汽车结构原理 行驶系 详解

1、第16章 汽车行驶系概述 16.1汽车行驶系功用 1、接受由传动系传来的转矩，并通过驱动 轮与地面之间的附着作用，产生路面对 汽车的牵引力； 2、传递并承受路面作用于车轮上的各种反 力及其所形成的力矩； 3、尽可能的缓和行驶时由于不平路面对车 身造成的冲击和振动，并且与转向系很 好地配合，实现汽车行驶方向的正确控 制，从而保证汽车行驶平顺性和操纵稳 定性。 16.2汽车行驶系的分类 根据结构形式的不同分为两种： 轮式 （应用最广泛） 履带式 1、轮式 a 、组成：由车架、车桥、车轮和悬架等部 分组成。 b、各部分作用： 车架：全车的装配和支承的基础，将汽车的各相关总成连接成 一整体。 车轮：将

2、汽车发出的作用力传给地面，同时将地面的反作用力 传回汽车。 车桥：传递车架与车轮之间的各方向作用力及其所产生的弯矩 和扭矩。 悬架：减少车辆在不平路面上行驶时车身所受到的冲击和振动； 传递力及力矩；保证车轮和车身之间的确定运动关系。 c、受力情况 2、履带式 类型： （1）半履带式-前桥装滑橇或车轮，用来 实现转向，后桥装履带，主要用于雪地 或沼泽地带行驶。 （2）全履带式-前后桥上都装有履带，适 用无路或草地或沼泽地。通过使两侧履 带上产生不同的驱动力来实现转向的。 （3）车轮履带式车轮和履带可以互换 使用。 第17章 车架 17.1 车架的功用和要求 汽车车架俗称“大梁”。其上装有发动机、

3、 变速器、传动轴、前后车桥以及车身等总成 和部件。因而，车架的主要功用是： 支撑、连接汽车各零部件和总成，并使它 们保持正确的相对位置，承受来自车上和地 面上的各种静、动载荷。 二、车架的要求 1、满足汽车总布置的要求； 2、车架承受着全车的大部分重量，在汽车行 驶时，它承受来自装配在其上的各部件传来的力 及其相应的力矩的作用。汽车行驶中，车架在载 荷作用下会产生扭转变形，使安装在其上的各部 件相互位置发生变化。当车轮受到冲击时，车架 也会相应受到冲击载荷。因而要求车架具有足够 的强度与适当的刚度； 3、同时尽量减轻重量，结构简单； 4、在良好路面行驶的汽车，车架应布置得离 地面近一些，使汽车

4、重心降低，有利于汽车稳定 行驶，车架的形状尺寸还应保证前轮转向要求的 空间，以获得较大的转向角，以使汽车的机动性 好。 17.2车架的类型和构造 目前汽车车架按其结构型式主要可分为边梁 式车架和中梁式车架和综合式。有些轿车没有车 架，采用承载式车身(也称无梁式车架) 17.2.1、边梁式车架 1）边梁式车架的结构 边梁式车架由位于右左两侧的两根纵梁 和若干横梁构成，横梁和纵梁一般由低合 金钢板(16Mn)冲压而成，两种者之间采用 铆接或焊接连接。 纵梁多采用抗弯能力较强的槽型截面， 也有采用Z字形或箱形等截面形状的，因纵 梁中部受变曲力矩最大，中部断面宽，由 中部至两端逐渐减少，构成等强度梁。

5、为 了汽车结构布置的要求，纵梁可在上下及 左右方向做成弯曲的。为了固定转向器、 钢板弹簧、蓄电池等的需要，在纵梁上要 打出相应的安装孔。 在横梁上往往要安装汽车上的一些主要部件 和总成，所以横梁形状以及在纵梁上的位置应满 足安装上的需要。横、纵梁的断面形状、横梁的 数量以及两者之间的连接方式，对车机架的扭转 刚度有大的影响。通常货车约有56根横梁。 2）边梁式车架的特点： 边梁式车架便于安装车身（包括驾驶室、车 厢及一些特种装备）和布置其他总成；有利于改 装变型车和发展多品种汽车。因而在载重汽车和 特种车上得到广泛用。 在车架的前后两端一般装有缓冲件-保险杠。 载重汽车车架前端还装有挂钩，以便

6、于在汽车发 生故障时由别的汽车来拖带，其后横梁上装有拖 带挂车用的拖钩，为了承受拖钩上传来的较大作 用力，要以角支撑加强后横梁。 17.2.2、中梁式车架 中梁式车架只有一根位于汽车中央的纵梁,因 此亦称为脊梁式车架。纵梁断面为圆形或矩形(管 形或箱形)，其上固定有横向的托架或连接梁，使 车架成鱼骨状。 1）中梁式车架的特点： 中梁式车架重量轻，重心低，行驶稳定 性好，其结构使车轮跳动空间比较大，便 于采用独立悬架系统。车架刚度和强度较 大，中梁内装有传动轴,还能对传动轴有防 尘作用。 但这种车架制造工艺复杂，精度要求高， 使维护保养不方便。另外横梁是悬臂梁， 弯矩大，易在根部处损坏。 17.

7、2.3 综合式车架 综合式车架是中梁式车架的一种变形。 纵梁前段是边梁式的，用以安装发动机； 中后段是中梁式的，用伸出来的支架可以 固定车身。 第18章 车桥 18.1 概述 1、车桥的功用 车桥通过悬架与车架(或承载式车身)相连，两 端安装车轮,其功用是传递车架与车轮之间的各方 向作用力及其所产生的弯矩和扭矩。 2、车桥的类型 为了便于与不同悬架相配合，汽车的车桥分 为整体式和断开式两种。按使用性质划分，车桥 又可分为转向桥、转向驱动桥、驱动桥和支持桥, 其中转向桥和支持桥属于从动桥。 18.2 转向桥和转向驱动桥 转向桥通常位于汽车的前部，因此也叫前桥。 有些汽车也采用多轴转向。 18.2

8、.1 转向桥 功用：利用转向节的摆动使车轮偏转一定的 角度以实现汽车的转向，且承受一定的载荷。 性能要求：强度、刚度大；定位角、转向角 正确；质量小,内部摩擦小。 组成： 前轴、转向节、主销、轮毂 1、与非独立悬架匹配的转向桥 1、前轴 前轴是转向桥的主体，一般用中碳钢模 煅成型后，经热处理制成。其断面为“工” 型，为提高抗扭强度，在两端各有一个加 粗部分，成为拳型，其中有通孔。 主销插入通孔中，中部向下成凹形，目 的使发动机重心降低，从而降低汽车重心， 扩展驾驶员视野，减小传动轴与变速器输 出轴之间的夹角。 2、转向节 转向节是车轮转向的铰链，是一个叉形 件。上下两叉有安装主销的两个轴孔，转

9、 向节用来安装车轮。 转向节上销孔的两耳通过主销与前轮两 端的拳形部分相连，使前轮可以绕主销偏 转一定的角度而使车轮转向。 为了减小磨损，转向节销孔内压入青铜 衬套，需润滑脂润滑。 3、主销 主销的作用是铰接前轴及转向节，使转 向节绕着主销摆动以实现车轮的转向。 主销中部切有凹槽，安装时主销固定螺 栓与它上面的凹槽配合，将主销固定在前 轴的拳形孔中。 主销与转向节上的销孔是动配合，以便 实现转向。 4、轮毂 车轮轮毂通过两个圆锥滚子轴承支撑在 转向节外端的轴颈上，轴承的松紧度可以 用调节螺母进行调节。轮毂的外端用冲压 的金属罩盖住，内端装有油封。制动底板 与金属罩一起固定在转向节上。 2、与独

10、立悬架匹配的转向桥 18.2.2 转向驱动桥 18.3 转向轮定位 为了保持汽车直线行驶的稳定性、轻便 性和减小轮胎与地面间的摩擦，转向节和 前轴三者之间必须保证一定的相对位置， 这种具有一定相对位置的安装称为转向轮 定位，也称前轮定位。 正确的前轮定位应做到：汽车直线形式 稳定不摆；转向时转向盘作用力不大；转 向后具有自动回正的作用；轮胎与地面间 不打滑以减少油耗；延长轮胎的使用寿命。 前轮定位包括主销后倾、主销内倾、前 轮外倾和前轮前束。 1、主销后倾角 主销安装在前轴上后，在纵向平面内， 其上端略向后倾斜，这种现象称为主销后 倾。在纵向垂直平面内，主销轴线与垂线 之间的夹角叫做主销后倾角

11、。 No Image 主销后倾作用主销后倾作用 主销后倾角主销后倾角 主销后倾角有主销后倾角有 使车轮自动回使车轮自动回 正的作用正的作用 2、主销内倾角 主销安装在前轴上后，在横向 平面内，其上端略向内倾，这 种现象称为主销内倾。在横向 垂直平面内，主销轴线与垂线 的夹角叫主销内倾角。 作用：作用： 1、保持汽车直线行驶的稳定性。、保持汽车直线行驶的稳定性。 2、使驾驶员转向轻便。、使驾驶员转向轻便。 使转向节与使转向节与 主销轴线距主销轴线距 离扩大，从离扩大，从 而增大转矩。而增大转矩。 主销内倾的作用 主销主销 内倾角有使车轮内倾角有使车轮 自动回正的作用自动回正的作用 车轮绕主销旋转

12、车轮绕主销旋转 180后的状态后的状态 前轮外倾前轮外倾 作用：作用：当车空载时，当车空载时， 轮胎外缘与路面接轮胎外缘与路面接 触，当车载货时，触，当车载货时， 在车重的作用下车在车重的作用下车 轮垂直于路面，使轮垂直于路面，使 轮胎能够均匀磨损。轮胎能够均匀磨损。 前轮前束前轮前束 安装前轮时，在同一轴上的两端车轮旋安装前轮时，在同一轴上的两端车轮旋 转平面不平行，前端略向内束的现象。转平面不平行，前端略向内束的现象。 车轮前束的作用车轮前束的作用 消除汽车行驶过程中因前轮外倾而使两消除汽车行驶过程中因前轮外倾而使两 前轮前端向外张开的影响。前轮前端向外张开的影响。 （AB） 称为前束称为

13、前束 值值 一般前一般前 束值为束值为 012mm 调节横拉杆来调节横拉杆来 调节车轮前束调节车轮前束 3、前轮外倾 前轮安装在车轮上，其旋转平面上方略 向外倾，这种现象称为前轮外倾。前轮旋 转平面与纵向垂直平面之间的夹角称为前 轮外倾角。 4、前轮前束 汽车两车轮安装后，在通过车轮轴线而 与地面平行的平面内，两车轮前端略向内 束，这种现象称为前轮前束。左右两车轮 间后方距离A与前方距离B之差（A-B）称 为前轮前束值。 2021-7-2037 第19章 车轮与轮胎 车轮和轮胎的功用: 1、支承整车的质量，使汽车能够承载； 2、缓和由路面传来的冲击力，改善承载条件； 3、传递驱动力、制动力和转

14、向力，改善承载条 件； 4、减小行驶阻力和能量的消耗，提高运输效率； 5、有效提高通过性。 2021-7-2038 1、车轮的组成 车轮是介于轮胎和 车桥之间承受负荷 的旋转组件，一般 由轮毂、轮辐和轮 辋组成。 轮毂轮辋 轮辐 19.1 车轮车轮 轮毂：通过圆锥滚柱轴承套装在车桥或 转向节轴颈上。 轮辋：也叫钢圈，用以安装轮胎，承受 作用在车轮上的负荷，散热并保证车轮有 合适的断面宽度和横向刚度。 轮辐：将轮毂和轮辋连接起来，轮辋和 轮辐可以是整体的也可以是可拆卸的。 2、车轮的类型 1）按轮辐的构造分：辐板式、辐条式。 普通轿车和轻、中型载货汽车多采用辐板 式，而高级轿车、竞赛汽车及重型载

15、货汽 车多采用辐条式车轮。 2）按车轴一端安装轮胎数分：单式车轮、 双式车轮。 19.1.1 辐板式车轮辐板式车轮 辐板式车轮是目前汽车上使用最多的车轮。 组成:挡圈、轮辋、辐板和气门嘴伸出口。 辐板用以连接轮辋和轮毂的圆盘，它将轮 毂和轮辋连接为一体，大多是冲压制成的， 少数是与轮毂铸成一体。后者多用于重型 汽车上。辐板与轮辋是铆接或焊接在一起 的，对于采用无内胎轮胎的车轮，宜采用 焊接法可提高轮辋的密闭性。 轿车的辐板采用材料较薄，常冲压成起 伏各样形状，以提高刚度。辐板上开有若 干孔，用以减轻质量，同时有利于制动器 散热，安装时可作把手。 不同材料车轮对比 1）钢制车轮：钢制车轮采用的最

16、多， 可以大批量生产，价格低廉，重量和散热 方面不如铝制车轮，它的造型受到限制， 很难实现新颖的造型； 2）铝制车轮：铝轻合金铸造车轮比钢 的散热性好，重量也轻，造型上受限少， 十分受到欢迎。有些铝制车轮可通过造型 方式，靠本身的旋转从制动器排出行驶风， 这种车轮的旋转方向是固定的，在更换轮 胎或轮胎换位时不要搞错旋转方向。 由于后轴负荷比 前轴大得多，为 使后轮轮胎不致 过载，后轮一般 采用双式车轮。 为了便于互换，辐板 的螺栓孔两端面都做 成锥形如图a中所示。 采用双螺母固定时： 为防止行驶中固定辐 板的螺母自行松脱， 螺栓一般采用旋向不 同的螺纹，左侧左旋， 右侧右旋。 采用单螺母固定时

17、： 由于采用了球面弹簧 垫圈可防止螺母自行 脱落，因此固定辐板 螺母均可用右螺纹。 2021-7-2046 19.1.2 辐条式车轮辐条式车轮 辐条式 轮辐是钢丝辐条或是和轮辋铸造成一体 的铸造辐条。 钢丝辐条：价格昂贵、维修安装不便，故仅用 于赛车和某些高级轿车上。 铸造辐条：用于装载质量较大的重型汽车上 2021-7-20 19.1.3 轮辋轮辋 作用：用于安装轮胎。 轮辋是轮胎的装配和固定基础，每种规 格的轮胎应配用标准轮辋。如果辋使用不 当，尤其使用过窄轮辋，会使轮抬早期损 坏，会影响汽车行驶性能。 深槽式：用于轿车和轻型越野汽车，易安 装小尺寸、弹性较大的轮胎。 平底式：适用于较硬的

18、轮胎，应用较多。 可拆式：适用于宽胎，可拆卸。 19.1.4 国产轮辋的规格代号国产轮辋的规格代号 1）轮辋的规格表示方法： 轮辋规格用名义宽度代号、轮缘高度代 号、轮辋结构形式代号、轮辋名义直径代 号和轮辋轮廓类型代号来表示： 数值 字母或-数值（字母） GB2933- 82 名义 宽度 轮缘 高度 机构 形式 名义 直径 轮廓 类型 国标号 4.5E16(DC)GB2933- 82 2）国产轮辋轮廓类型及 代号 深槽式DC、 宽深槽式WDC、 半深槽式SDC、 平底宽轮辋FB、 平底轮辋WFB、 和全斜底轮辋TB、 对开式轮辋DT.共有七种 3）国产轮辋的规格代号 in In表示英寸; 表

19、示一件式轮辋；表示多件 式轮辋； 1in=25.4mm 19.2.1 轮胎的作用轮胎的作用 1、和汽车悬架共同缓和汽车行使时对车身的 冲击，并衰减其震动。提高汽车行使平顺 性; 2、保证车轮和路面有良好的附着性，提高汽 车牵引力、制动性和通过性。 3、承受汽车的重力。 19.2 轮胎轮胎 对轮胎的要求：适宜的弹性、足够的承载能力、对轮胎的要求：适宜的弹性、足够的承载能力、 胎面有良好的增加附着力的花纹。胎面有良好的增加附着力的花纹。 55 1）按结构分：汽车上常用的汽车轮胎是充气轮 胎，它可以分为有内胎和无内胎两种。 2）按充气气压分：高压、低压、超低压三种， 气压一般为0.5-0.7mpa、

20、0.2-0. 5mpa、0.2mpa 以下。 低压胎因弹性好、断面宽、接地面积大和壁薄散 热好等优点，提高了轮胎使用寿命，目前轿车、 货车几乎都用低压胎。 3）按胎体帘布层结构分：普通斜交胎、子午线 胎两种 19.2.2 轮胎分类轮胎分类 4）按帘布材料可分为棉帘布轮胎、人 造线轮胎、尼龙轮胎、钢丝轮胎、聚酯轮 胎，玻璃纤维轮胎、无帘布轮胎； 5）按胎面花纹可分为普通花纹轮胎、 越野花纹轮胎，混合花纹轮胎； 1、有内胎的充气轮胎 A 组成：内胎、外胎、垫带； 内胎充满空气，外胎保护内胎， 且具有强度高而富有弹性的外壳， 垫带放在内胎与轮辋间，防止内胎 被轮辋及外胎的胎圈擦伤和磨损。 B、有内胎

21、的充气轮胎构造 1）外胎：用耐磨橡胶制成强度较高而 又有弹性的外壳，直接与地面接触，保护 内胎不受损伤，由胎圈、缓冲层、胎面和 帘布层等组成。 （1）胎面：外胎的外表面，包括胎冠、 胎肩和胎侧三部分。其中胎冠与路面直接 接触，承受冲击和磨损，并保护胎体。 普通花纹：接地面积大，耐磨性和附着 性好适合硬路面，轿车货车均可用纵向 花纹，横向花纹仅限于货车。 越野花纹：凹部深而宽，软路附着性好， 越野能力强，不宜在硬路面上使用。人 字形轮胎尖端与旋转方向一致。 混合花纹：介于以上两者之间，现代货 车多采用。 胎肩是胎冠和胎侧的过度部分，一般也 有花纹，用来散热和防滑。胎侧是帖在帘 布层侧壁的薄橡胶层

22、，用来保护帘布层免 受机械损伤及水分侵蚀。胎侧不与地面接 触，一般不磨损，但受较大的挠曲变形。 （2）帘布层：是外胎的骨架，也叫胎 体。主要作用是承受负荷，保持轮胎外缘 尺寸和形状。 （3）缓冲层：位于胎面和帘布层之间， 质软弹性大，作用是加强胎面和帘布层的 结合。 （4）胎圈：是帘布层的根基，轮胎靠 胎圈装在轮辋上，由钢丝圈、帘布层包边 和胎圈包布组成。 2）内胎：是一个环形的橡胶管，上面 装有气门嘴，用来冲入和排出空气，内胎 内装满压缩空气。 为使内胎在充气状态下不产生褶皱其 有效尺寸应稍小于外胎内壁的尺寸。 内胎上装有充、放气的气门嘴。 3）垫带：是一个环形橡胶带，垫在 内胎和轮辋之间，

23、保护内胎不受磨损， 并防止尘土及水分进入内胎。 （1）普通斜交轮胎普通斜交轮胎 帘布层和缓冲层各相 邻层帘线交叉，且与胎中 心线呈小于90度角排列的 充气轮胎，称普通斜交轮 胎。 帘布的帘线与轮胎子 午断面的交角一般为52-54 度，相邻层帘线相交排列。 帘布层数越多强度越大， 但弹性降低。 缓冲层 胎冠 帘布层 缓冲冲击 （2）子午线轮胎）子午线轮胎 现代汽车普通斜交轮胎和子午线轮胎被 广泛采用，尤其轿车用子午线轮胎占主要 地位。 子午线轮胎的胎体帘布层与胎面中心线 呈90度或接近90o角排列，帘线分布如地球 的子午线，因而称为子午线轮胎。 子午线轮胎与普通斜交胎相比有许多优 越性： （1）

24、滚动阻力小，节约燃料，由于子 午线轮胎帘布层少，行驶温度低，散热好， 滚动阻力比斜交胎低2530%，油耗降低 6%8%。 （2）耐磨性好，寿命长： 轮胎滚动时胎面要变形会产生滑移，从 而加剧轮胎磨损，而子午线胎冠刚度大， 胎面宽，接地面积大，单位压力小，因而 减少胎面磨损，处长寿命，行程比斜交胎 高3050%。 3）安全性能好：子午线轮胎本身结构 原因，使其高速旋转时，变形小，升温低， 产生驻波的临界速度比斜交胎高，提高了 行驶中的安全性。 子午线胎还具有减振性好，附着性能高 的特点。其承载能力也高于斜交胎14%。 子午线胎面耐穿刺，在恶劣条件下行驶， 轮胎不易爆破。 但它也有缺点：胎侧薄，变

25、形大，胎侧 与胎圈受力比普通斜交胎大很多，容易在 胎侧和与轮辋接触处发生裂纹，因胎侧变 形大，其侧面稳定性较差，成本也较高。 2、无内胎轮胎 有的充气胎没有内胎，因此叫无内胎充 气轮胎。空气通过气门嘴直接压入外胎中， 因此要求轮辋和外胎之间密封性要好。 1）无内胎轮胎的优点： 无内胎轮胎在穿孔时，压力不会急剧下 降，有利于安全行驶，无内胎轮胎不存在 内外胎之间的摩损，它的气密性好，可直 接通过轮辋散热，温升纸，使用寿命长， 结构简单，重量轻。 无内胎轮胎内壁有特殊混合物制成的自 粘层，当轮胎穿孔时，能够自动将刺穿的 孔粘合。 其缺点是途中坏了修理困难。自粘层只 有在穿孔小时才可粘合。天气炎热自

26、粘层 易软化而向下流动，从而破坏车轮平衡。 一般多采用无自粘层无内胎轮胎。它的外 胎内壁只有一层密封层，当轮胎穿孔时， 由于其本身处于压缩状态而紧裹着穿刺物， 能长期不漏气。即使穿刺物拨出，亦能暂 时保持气压，这就部分取代了自粘层的作 用。 2021-7-2073 19.2.3轮胎规格的表示方法 高压胎DB（少用） 低压胎的表示方法B-d （斜交轮胎采用， 单位英制英寸） 子午线轮胎的表示方法 目前通常用扁平率（H/B）来作为轮胎分 类的基础： 例如185/60R14表示：子午线（R）轮胎， 轮胎宽度185mm，扁平率60%，轮辋直径为 14英寸。 2021-7-2075 轮胎型号 195 /

27、 60 R 14 85 H 轮胎截面宽度195毫米 轮胎截面高宽比60% 子午线轮胎标志 轮辋直径14英寸 负载系数 车速级别标志， H代表最高车速210KM/h 五、车轮和轮胎的故障诊断五、车轮和轮胎的故障诊断 1、车轮常见故障、车轮常见故障 1）、轮毂轴承过松或过紧）、轮毂轴承过松或过紧 过松：车轮摆振及行驶不稳过松：车轮摆振及行驶不稳 过紧：跑偏过紧：跑偏 2、轮胎常见故障、轮胎常见故障 不正常磨损不正常磨损 1）、胎肩或胎面中间磨损）、胎肩或胎面中间磨损 故障原因：未能正确保持充气压力故障原因：未能正确保持充气压力 故障排除：故障排除： 检查驾驶条件：若超载，向驾驶员提出；检查驾驶条件

28、：若超载，向驾驶员提出； 检查充气压力：过量或不足，调整检查充气压力：过量或不足，调整 调换轮胎位置调换轮胎位置 2）、内侧或外侧磨损）、内侧或外侧磨损 原因：原因： 过高车速下转弯；过高车速下转弯； 悬架零部件变形或磨损过大，悬架零部件变形或磨损过大， 影响了前轮定位；影响了前轮定位； 外倾角不正确。外倾角不正确。 故障排除：故障排除： 检查驾驶条件：若有转弯磨损，向驾驶员提出；检查驾驶条件：若有转弯磨损，向驾驶员提出； 检查悬架部件：松动，紧固；变形，修理；检查悬架部件：松动，紧固；变形，修理； 检查外倾角：不正常，校正；检查外倾角：不正常，校正； 调换轮胎位置。调换轮胎位置。 3）、前束

29、或后束磨损）、前束或后束磨损 故障原因：故障原因： 调整不当；过量的后束调整不当；过量的后束 故障排除：故障排除： 检查前束和后束；检查前束和后束； 调换轮胎位置。调换轮胎位置。 4）、前端或后端磨损）、前端或后端磨损 检查充气压力；检查充气压力； 检查车轮轴承检查车轮轴承;； 检查外倾角和前束检查外倾角和前束 ； 检查轴颈或悬架部件；检查轴颈或悬架部件； 调换轮胎位置。调换轮胎位置。 第五节 悬架 一、悬架的组成、作用与分类 1、悬架的作用 汽车悬架是车架（或车身）与车轴（或车 轮）之间的弹性联结装置的统称。其主要作 用是：把路面作用于车轮上的垂直反力、纵 向反力和侧向反力以及这些反力形成的

30、力矩 传递到车架（或车身）上，以保证汽车正常 行驶。 2、悬架的组成 一般悬架由弹性元件、导向机构、减振 器和横向稳定杆组成。 弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓 和由于路面不平引起的对车身的冲击。 减振器用来衰减由于弹性系统引起的振。 导向机构用来传递车轮与车身间的力和 力矩，同时保持车轮按一定运动轨迹相对 车身跳动，通常导向机构由控制摆臂式杆 件组成。 3、悬架的分类 1）按控制形式不同分为被动式悬架和主 动式悬架。 目前多数汽车上都采用被动悬架，也就 是汽车姿态（状态）只能被动地取决于路面 及行驶状况和汽车的弹性元件，导向机构以 及减振器这些机械零件。80年代以来主动悬 架开始在一部分汽

31、车上应用，并且目前还在 进一步研究和开发中。主动悬架可以能动地 控制垂直振动及其车身姿态，根据路面和行 驶工况自动调整悬架刚度和阻尼。 2）根据汽车导向机构不同悬架种类又 可分为独立悬架，非独立悬架。 （1）非独立悬架的特点： 非独立悬架的特点是两侧车轮安装于一 整体式车桥上，当一侧车轮受冲击力时会 直接影响到另一侧车轮上，当车轮上下跳 动时定位参数变化小。若采用钢板弹簧作 弹性元件，它可兼起导向作用，使结构大 为简化，降低成本。目前广泛应用于货车 和大客车上，有些轿车后悬架也有采用的。 非独立悬架由于非簧载质量比较大，高速 行驶时悬架受到冲击载荷比较大，平顺性 较差。 （2）独立悬架的特点：

32、 独立悬架是两侧车轮分别独立地与车架 （或车身）弹性地连接，当一侧车轮受冲 击，其运动不直接影响到另一侧车轮，独 立悬架所采用的车桥是断开式的。这样使 得发动机可放低安装，有利于降低汽车重 心，并使结构紧凑。独立悬架允许前轮有 大的跳动空间，有利于转向，便于选择软 的弹簧元件使平顺性得到改善。 二、弹性元件 悬架采用的弹性元件有钢板弹簧、螺旋弹 簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧、橡胶 弹簧等，大多数轿车采用螺旋弹簧和扭杆弹 簧。 1、钢板弹簧 钢板弹簧是由若干不等长的合金弹簧片叠 加在一起组合成一根近似等强度的梁。钢板 弹簧的第一片（最长的一片）称为主片，其 两端弯成卷耳，内装青铜或塑料或橡胶

33、。粉 沫冶金、制成的衬套，用弹簧销与固定在车 架上的支架、或吊耳作铰链连接。钢板弹簧 的中间用U形螺栓与车桥固定。 钢板弹簧在载荷作用下变形，各片之间因 相对滑动而产生摩擦，可促使车架的振动衰 减。各片间的干摩擦，车轮将所受冲击力传 递给车架，且增大了各片的摩损。所以在装 合时，各片间涂上较稠的润滑剂（石墨润滑 脂），并应定期保养。 钢板弹簧本身还兼起导向机构的作用， 可不必单设导向装置，使结构简化，并且 由于弹簧各片之间摩擦引起一定减振作用。 有些高级轿车的后悬架采用钢板弹簧作弹 性元件。 目前一些国家汽车上采用变厚度的单片 或二至三片的钢板弹簧，可以减少片与片 间的干摩擦，减小动刚度，还提

34、高使用应 力，同时减轻重量。 2、螺旋弹簧 螺旋弹簧是用 弹簧钢钢棒料卷 制而成，它们有 刚度不变的圆柱 形螺旋弹簧和刚 度可变的圆锥形 螺旋弹簧。 螺旋弹簧大多应用在独立悬架上， 尤以 前轮独立悬架采用广泛。 有些轿车后轮非独立悬架也有采用螺旋 弹簧作弹性元件的。由于螺旋弹簧只承受 垂直载荷，它用做弹性元件的悬架要加设 导向机构和减振器。它与钢板弹簧相比具 有不需润滑，防污性强，占用纵向空间小， 弹簧本身质量小的特点，因而现代轿车上 广泛采用。 3、扭杆弹簧 扭杆弹簧是一根由弹簧钢制的杆。扭杆 断面常为圆形，少数是矩形或管形，扭杆 一端固定在车架上，（另一端上的）摆臂 与车轮相连。当车轮跳动

35、时，摆臂便绕着 扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭转弹性变形， 以保证车轮与车架的弹性联接。 扭杆弹簧总成用铬钒合金弹簧钢制成， 它的表面经过加工很光滑。通常为保护扭 杆表面，在其上涂有环氧树脂，并包一层 玻璃纤维，再涂一层环氧树脂，最后涂上 沥青和防锈油漆，以防摩蚀和损坏表面， 从而提高扭杆弹簧的使用寿命。 采用扭杆弹簧做弹性元件的悬架要设导 向机构和减振器。扭杆弹簧与钢板弹簧相 比质量轻于钢板弹簧，而且不需润滑，保 养维修简便。 4、气体弹簧 气体弹簧主要有空气弹簧和油气弹簧两种。 以空气做弹性介质，即在一个密闭的容器 内装入压缩空气（气压为0.51MPa），利用 气体的可压缩性实现弹簧的作用。这

36、种弹簧随 着载荷的增加，容器内压缩空气压力升高，使 其弹簧刚度也随之增加，载荷减少，弹簧压力 也随空气压力减少而下降，因而这种弹簧有其 理想的弹性特性。它们只能承受轴向载荷，因 此悬架中必须加设导向机构和减振器。 1）空气弹簧 空气弹簧是利 用压缩空气作弹簧 的，它分为囊式和 膜式空气弹簧。空 气弹簧在轿车上有 采用尤其在主动悬 架中被采用。 2）油气弹簧 油气弹簧以气体（氮-惰性气体）作为 弹性介质，用油液作为传力介质。油气弹 簧类型有简单式油气弹簧，不带隔膜式的 油气弹簧，带隔膜式油气弹簧。 5、橡胶弹簧 橡胶弹簧是利用橡胶本身的弹性来缓和 冲击、减小振动的，它可以承受压缩载荷 与扭转载荷

37、。 橡胶弹簧的优点是：单位质量的储能量 较金属弹簧多，隔音性能好，多用在悬架 的副弹簧和缓冲块。 三、减振器 悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振 动，为改善汽车行驶平顺性，悬架中与弹 性元件并联安装减振器。 汽车悬架系统中采用减振器多是液力减 振器，其工作原理是当车架（或车身）和 车桥间受振动出现相对运动时，减振器内 的活塞上下移动，减振器腔内的油液便反 复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个 腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分 子间的内摩擦对振动形成阻尼力，使汽车 振动能量转化为油液热能，再由减振器吸 收散发到大气中。 在汽车悬架系 统中广泛采用的是 筒式减振器，且在 压缩和伸张行程中 均能

38、起减振作用叫 双向作用式减振器， 还有采用新式减振 器，它包括充气式 减振器和阻力可调 式减振器。 四、横向稳定器 现代轿车悬架很软，即固有频率很低， 为提高悬架的侧倾角刚度，减小横向倾斜， 常在悬架中添设横向稳定器（杆），保证 良好操纵稳定性。 五、非独立悬架 非独立悬架结构简单，被广泛用于小货 车和客车的前后悬架。有的轿车的后悬架 也有采用非独立悬架。 1、螺旋弹簧非独立悬架 因为螺旋弹簧作为弹性元件，只能承受 垂直载荷，所以其悬架系统要加设导向机 构和减振器。 2、钢板弹簧非独立悬架 钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件， 由于它兼起导向机构的作用，使得悬架系 统大为简化。这种悬架广泛用于

39、货车的前、 后悬架中。它中部用U型螺栓将钢板弹簧 固定在车桥上。 为了提高汽车的平顺性，有些轻型货车 采用主簧下加装副簧，实现渐变刚度钢板 弹簧。在小载荷状况时，仅主簧起作用， 而当载荷增到一定值时，主簧与副簧接触， 共同发挥作用，悬架刚度得到提高，弹簧 特性变为非线性的，当副簧全部参加工作 后，弹簧特性又变成线性的。这类悬架特 点是副簧逐渐随载荷增加而参加工作，因 此悬架刚度的变化平稳，改善了汽车行驶 平顺性能。 3、气体弹簧非独立悬架 汽车在行驶时由于载荷和路面的变化， 要求悬架刚度随着变化。当空车时车身被 抬高，满载时车身则被压得很低，会出现 撞击缓冲块的情况。 对于轿车要求在好路上降低

40、车身高度， 提高车速行驶；在坏路上提高车身，可以 增大通过能力。因而要求车身高度随使用 要求可以调节。 空气弹簧非独立悬架可以通过车身高度 控制阀来改变空气弹簧内的空气要求，以 满足不同类型汽车的使用要求。 六、独立悬架 独立悬架的结构特点是两侧的车轮各自 独立的与车架或车身弹性连接，多采用螺 旋弹簧或扭杆弹簧，需要导向机构。 1、独立悬架有以下优点； 1）悬架弹性元件的变形在一定范围内， 两车轮可以单独运动而不互相影响； 2）减轻了汽车上非弹簧承载部分的质 量（非簧载质量）； 3）由于采用断开式车桥，发动机位置 可降低和前移并使汽车重心下降，有利于 提高汽车稳定性，同时车轮有较大的运动 空间

41、，使悬架的刚度减小，有助于降低汽 车的振动频率，改善汽车行驶的平顺性； 4）保证汽车在不平路面上行驶时，车 轮与路面有良好的接触，增大了驱动力， 此外对特殊要求的汽车采用独立悬架可增 大汽车离地间隙，提高汽车的通过性能。 2、独立悬架的分类 根据导向机构不同的结构特点，独立悬 架可分为：双横臂，单横臂，纵臂式，单 斜臂，多杆式及滑柱（杆）连杆（摆臂） 式等等。按目前采用较多的有以下三种形 式：双横臂式、 滑柱连杆式、斜置单臂式。 1）双横臂式独立悬架 双横臂式独立悬架上下两摆臂不等长， 选择长度比例合适，可使车轮和主销的角 度及轮距变化不大。这种独立悬架被广泛 应用在轿车前轮上。 不等臂双横臂

42、上臂比下臂短。当汽车车 轮上下运动时，上臂比下臂运动弧度小。 这将使轮胎上部轻微地内外移动，而底部 影响很小。这种结构有利于减少轮胎磨损， 提高汽车行驶平顺性和方向稳定性。 2）滑柱摆臂式独立悬架（麦弗逊式或 叫支柱式等） 滑柱摆臂式悬架将减振器作为引导车轮 跳动的滑柱，螺旋弹簧与其装于一体。这 种悬架将双横臂上臂去掉并以橡胶做支承， 允许滑柱上端作少许角位移。内侧空间大， 有利于发动机布置，并降低车子的重心。 车轮上下运动时，主销轴线的角度会有变 化，这是因为减振器下端支点随横摆臂摆 动。以上问题可通过调整杆系设计布置合 理得到解决。 3）斜置单臂式独立悬架 这种悬架是单横臂和单纵臂(如下图所 示）独立悬架的折衷方案。其摆臂绕与汽 车纵轴线具有一定交角的轴线摆动，选择 合适的交角可以满足汽车操纵稳