任務(wù)一 懸架的功能與組成

汽車懸掛、轉(zhuǎn)向與制動系統(tǒng)維修汽車維修底盤維修汽車懸掛系統(tǒng)任務(wù)一

懸架的功能與組成知識目標(biāo)（1）掌握懸架的功能。（2）掌握懸架的結(jié)構(gòu)。能力目標(biāo)能夠?qū)ζ噾壹苓M行拆裝。任務(wù)目標(biāo)懸架是汽車中的一個重要總成，它把車架與車輪彈性地連接起來，關(guān)系到汽車的多種使用性能。下面進入汽車懸架的功能與組成的學(xué)習(xí)。任務(wù)引入汽車懸架是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間的傳力裝置，在行駛時，它與輪胎一起吸收和緩沖因路面不規(guī)則而產(chǎn)生的各種振動、擺動和沖擊，以便保護乘客和貨物，并改善駕駛穩(wěn)定性；傳遞因路面和車輪之間的摩擦而產(chǎn)生的驅(qū)動力和制動力至底盤和車身；將車身支承在軸上，并在車身和車輪之間保持恰當(dāng)?shù)膸缀侮P(guān)系。如圖1-1所示為后懸架系統(tǒng)。一、懸架的功能相關(guān)知識根據(jù)汽車兩側(cè)車輪是否相互關(guān)聯(lián)，汽車懸架可分為獨立懸架和非獨立懸架，如圖1-2所示。非獨立懸架的兩側(cè)車輪安裝在一個整體式車橋上，車輪連同車橋一起通過彈性元件與車架（或車身）連接，當(dāng)一側(cè)車輪因路面不平等原因發(fā)生跳動時，另一側(cè)車輪隨之發(fā)生變化。獨立懸架的兩側(cè)車輪各自獨立地通過彈性元件與車架（或車身）連接，當(dāng)一側(cè)車輪相對于車架（或車身）的位置發(fā)生變化時，對另一側(cè)車輪幾乎不產(chǎn)生影響。鋼板彈簧也稱葉片彈簧，其結(jié)構(gòu)如圖1-3所示，在車橋靠近車架或車身時靠鋼板彈簧的彈性形變來起緩沖作用，并在車橋靠近和離開車架或車身的整個過程中，通過各片相互之間的滑動摩擦，部分衰減路面的沖擊作用。二、懸架的組成彈性元件1①鋼板彈簧螺旋彈簧廣泛應(yīng)用于獨立懸架，有些轎車的后輪非獨立懸架也采用螺旋彈簧做彈性元件。螺旋彈簧如圖1-4所示，由特殊的彈簧鋼棒卷制而成，可以制成圓柱形或圓錐形，也可以制成等螺距或不等螺距。圓柱形等螺距螺旋彈簧的剛度是不變的，圓錐形或不等螺距螺旋彈簧的剛度是可變的。與鋼板彈簧相比，螺旋彈簧無須潤滑，防污能力強，質(zhì)量小，單位質(zhì)量的能量吸收率較高。但是，螺旋彈簧本身減振作用很差，因此在螺旋彈簧懸架中，必須另裝減振器；螺旋彈簧只能承受垂直載荷，故必須加裝導(dǎo)向裝置，以傳遞垂直力以外的各種力和力矩。②螺旋彈簧③扭桿彈簧扭桿彈簧是一根由鉻釩彈簧鋼制成的扭桿，如圖1-5所示。扭桿一端固定在車架上，另一端固定在懸架的擺臂上，擺臂則與車輪相連。當(dāng)車輪跳動時，擺臂便繞著扭桿軸線擺動，使扭桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致彈性變形，以保證車輪與車架的彈性連接。扭桿彈簧在制造時，經(jīng)熱處理后預(yù)先施加一定的扭轉(zhuǎn)力矩，使之產(chǎn)生一個永久的扭轉(zhuǎn)變形，從而使其具有一定的預(yù)應(yīng)力。左、右扭桿預(yù)加扭轉(zhuǎn)的方向都與扭桿安裝在車上后承受工作載荷時扭轉(zhuǎn)的方向相同，目的是減少工作時的實際應(yīng)力，以延長使用壽命。如果左、右扭桿換位安裝，則將導(dǎo)致扭桿彈簧的實際工作應(yīng)力增大，使用壽命縮短。因此，左、右扭桿彈簧刻有不同的標(biāo)記，不可互換。④氣體彈簧氣體彈簧主要有空氣彈簧和油氣彈簧?？諝鈴椈梢钥諝庾鳛閺椥越橘|(zhì)，即在一個密閉的容器內(nèi)裝入壓縮空氣（氣壓為0.5~1MPa），利用氣體的可壓縮性實現(xiàn)彈簧的作用。如圖1-6所示。油氣彈簧以氮氣（惰性氣體）作為彈性介質(zhì)，用油液作為傳力介質(zhì)。如圖1-7所示為單氣室式油氣彈簧。油氣彈簧的球形室固定在工作缸上，室的內(nèi)腔用橡膠油氣隔膜隔開，充入高壓氮氣的一側(cè)為氣室，與工作缸相通并充滿油液的一側(cè)為油室。工作缸內(nèi)裝有活塞、阻尼閥及其閥座。當(dāng)載荷增大且車架與車橋相互靠近時，活塞上移，使工作缸內(nèi)容積減小，油壓升高，油液頂開阻尼閥進入球形室，推動隔膜向氣室方向移動，使氣室容積減少，氮氣壓力升高，油氣彈簧的剛度增大。當(dāng)載荷減小時，在高壓氮氣的作用下隔膜向油室方向移動，室內(nèi)油液經(jīng)阻尼閥流回工作缸，推動活塞下移。這時氣室容積增大，氮氣壓力下降，彈簧剛度減小。當(dāng)?shù)獨鈮毫νㄟ^油液傳遞作用在活塞上的力與載荷平衡時，活塞便停止移動。隨著載荷的變化，氣室內(nèi)的氮氣壓力也發(fā)生變化，使活塞處于工作缸中不同位置。可見，油氣彈簧具有變剛度的特性。減振器2彈性系統(tǒng)受到?jīng)_擊會產(chǎn)生振動，持續(xù)的振動容易使乘員感到不舒適或疲勞，為了使彈性系統(tǒng)的振動迅速衰減，改善汽車行駛平順性，懸架中安裝有減振器，如圖1-8所示。汽車減振器有液力式、充氣式和阻力可調(diào)式幾種。這里主要講述液力式減振器。目前汽車廣泛采用筒式液力式減振器，其在壓縮和伸張兩個行程內(nèi)均起減振作用，故又稱雙向作用式減振器，如圖1-9所示。它一般具有4個閥：壓縮閥、伸張閥、流通閥和補償閥。流通閥和補償閥是一般的單向閥，其彈簧作用很弱，當(dāng)閥上的油壓作用力與彈簧力同向時，閥處于關(guān)閉狀態(tài)；而當(dāng)油壓作用力與彈簧力反向時，只要有很小的油壓，閥便能開啟。壓縮閥和伸張閥是卸載閥，其彈簧作用較強，預(yù)緊力較大，只有當(dāng)油壓升高到一定程度時，閥才能開啟。雙向作用式減振器的工作原理如下。①壓縮行程當(dāng)汽車車輪滾上凸起地面或滾出凹坑時，車輪靠近車架（車身），減振器受壓縮，減振器活塞下移。活塞下面的腔室（下腔）容積減小，油壓升高，油液經(jīng)流通閥流到活塞上面的腔室（上腔）。由于上腔被活塞桿占去一部分空間，上腔內(nèi)增加的容積小于下腔減小的容積，故還有一部分油液推開壓縮閥，流回儲油缸。這些閥對油液的節(jié)流產(chǎn)生對懸架壓縮運動的阻尼力。②伸張行程當(dāng)車輪滾進凹坑或滾離凸起地面時，車輪遠離車身，減振器受拉伸，此時減振器活塞向上移動?；钊锨挥蛪荷?，流通閥關(guān)閉，上腔內(nèi)的油液便推開伸張閥流入下腔。同樣，由于活塞桿的存在，自上腔流來的油液還不足以充滿下腔所增加的容積，下腔內(nèi)產(chǎn)生一定的真空度，這時儲油缸中的油液便推開補償閥流入下腔進行補充。這些閥的節(jié)流作用產(chǎn)生對懸架伸張運動的阻尼力。導(dǎo)向機構(gòu)3獨立懸架上的彈性元件大多只能傳遞垂直載荷而不能傳遞縱向力和橫向力，必須另設(shè)導(dǎo)向機構(gòu)，以承受車輪傳遞過來的縱向力和力矩及側(cè)向力。懸架導(dǎo)向機構(gòu)決定著車輪定位參數(shù)及其動態(tài)性能，是懸架的關(guān)鍵部件之一，如圖1-10所示。導(dǎo)向機構(gòu)的主要功用是當(dāng)車輪與車身產(chǎn)生相對運動時，保證輪距在一定的范圍之內(nèi)變化，以免輪胎過早磨損；當(dāng)車輪上下跳動時，使前輪定位參數(shù)有合理的變化特性；轉(zhuǎn)彎時，使車輪與車身傾斜方向相同，增強汽車的不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)；在車輛加速和制動時能保持車身穩(wěn)定，減少車身縱傾的可能性；制動時，懸架導(dǎo)向機構(gòu)的運動使車身具有抗點頭的作用；加速時有抗俯仰的作用；行程恰當(dāng)?shù)膫?cè)傾中心，保證懸架有足夠的側(cè)傾剛度；各鉸接點處受力盡量小，減少橡膠元件的彈性變形，以保證導(dǎo)向精度；導(dǎo)向桿系有足夠的強度、剛度和疲勞強度。橫向穩(wěn)定桿4橫向穩(wěn)定桿又稱防傾桿、平衡桿，是汽車懸架中的一種輔助彈性元件。它的作用是防止車身在轉(zhuǎn)彎時發(fā)生過大的橫向側(cè)傾，盡量使車身保持平衡，改善汽車行駛平順性，如圖1-11所示。當(dāng)兩側(cè)懸架變形不等，車身相對路面發(fā)生側(cè)向傾斜時，車架的一側(cè)移近彈簧下支座，穩(wěn)定桿的同側(cè)末端就相對車架向上抬起，而另一側(cè)車架遠離彈簧座，相應(yīng)一側(cè)橫向穩(wěn)定桿的末端應(yīng)相對車架下移。同時，橫向穩(wěn)定桿中部與車架之間沒有相對運動，而穩(wěn)定桿兩邊的縱向部分向不同方向偏轉(zhuǎn)，于是穩(wěn)定桿被扭轉(zhuǎn)。彈性的穩(wěn)定桿所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)的內(nèi)力矩阻止了懸架彈簧的變形，因而減小了車身的橫向傾斜和橫向角振動。任務(wù)實踐實踐名稱懸架的拆裝。工作準(zhǔn)備舉升機、實訓(xùn)車輛、常用工具等。技術(shù)要求與注意事項（1）明確操作規(guī)范和職責(zé)范圍，預(yù)防潛在危險。（2）實踐操作過程中保持場地衛(wèi)生及安全，不嬉戲打鬧。（3）在使用舉升機的過程中應(yīng)上好保險后再開始工作。（4）使用維修手冊時，要注意避免破損，手冊與使用車型相對應(yīng)。操作步驟及方法1）前懸架的拆卸。①停放車輛，將車輛用舉升機稍稍頂起，擰松車輪緊固螺栓。將車輛升至工作位置，取下車輪，如圖1-12所示。②打開發(fā)動機艙，鋪上防護墊。用扳手拆下轉(zhuǎn)向節(jié)螺母和螺栓，如圖1-13所示。前懸架的拆裝1③從前滑桿上拆下穩(wěn)定桿連桿螺母，取出連桿，如圖1-14所示，并將制動軟管從減振器上分離。④拆下懸架頂端支撐罩，松開固定螺栓，取下螺母和支撐板，如圖1-15所示。⑤用拖頂支撐懸架下端，松開減振器下端螺栓，取出減振器總成，如圖1-16所示；并用彈簧壓縮器壓住減振彈簧，如圖1-17所示。⑥松開固定螺母，取下減振彈簧上蓋，如圖1-18所示；并取下彈簧和防塵套，如圖1-19所示。⑦取出減振墊、下隔振墊。2）前懸架的安裝。