8.3懸+架課件-《汽車底盤構(gòu)造與維修》同步教學(xué)（中國石油大學(xué)出版社）

行駛系統(tǒng)的構(gòu)造與檢修目錄CONTENTS行駛系統(tǒng)概述01車架、車橋和車輪02懸架03減振器04目錄CONTENTS前輪定位05電控懸架06行駛系統(tǒng)常見故障的診斷與維修07懸架031）

緩和行駛中車輛受到的沖擊力、振動，保證貨物完好和駕乘人員舒適。2）

衰減由彈性系統(tǒng)引進(jìn)的振動，使車輪按一定軌跡相對于車架或車身跳動，保持汽車行駛中穩(wěn)定的姿勢，改善操縱穩(wěn)定性。3）

利用懸架中的輔助彈性元件橫向穩(wěn)定器防止車身在轉(zhuǎn)向等行駛情況下發(fā)生過大的側(cè)向傾斜，保證汽車行駛平順。4）

把路面作用于車輪上的垂直反力、縱向反力和側(cè)向反力以及這些反力所形成的力矩傳遞到車架（或承載式車身）上，保證汽車的正常行駛。一、懸架的作用（1）鋼板彈簧鋼板彈簧由多片長度不等的彈簧鋼片疊加而成，如圖8-25所示。鋼板彈簧廣泛應(yīng)用于非獨(dú)立懸架。鋼板彈簧的第一片為主片，兩端有卷耳，內(nèi)裝襯套，通過彈簧銷與車架相連。中心螺栓連接各彈簧片，保證各片的相對位置并防止各片分開，以免主片獨(dú)自承載。彈簧夾通過鉚釘與最下面的彈簧片相連，螺桿上有套管，螺母朝向輪胎。鋼板彈簧作為彈性元件時(shí)，可不另設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，它本身兼起導(dǎo)向作用。二、懸架的組成（2）螺旋彈簧如圖8-26所示，螺旋彈簧廣泛應(yīng)用于獨(dú)立懸架，由于只能承受垂直載荷，必須裝有減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。二、懸架的組成（3）扭桿彈簧扭桿彈簧是一根由彈簧鋼制成的扭桿，如圖8-27所示。扭桿斷面常為圓形，少數(shù)是矩形或管形。扭桿一端固定在車架上，另一端上的擺臂與車輪相連。當(dāng)車輪跳動時(shí)，擺臂便繞著扭桿軸線擺動，使扭桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)彈性變形，以保證車輪與車架的彈性連接。

氣體彈簧是在一個(gè)密封的容器中充入壓縮氣體，利用氣體可壓縮性實(shí)現(xiàn)彈簧的作用。氣體彈簧的特點(diǎn)是：作用在彈簧上的載荷增加時(shí)，容器中氣壓升高，彈簧剛度增大；反之，當(dāng)載荷減小時(shí)，氣壓下降，剛度減小。氣體彈簧具有理想的變剛度特性。氣體彈簧分為空氣彈簧和油氣彈簧兩種?？諝鈴椈捎钟心沂胶湍な絻煞N形式，如圖8-28所示。（4）氣體彈簧二、懸架的組成

非獨(dú)立懸架的特點(diǎn)是，兩側(cè)車輪通過整體式車橋相連，車橋通過懸架與車架或車身相連。如果行駛中路面不平，一側(cè)車輪被抬高，整體式車橋?qū)⑵仁沽硪粋?cè)車輪產(chǎn)生運(yùn)動，其工作原理如圖8-29所示。三、懸架的類型1.非獨(dú)立懸架

（1）鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架。鋼板彈簧被用作非獨(dú)立懸架的彈性元件，由于它兼起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，所以使懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大為簡化，如圖8-30（a）所示。這種懸架廣泛用于貨車中。它中部用U形螺栓將鋼板彈簧固定在車橋上。懸架前端為固定鉸鏈。它由鋼板彈簧銷釘將鋼板彈簧前端卷耳部與鋼板彈簧前支架連接在一起，前端卷耳孔中為減少磨損裝有襯套。后端卷耳通過鋼板彈簧吊耳銷和后端吊耳與吊耳架相連，后端可以自由擺動，形成活動吊耳。當(dāng)車架受到?jīng)_擊彈簧變形時(shí)，兩卷耳之間的距離有變化的可能。1.非獨(dú)立懸架三、懸架的類型1.非獨(dú)立懸架（2）螺旋彈簧式非獨(dú)立懸架。螺旋彈簧式非獨(dú)立懸架由螺旋彈簧、減振器、縱向推力桿和橫向推力桿等組成，常用于轎車的后懸架，其結(jié)構(gòu)如圖8-30（b）所示。三、懸架的類型1.非獨(dú)立懸架（3）空氣彈簧式非獨(dú)立懸架。汽車在行駛時(shí)，要求懸架剛度隨著載荷和路面情況的變化而變化。當(dāng)空車時(shí)車身被抬高，滿載時(shí)車身則被壓得很低，會出現(xiàn)撞擊緩沖塊的情況。對于不同類型汽車，需要滿足其不同的要求。例如，大型客車要求其空車與滿載時(shí)的車身高度變化不大；轎車要求其在好路上降低車身高度、提高車速行駛，在壞路上提高車身高度、增強(qiáng)通過能力。空氣彈簧式非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)如圖8-31所示。三、懸架的類型

獨(dú)立懸架的特點(diǎn)是車橋是斷開的，每一側(cè)車輪單獨(dú)地通過懸架與車架（或車身）相連，每一側(cè)車輪可以獨(dú)立跳動，如圖8-32所示。

根據(jù)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，獨(dú)立懸架可分為雙橫臂式、單橫臂式、縱臂式、單斜臂式、多桿式及滑柱連桿式等。目前，采用較多的有雙橫臂式、多桿式及滑柱連桿式三種形式。按采用的彈性元件不同，獨(dú)立懸架又分為螺旋彈簧式、扭桿彈簧式、氣體彈簧式。目前，采用較多的是螺旋彈簧式。2.獨(dú)立懸架三、懸架的類型（1）雙橫臂式獨(dú)立懸架

雙橫臂式獨(dú)立懸架的上、下兩擺臂不等長，選擇長度比例合適，可使車輪和主銷的角度及輪距變化不大。這種獨(dú)立懸架被廣泛應(yīng)用在轎車前輪上。雙橫臂的臂呈A字形或V字形，如圖8-33所示。V形臂的上、下兩個(gè)V形擺臂以一定的距離，分別安裝在車輪上，另一端安裝在車架上。不等臂雙橫臂的上臂比下臂短。當(dāng)汽車車輪上下運(yùn)動時(shí)，上臂比下臂運(yùn)動弧度小。這將使輪胎上部輕微地內(nèi)外移動，而對底部影響很小。這種結(jié)構(gòu)有利于減少輪胎磨損，提高汽車行駛平順性和方向穩(wěn)定性。三、懸架的類型2.獨(dú)立懸架（2）多桿式獨(dú)立懸架。多桿式獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)如圖8-34所示。上連桿通過支架與車身（或車架）相連，上連桿外端與第三連桿相連。上連桿的兩端都裝有橡膠隔振套。第三連桿的下端通過重型止推軸承與轉(zhuǎn)向節(jié)連接。下連桿與普通的下擺臂相同，內(nèi)端通過橡膠隔振套與前橫梁相連接。球鉸將下連桿的外端與轉(zhuǎn)向節(jié)相連。多桿懸架系統(tǒng)的主銷軸線從下球鉸延伸到上面的軸承，它與上連桿和第三連桿無關(guān)。多桿懸架系統(tǒng)具有良好的操縱穩(wěn)定性，可減小輪胎磨損。三、懸架的類型（3）麥弗遜式獨(dú)立懸架。這種懸架目前在轎車中使用很多。如圖8-35所示，麥弗遜式獨(dú)立懸架將減振器作為引導(dǎo)車輪跳動的滑柱，螺旋彈簧與其裝于一體。這種懸架將雙橫臂上臂去掉并以橡膠做支承，允許滑柱上端做少許角位移，內(nèi)側(cè)空間大，有利于發(fā)動機(jī)布置，并降低了汽車的重心。三、懸架的類型2.獨(dú)立懸架減振器04

液力減振器的作用原理是，當(dāng)車架與車橋做往復(fù)相對運(yùn)動時(shí)，減振器中的活塞在缸筒內(nèi)也做往復(fù)運(yùn)動，減振器殼體內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個(gè)內(nèi)腔通過一些窄小的孔隙流入另一個(gè)內(nèi)腔，孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)的摩擦便形成對振動的阻尼力，使車身和車架的振動能量轉(zhuǎn)換為熱能，被油液和減振器殼體所吸收，并散到大氣中。其剖面結(jié)構(gòu)和安裝位置如圖8-36所示。一、液力減振器

雙向作用筒式減振器的結(jié)構(gòu)如圖8-37所示。在壓縮行程時(shí)，車輪移近車身，減振器受壓縮，減振器內(nèi)活塞向下移動?；钊虑皇业娜莘e減少，油壓升高，油液經(jīng)流通閥流到活塞上面的腔室（上腔）。上腔被活塞桿占去了一部分空間，因而上腔增加的容積小于下腔減小的容積，于是一部分油液就推開壓縮閥流回儲油缸。這些閥對油的節(jié)流形成懸架受壓縮運(yùn)動的阻尼力。減振器在伸張行程時(shí)，車輪相當(dāng)于遠(yuǎn)離車身，減振器受拉伸，這時(shí)減振器的活塞向上移動?；钊锨挥蛪荷?，流通閥關(guān)閉，上腔內(nèi)的油液推開伸張閥流入下腔。由于活塞桿的存在，自上腔流來的油液不足以充滿下腔增加的容積，使下腔產(chǎn)生一真空度，這時(shí)儲油缸中的油液推開補(bǔ)償閥流進(jìn)下腔進(jìn)行補(bǔ)充。這些閥的節(jié)流作用對懸架在伸張運(yùn)動時(shí)起到阻尼作用。一、液力減振器

彈簧鋼制成的橫向穩(wěn)定桿呈扁平的U形，橫向安裝在汽車前端或后端（也有前后都裝的）。桿中部的兩端自由地支承在兩個(gè)橡膠套筒內(nèi)，套筒固定于車架上。橫向穩(wěn)定桿的兩側(cè)縱向部分的末端通過支桿與懸架下擺臂上的彈簧支座相連。

當(dāng)兩側(cè)懸架變形相等時(shí)，橫向穩(wěn)定桿不起作用。當(dāng)兩側(cè)懸架變形不等時(shí)，車身相對路面橫向傾斜時(shí)，車架一側(cè)移近彈簧支座，穩(wěn)定桿的同側(cè)末端就隨車架向上移動，而另一側(cè)車架遠(yuǎn)離彈簧座，相應(yīng)橫向穩(wěn)定桿的末端相對車架下移，橫向穩(wěn)定桿中部對于車架沒有相對運(yùn)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)定桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)內(nèi)力矩阻礙懸架彈簧的變形，減少了車身的橫向傾斜和橫向角振動。三、橫向穩(wěn)定桿前輪定位05

前輪安裝時(shí)，同一軸兩端車輪的旋轉(zhuǎn)平面不平行，前端略向內(nèi)束，這種現(xiàn)象稱為前輪前束。左、右輪的后方距離A與前方距離B之差（A-B）稱為前束值。當(dāng)A-B>0時(shí)，前束值為正，反之則為負(fù)，如圖8-39所示。前輪有了外傾角后，在滾動時(shí)類似于滾錐。兩側(cè)車輪有向外滾開的趨勢，由于車橋和轉(zhuǎn)向橫拉桿的約束，兩前輪在向外側(cè)滾動的同時(shí)向內(nèi)側(cè)滑動，其結(jié)果是使車輪磨損加劇。前輪前束的作用就是使錐體重心前移，消除車輪外傾帶來的這種不良后果。因此，前束與外傾相互關(guān)聯(lián)。前輪前束可通過改變橫拉桿的長度來調(diào)整，使兩輪的前、后距離差值符合規(guī)定要求，一般此值為0～12mm。由于有的外傾角為負(fù)值，而前束是為了協(xié)調(diào)外傾的不良后果，因此，有些車可能出現(xiàn)負(fù)前束值。一、前輪前束

前輪前束值采用平地推車法測量。將汽車停在平坦的地面上時(shí)，在兩轉(zhuǎn)向輪輪胎后面高度的1/2處分別做上標(biāo)記，測量兩標(biāo)記之間的距離，然后推動汽車前進(jìn)，使兩轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動180°，即把標(biāo)記轉(zhuǎn)到兩轉(zhuǎn)向輪輪胎前面高度的1/2處，再測量兩標(biāo)記之間的距離。兩次測量所得的距離之差，即為轉(zhuǎn)向輪的前束值。再推動汽車前進(jìn)，使轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)動90°，然后按上述方法測量轉(zhuǎn)向輪的前束值。取兩次測量結(jié)果的平均值作為該車轉(zhuǎn)向輪的實(shí)際前束。也可以在輪胎上多取幾個(gè)點(diǎn)進(jìn)行測量，以消除各種因素的影響而得出比較準(zhǔn)確的前束值。一、前輪前束

轉(zhuǎn)向輪前束的調(diào)整是通過改變轉(zhuǎn)向橫拉桿的長度來實(shí)現(xiàn)的。橫拉桿伸長，前束值增大；橫拉桿縮短，前束值減小。轉(zhuǎn)向輪前束一般的調(diào)整步驟：旋松轉(zhuǎn)向橫拉桿兩端接頭的鎖緊螺栓，為了看清橫拉桿轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，最好用粉筆在橫拉桿及接頭上做一個(gè)記號，用管鉗扭轉(zhuǎn)橫拉桿，使其伸長或縮短，調(diào)整合適后，擰緊橫拉桿兩端接頭的鎖緊螺栓，如圖8-40所示。必須注意，前輪前束與前輪外傾是同時(shí)存在的，其數(shù)值的大小是互相匹配的。前輪存在外傾角則必須有前束。若外傾角為0，則前束為0；前輪外傾角為負(fù)值，則前束值也是負(fù)值（前大后小）。一、前輪前束

如圖8-41所示，當(dāng)汽車水平停放時(shí)，在汽車的橫向垂面內(nèi)，車輪平面與地面垂線的夾角為前輪外傾角。如果空車時(shí)車輪的安裝正好垂直于路面，則滿載時(shí)車橋因承載變形可能出現(xiàn)車輪內(nèi)傾，這將加速輪胎的偏磨損。另外，地面對車輪的垂直反力沿輪轂的軸向分力將使輪轂壓向外端的小軸承，加重了外端小軸承及輪轂緊固螺母的負(fù)荷，降低了它們的使用壽命。因此，前輪要有一個(gè)外傾角。但是外傾角也不宜過大，一般為1°左右，外傾角過大會導(dǎo)致輪胎橫向偏磨損，增加油耗。二、前輪外傾

當(dāng)汽車水平停放時(shí)，前輪轉(zhuǎn)向節(jié)主銷的軸線并不與地面垂直，而是上端向后傾斜，與垂線成一個(gè)角度γ，即主銷后傾角。

如圖8-42所示，當(dāng)主銷具有后傾角時(shí)，主銷軸線與路面交點(diǎn)A位于車輪與路面接觸點(diǎn)的前面。當(dāng)汽車直線行駛時(shí)，若轉(zhuǎn)向輪偶然受到外力作用而稍有偏轉(zhuǎn)［如向右偏轉(zhuǎn)，見圖8-42（b）中箭頭處］，汽車行駛方向向右偏離。這時(shí)由于汽車本身離心力的作用，在車輪與路面接觸點(diǎn)B處，路面對車輪作用著一個(gè)側(cè)向反作用力Y。2.獨(dú)立懸架三、懸架的類型反作用力Y對車輪形成繞主銷軸線作用的力矩，其方向與車輪偏轉(zhuǎn)方向相反。在此力矩作用下，車輪回復(fù)到原來的中間位置，從而保證汽車能穩(wěn)定地直線行駛，故此力矩稱為穩(wěn)定力矩（回正力矩）。但穩(wěn)定力矩也不宜過大，否則在轉(zhuǎn)向時(shí)為了克服穩(wěn)定力矩，駕駛員須在轉(zhuǎn)向盤上施加較大的力（轉(zhuǎn)向沉重）。因穩(wěn)定力矩的大小取決于力臂的數(shù)值，而力臂數(shù)值又取決于后傾角的大小，因此，為了使轉(zhuǎn)向不沉重，主銷后傾角不宜過大，一般不超過3°。現(xiàn)代汽車由于輪胎氣壓降低、彈性增加，穩(wěn)定力矩增加，主銷后傾角