桿系：橫向穩(wěn)定器：使車架與車橋的銜接具有彈性，吸收、緩和路面沖擊和振動(dòng)。衰減彈性元件的振動(dòng)，吸收并分發(fā)振動(dòng)能量。約束車輪按一定的軌跡運(yùn)動(dòng)，接受并傳送各方向的力和力矩。在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，減小車身的傾斜和橫向角振動(dòng)。1.2懸架系統(tǒng)的自然振動(dòng)頻率汽車自然振動(dòng)頻率是影響汽車平順性的重要性能目的之一，普通稱之為車輛的偏頻。其取值范圍普通在1~1.6Hz之間。汽車自然振動(dòng)頻率由汽車簧載質(zhì)量和懸架剛度決議。計(jì)算公式如下：簧載質(zhì)量一定，懸架剛度越小，偏頻越小。懸架剛度一定，簧載質(zhì)量越大，偏頻越小。由于車輛的載荷不斷是變化的，因此需求懸架的彈簧具有變剛度特性，以保證車輛在不同的載荷情況下具有相當(dāng)?shù)男旭偲巾樞浴?.3懸架系統(tǒng)的類型按汽車懸架的性能能否可控，分為：被動(dòng)懸架：懸架剛度、阻尼在行駛中不可調(diào)整的懸架。自動(dòng)懸架：懸架的剛度、阻尼根據(jù)行駛情況不同，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)的懸架。半自動(dòng)懸架：只需懸架阻尼可以自動(dòng)調(diào)理的懸架。按汽車懸架的構(gòu)造特點(diǎn)分為：非獨(dú)立懸架：兩側(cè)車輪剛性的銜接在一同，只能共同運(yùn)動(dòng)的懸架。廣泛運(yùn)用于貨車、客車和轎車后橋。獨(dú)立懸架：兩側(cè)車輪由斷開式車橋銜接，車輪單獨(dú)經(jīng)過懸架于車架銜接，可以單獨(dú)跳動(dòng)。廣泛運(yùn)用于轎車前懸架。第2節(jié)彈性元件鋼板彈簧；螺旋彈簧；扭桿彈簧：空氣彈簧；油氣彈簧；橡膠彈簧。懸架的彈性元件主要有：組成的懸架構(gòu)造簡單，任務(wù)可靠，剛度大，適用于非獨(dú)立懸架。制造工藝簡單，不需求光滑，安裝的縱向空間小，質(zhì)量小。運(yùn)用于獨(dú)立懸架。單位質(zhì)量的儲能高，構(gòu)造簡單，不需求光滑，方便布置。統(tǒng)稱為氣體彈簧，具有變剛度特性，可調(diào)整車身高度?？商岣咂嚨臏剀靶院推巾樞?。運(yùn)用于高級大巴和高級轎車。單位儲能高，有阻尼特性、隔振。用于緩沖塊。2.1鋼板彈簧由假設(shè)干片等寬但不等長的合金彈簧片組合而成的近似等強(qiáng)度的彈性梁。卷耳彈簧夾鋼板彈簧中心螺栓螺栓套筒螺母鋼板彈簧的第一片最長，成為主片。主片的兩端彎成卷耳，內(nèi)裝青銅或塑料、橡膠、粉末冶金制成的襯套，并經(jīng)過彈簧銷與車架或者吊耳作鉸鏈銜接。鋼板彈簧的中部普通用U形螺栓固定在車橋上。中心螺栓的作用是銜接各彈簧片，保證各片的裝配位置。按其距兩耳的間隔分為對稱式鋼板彈簧和非對稱鋼板彈簧。主片卷耳受力大，為改善其受理情況，第二片末端也彎成卷耳，稱為包耳。二者留有間隙，以便相對滑動(dòng)。彈簧夾保證在鋼板彈簧反向變形時(shí)各片不致相互分開，保證共同承載。且使彈簧片相互橫向定位。彈簧夾用鉚釘鉚接在與之相連的最下面彈簧片的端部。其上端以螺栓銜接。螺栓上的套管頂在彈簧夾之間，以免彈簧片夾得過緊。螺栓套管與彈簧片之間留有間隙〔1-1.5mm〕，以便各片之間的相對滑動(dòng)。鋼板彈簧在載荷作用下變形時(shí)，各片之間相對滑動(dòng)而產(chǎn)生摩擦，促進(jìn)車架的振動(dòng)衰減。但也降低了緩和沖擊，加速磨損的問題，普通需求裝配時(shí)各片之間涂上較稠的光滑劑，并定期的保養(yǎng)。鋼板彈簧本身能起到導(dǎo)向的作用，同時(shí)各片之間的摩擦還起到一定的減振作用。普通在彈簧片之間夾入塑料墊片，以產(chǎn)生定值的摩擦力和消除噪音。目前的汽車大量采用了：變截面的少片鋼板彈簧。據(jù)有質(zhì)量輕、構(gòu)造簡單、摩擦小、節(jié)省資料的特點(diǎn)。2.2螺旋彈簧優(yōu)點(diǎn)：無須光滑、不怕泥污、縱向布置空間較小、質(zhì)量小。缺陷：無減振作用；只能接受鉛垂載荷，需裝設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。目前汽車采用的經(jīng)過變鋼絲直徑、螺距、彈簧直徑的非線性螺旋彈簧，以獲得更好的平順性。2.3扭桿彈簧扭桿彈簧：由彈簧鋼制成桿，經(jīng)過沿軸向改動(dòng)變形來緩沖沖擊。扭桿彈簧的特點(diǎn)：加工時(shí)可以預(yù)先產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。具有比鋼板彈簧和螺旋彈簧都大儲能才干，因此質(zhì)量輕。構(gòu)造比較簡單，不需求光滑。和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)一同產(chǎn)生變剛度特性。方便布置。扭桿過短將影響溫馨性、平順性。資料：鉻釩合金彈簧鋼，外表涂環(huán)氧樹脂和防銹漆。第3節(jié)減振器汽車減振器的作用：經(jīng)過減振器本身的運(yùn)動(dòng)，耗費(fèi)彈簧變形儲存的能量，將其變?yōu)闊崮?，并分發(fā)到空氣中，以衰減彈簧的振動(dòng)。減振器的類型：按任務(wù)方式分為：單向減振器和雙向減器。按構(gòu)造方式分為：單筒減振器和雙筒減振器；按阻尼能否可調(diào)分為：阻尼可調(diào)式和阻尼不可調(diào)式；按任務(wù)介質(zhì)分為：油液減振器、氣體減振器。按能否充氣分為：充氣減振器和不充氣減振器。目前汽車上廣泛采用的是雙向作用油液減振器。3.1油液減振器的任務(wù)原理油液經(jīng)過閥體上的阻尼孔在任務(wù)缸的上下任務(wù)腔之間的流動(dòng)，并因此產(chǎn)生阻尼力，使車身和車架的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能，并被油液和減振器殼體吸收，最后分發(fā)到大氣中。減振器的阻尼力要隨汽車振動(dòng)速度的添加而增大，隨汽車振動(dòng)速度降低而減小。減振器阻尼特性表征了這一變化關(guān)系。減振器的油液：減振器運(yùn)用的公用減振器油，SV1或SV2。油液具有抗氣化、抗氧化、無腐蝕、粘度隨溫度變化小等特點(diǎn)。3.2對減振器阻尼力的要求：在減振器隨懸架一同被緊縮時(shí)，減振器的阻尼力要小，以便讓彈性元件充分的吸收振動(dòng)能量，緩和沖擊；在減振器與懸架一同被拉伸時(shí)，減振器的阻尼力要大，以便讓彈簧振動(dòng)得到迅速衰減，降低駕駛員的疲勞；在車架與車橋之間的運(yùn)動(dòng)速度過大時(shí)，減振器應(yīng)該具有泄荷通道，使其阻尼力堅(jiān)持在一定的限制范圍內(nèi)。3.3雙向筒式減振器a.雙向減振器的構(gòu)造減振器由儲油筒、任務(wù)缸、活塞連桿分總成、底閥、導(dǎo)向器、防塵罩等組成。雙向筒式減振器有四個(gè)閥：伸張閥、補(bǔ)償閥、緊縮閥、流通閥。流通閥伸張閥緊縮閥補(bǔ)償閥伸張閥和緊縮閥分別是拉伸行程和緊縮行程的卸載閥。補(bǔ)償閥和流通閥分別在拉伸和緊縮行程中補(bǔ)償油液，防止上下腔中出現(xiàn)真空。定義：在緊縮和伸張兩行程內(nèi)均能起減振作用的減振器b.雙向筒式減振器的任務(wù)過程緊縮行程連桿和活塞一同向下運(yùn)動(dòng)任務(wù)缸下腔油液壓力增高拉伸閥和補(bǔ)償閥封鎖；下腔的高壓翻開流通閥；液體自緊縮閥的常通孔流出到儲油筒；阻尼力逐漸增大。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)速度很快，下腔油壓很大，抑制緊縮閥壓緊彈簧，緊縮閥完全翻開，阻尼力不再添加。起到泄荷作用。拉伸行程連桿和活塞一同向上運(yùn)動(dòng)任務(wù)缸上腔油液壓力增高油液自上腔經(jīng)過閥體上的節(jié)流孔流向下腔；補(bǔ)償閥翻開，儲油筒中油液流入到下腔；流通閥封鎖；緊縮閥封鎖。節(jié)流孔的節(jié)流作用產(chǎn)生阻尼力當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)速度很快，上腔油壓很大，抑制伸張閥的壓緊彈簧，伸張閥完全翻開，阻尼力不再添加。起到泄荷作用。緊縮閥和伸張閥上有常通小孔隙。當(dāng)振動(dòng)速度較小時(shí)，只靠這些小孔任務(wù)。當(dāng)振動(dòng)速度較大時(shí)，才翻開閥門任務(wù)。阻尼力隨振動(dòng)速度變化。由于伸張閥彈簧剛度比緊縮閥的大，而且伸張閥上的常通孔隙的直徑也比緊縮閥的小，就保證了減振器在伸張行程內(nèi)產(chǎn)生的阻尼力比在緊縮行程內(nèi)產(chǎn)生的大。減振器的構(gòu)造實(shí)例主要的組成部分：上吊環(huán)；防塵罩；壓緊螺母；導(dǎo)向器油封總成；儲油筒；任務(wù)缸；連桿活塞分總成；底閥分總成；下吊環(huán)。3.4新型減振器a.充氣減振器充氣減振器的優(yōu)點(diǎn)：采用浮動(dòng)活塞，減少了一套底閥；內(nèi)充高壓氣體，能有效的衰減高頻振動(dòng)，并有助于消除噪音；在防塵罩直徑一樣的條件下，任務(wù)缸和活塞的直徑可以增大，添加了單位行程對應(yīng)的流量，可以更可靠的建立壓力?？梢韵鸵旱娜榛跋蟆３錃鉁p振器的缺陷：充氣工藝復(fù)雜，不能修繕，由于是單筒的，缸筒變形后，減振器不能任務(wù)。b.阻尼可調(diào)式減振器阻尼可調(diào)式減振器的特點(diǎn)：減振器的阻尼特性可以根據(jù)行駛工況和懸架參數(shù)的變化，進(jìn)展調(diào)解，使車輛具有更好的綜合性能。實(shí)例：裝有可變剛度彈簧的阻尼可調(diào)式減振器任務(wù)原理：根據(jù)汽車載荷的變化，調(diào)整減振器的節(jié)流孔的流通面積，進(jìn)而調(diào)整阻尼。當(dāng)載荷添加時(shí)，節(jié)流孔流通面積減小，阻尼力增大。載荷減小時(shí)的情況相反。第四節(jié)非獨(dú)立懸架非獨(dú)立懸架的特點(diǎn)：構(gòu)造簡單；任務(wù)可靠；采用鋼板彈簧的非獨(dú)立懸架中，省卻了導(dǎo)向構(gòu)造，方便布置。因此廣泛援用于貨車的前、后懸架和轎車的后懸架。非獨(dú)立懸架的分類：鋼板彈簧非獨(dú)立懸架；螺旋彈簧非獨(dú)立懸架；空氣彈簧非獨(dú)立懸架。4.1鋼板彈簧非獨(dú)立懸架鋼板彈簧通?？v向安頓。特點(diǎn)1：鋼板彈簧一端為固定鉸鏈，另一端為活動(dòng)鉸鏈。特點(diǎn)2：鋼板彈簧中部用U型螺栓與車架銜接。特點(diǎn)3：鋼板彈簧銷15軸向和徑向鉆有油道，用來光滑鉸鏈的運(yùn)動(dòng)部分；將鋼板彈簧非獨(dú)立懸架運(yùn)用于前懸架時(shí)，普通要安裝減振器。鋼板彈簧和車架上裝有緩沖塊5和限位塊6，限制彈簧的變形量。東風(fēng)EQ1090汽車的前懸架鋼板彈簧的后端采用滑板式支承；第二片鋼板彈簧的后端做成折角，防止鋼板彈簧零落；優(yōu)點(diǎn)：構(gòu)造簡單，裝配方便，不用需求光滑。缺陷：鋼板彈簧采用滑板式支承將引起鋼板彈簧任務(wù)長度的變化，進(jìn)而引起剛度的變化；鋼板彈簧采用了單面雙槽的構(gòu)造，提高疲勞壽命并節(jié)省資料；鋼板彈簧兩端采用橡膠塊支承的懸架特點(diǎn)：主片不易損壞；不用光滑吊耳處；橡膠具有吸振降噪的作用；鋼板彈簧的挪動(dòng)量遭到限制。采用主副簧構(gòu)造的鋼板彈簧懸架目的：經(jīng)過主副簧先后起作用，得到變剛度特性提高汽車平順性。有副簧在上和主簧在下兩種構(gòu)造。FSFS副簧在上的剛度特性副簧在下的剛度特性副簧逐漸起作用，具有剛度漸變的特點(diǎn)，有利于汽車平順性。剛度突變，不利于汽車平順性。副簧在下的鋼板彈簧懸架缺陷：主簧與副簧之間容易積存污泥，影響剛度特性。4.2螺旋彈簧非獨(dú)立懸架普通只用作轎車的后懸架，具有縱向布置方便，便于維護(hù)和保養(yǎng)的特點(diǎn)。由于螺旋彈簧只能接受較小側(cè)向力。因此需求加裝橫向推力桿4和縱向推力桿1。第5節(jié)獨(dú)立懸架兩側(cè)車輪可以單獨(dú)跳動(dòng)，可減少車身振動(dòng)，消除車輪偏擺；降低非簧載質(zhì)量，提高平均車速；采用斷開式車橋，降低汽車重心，提高行駛穩(wěn)定性；提供了較大的車輪跳動(dòng)空間，因此減小懸架剛度，降低汽車偏頻，提高平順性。a.構(gòu)造特點(diǎn)：兩側(cè)車輪獨(dú)立的與車架或車身彈性銜接。b.獨(dú)立懸架的優(yōu)點(diǎn)：c.獨(dú)立懸架的缺陷：構(gòu)造復(fù)雜、制造本錢高，維護(hù)不便，車輪引起輪矩變化，加劇輪胎磨損。d.獨(dú)立懸架的分類：按車輪的運(yùn)動(dòng)方式分為：車輪在橫向平面內(nèi)擺動(dòng)的懸架；〔橫臂式獨(dú)立懸架〕車輪在縱向平面內(nèi)擺動(dòng)的懸架；〔縱臂式獨(dú)立懸架〕車輪沿主銷挪動(dòng)的懸架；〔燭式獨(dú)立懸架和麥弗遜式〕車輪在斜向平面?zhèn)葦[動(dòng)的懸架?！矄涡北凼姜?dú)立懸架〕f.獨(dú)立懸架采用的彈性元件多是螺旋彈簧和扭桿彈簧。e.獨(dú)立懸架普通運(yùn)用于各縱車輛特別是轎車的前懸架，轎車的后懸架普通采用非獨(dú)立懸架或者復(fù)合式懸架〔半獨(dú)立懸架〕。5.1橫臂式獨(dú)立懸架根據(jù)橫臂的數(shù)量分為：單橫臂獨(dú)立懸架；雙橫臂獨(dú)立懸架。單橫臂式雙橫臂式特點(diǎn)：車輪在汽車的橫向平面內(nèi)跳動(dòng)。等臂式雙橫臂懸架不等臂式雙橫臂懸架a.單橫臂式獨(dú)立懸架特點(diǎn)：當(dāng)車輪跳動(dòng)時(shí)將改動(dòng)輪距。用于轉(zhuǎn)向輪時(shí)，引起主銷內(nèi)傾角和車輪外傾發(fā)生變化。運(yùn)用于車速不高的重型越野車輛。右圖為戴姆勒-飛馳轎車的單橫臂懸架。b.雙橫臂式獨(dú)立懸架等臂式單橫臂懸架：車輪跳動(dòng)時(shí)車輪不傾斜但輪距變化較大。不等臂式單橫臂懸架：車輪跳動(dòng)時(shí)車輪傾斜但輪距變化可以較小。b.雙橫臂式獨(dú)立懸架特點(diǎn)：采用球頭銷替代主銷，屬無主銷式；主銷后傾角由挪動(dòng)上擺臂在擺臂軸上的位置實(shí)現(xiàn)；前輪外傾角由上擺臂和擺臂軸之間的調(diào)整墊片調(diào)整；主銷內(nèi)傾和車輪外傾角存在固定的變化關(guān)系；懸架的最大位移由上下緩沖塊確定；上下擺臂為叉形構(gòu)造以提高剛度。c.雙橫臂扭桿彈簧懸架采用調(diào)理機(jī)構(gòu)可以調(diào)理扭桿彈簧預(yù)應(yīng)力和車身的高度。5.2縱臂式獨(dú)立懸架車輪上下跳動(dòng)時(shí)，單縱臂式獨(dú)立懸架將引起較大的主銷后傾角變化。因此多用于后懸架。根據(jù)采用的縱臂數(shù)目可分為：單縱臂獨(dú)立懸架；雙縱臂獨(dú)立懸架。根據(jù)采用的彈性元件可分為：螺旋彈簧縱臂式獨(dú)立懸架；扭桿彈簧縱臂式獨(dú)立懸架。a.扭桿彈簧縱臂式獨(dú)立懸架后橋隨動(dòng)轉(zhuǎn)向功能：當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，后輪隨前輪按同一方向稍作偏轉(zhuǎn)的特性。