汽车传动系(悬架)

1、第十一章第十一章 汽车传动系汽车传动系第六节第六节 悬架悬架 要求：了解各种弹簧的特性，减振器的工作原理，导向机要求：了解各种弹簧的特性，减振器的工作原理，导向机构的作用，掌握独立悬架和非独立悬架的特点，了解主动构的作用，掌握独立悬架和非独立悬架的特点，了解主动悬架和半主动悬架。悬架和半主动悬架。概述概述悬架是车架（或承载式车身）与车桥之间的一切传力连接悬架是车架（或承载式车身）与车桥之间的一切传力连接装置的总称。它的装置的总称。它的功用功用是把路面作用于车轮上的垂直反力是把路面作用于车轮上的垂直反力（支承力，（支承力，z轴方向）、纵向反力（牵引力和制动力，轴方向）、纵向反力（牵引力和制动力，

2、x轴轴方向）和侧向反力（方向）和侧向反力（y轴方向）以及这些力所造成的力矩轴方向）以及这些力所造成的力矩都传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车的正常行都传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车的正常行驶。驶。 悬架的组成（悬架的组成（弹性元件、减振器、导向机构弹性元件、减振器、导向机构）弹性元件弹性元件弹性元件弹性元件减振器减振器减振器减振器纵向推力杆纵向推力杆纵向推力杆纵向推力杆横向推力杆横向推力杆汽车性能对悬架的要求汽车性能对悬架的要求汽车的固有频率是衡量汽车平顺性的重要参数，它由悬架汽车的固有频率是衡量汽车平顺性的重要参数，它由悬架刚度和悬架弹簧支承的质量（簧载质量）所决定。人体所刚

3、度和悬架弹簧支承的质量（簧载质量）所决定。人体所习惯的垂直振动频率约为习惯的垂直振动频率约为11.6Hz。车身振动的固有频车身振动的固有频率应接近或处于人体适应的频率范围，才能满足舒适性要率应接近或处于人体适应的频率范围，才能满足舒适性要求。固有频率按右式计算：求。固有频率按右式计算：式中：式中：g-重力加速度；重力加速度； f-悬架垂直变形（挠度）悬架垂直变形（挠度） M-悬架簧载质量悬架簧载质量 C(=Mg/f)-悬架刚度是指悬架产生单位垂直压缩变形所悬架刚度是指悬架产生单位垂直压缩变形所需加于悬架上的垂直载荷需加于悬架上的垂直载荷 从固有频率公式可以看出，在从固有频率公式可以看出，在悬架

4、垂直载荷悬架垂直载荷 一定时，悬架刚度越小，固有频率就越一定时，悬架刚度越小，固有频率就越低。低。 但悬架刚度越小，载荷一定时悬架垂直变形就越大。这样但悬架刚度越小，载荷一定时悬架垂直变形就越大。这样若无有足够大的限位行程，就会使撞击限位块的概率增加。若无有足够大的限位行程，就会使撞击限位块的概率增加。若固有频率选取过低，很可能会出现制动点头角，转弯侧若固有频率选取过低，很可能会出现制动点头角，转弯侧货角，空载和满载车身高度变化过大。一般货车固有频率货角，空载和满载车身高度变化过大。一般货车固有频率是是1.52Hz，旅行客车旅行客车1.21.8Hz，高级轿车高级轿车11.3Hz。另外，当悬架刚

5、度一定时，簧载质量越大，悬架另外，当悬架刚度一定时，簧载质量越大，悬架垂直变形也愈大，而固有频率越低。空车时的固有频率要垂直变形也愈大，而固有频率越低。空车时的固有频率要比满载时的高。簧载质量变化范围大，固有频率变化范围比满载时的高。簧载质量变化范围大，固有频率变化范围也大。为了使空载和满载固有频率保持一定或很小变化，也大。为了使空载和满载固有频率保持一定或很小变化，需要把悬架刚度做成可变或可调的。需要把悬架刚度做成可变或可调的。影响汽车平顺性的另一个悬架指标是簧载质量。簧载质量影响汽车平顺性的另一个悬架指标是簧载质量。簧载质量分为簧上质量与簧下质量两部分，由弹性元件承载的部分分为簧上质量与簧

6、下质量两部分，由弹性元件承载的部分质量，如车身、车架及其它所有弹簧以上的部件和载荷属质量，如车身、车架及其它所有弹簧以上的部件和载荷属于簧上质量。车轮、非独立悬架的车轴等属于簧下质量，于簧上质量。车轮、非独立悬架的车轴等属于簧下质量，也叫非簧载质量也叫非簧载质量M。如果减小非簧载质量可使车身振动频如果减小非簧载质量可使车身振动频率降低，而车轮振动频率升高，这对减少共振，改善汽车率降低，而车轮振动频率升高，这对减少共振，改善汽车的平顺性是有利的。非簧载质量对平顺性的影响，常用非的平顺性是有利的。非簧载质量对平顺性的影响，常用非簧载质量和簧载质量之比簧载质量和簧载质量之比m/M进行评价，此比值越小

7、越进行评价，此比值越小越佳。佳。影响汽车平顺性的另一重要指标是阻尼比影响汽车平顺性的另一重要指标是阻尼比，它表达为：它表达为： k-代表悬架阻尼元件的阻力系数代表悬架阻尼元件的阻力系数值取大，能使振动迅速衰减，但会把路面较大的冲击传值取大，能使振动迅速衰减，但会把路面较大的冲击传递到车身，递到车身，值取小，振动衰减慢，受冲击后振动持续时值取小，振动衰减慢，受冲击后振动持续时间长，使乘客感到不舒服。为充分发挥弹簧在压缩行程中间长，使乘客感到不舒服。为充分发挥弹簧在压缩行程中作用，常把压缩行程的阻尼比作用，常把压缩行程的阻尼比设计得比伸张小。设计得比伸张小。悬架的侧倾角刚度及前后匹配是影响汽车操纵

8、稳定性的重悬架的侧倾角刚度及前后匹配是影响汽车操纵稳定性的重要参数。当汽车受侧向力作用发生车身侧倾，若侧倾角过要参数。当汽车受侧向力作用发生车身侧倾，若侧倾角过大，乘客会感到不安全，不舒适，如侧倾角过小，车身受大，乘客会感到不安全，不舒适，如侧倾角过小，车身受到横向冲击较大，乘客也会感到不适，司机路感不好。所到横向冲击较大，乘客也会感到不适，司机路感不好。所以，整车侧倾角刚度应满足：当车身受到以，整车侧倾角刚度应满足：当车身受到0.4g侧向加速侧向加速度时，其侧倾角在度时，其侧倾角在2.54范围内，汽车有一定不足转范围内，汽车有一定不足转向特性，前悬架侧倾角刚度应大于后悬架侧倾角刚度。一向特性

9、，前悬架侧倾角刚度应大于后悬架侧倾角刚度。一般前悬架侧倾角刚度与后悬架侧倾角刚度比应在般前悬架侧倾角刚度与后悬架侧倾角刚度比应在1.42.6范围内，如前后悬架本身不能满足上述要求，可在前范围内，如前后悬架本身不能满足上述要求，可在前后悬架中加装横向稳定杆，提高汽车操纵稳定性。后悬架中加装横向稳定杆，提高汽车操纵稳定性。 理论分析表明，为了使簧载质量从相当于空载到满载理论分析表明，为了使簧载质量从相当于空载到满载的范围内变化，车身固有频率保持不变或变化很小，就需的范围内变化，车身固有频率保持不变或变化很小，就需要将悬架刚度做成可变的，即空车时悬架刚度小，而载荷要将悬架刚度做成可变的，即空车时悬架

10、刚度小，而载荷增加时，悬架刚度随之增加。增加时，悬架刚度随之增加。 有些弹性元件本身的刚度就是可变的，如气体弹簧；有些弹性元件本身的刚度就是可变的，如气体弹簧；有些弹性元件本身的刚度虽然是不变的，但是安装在悬架有些弹性元件本身的刚度虽然是不变的，但是安装在悬架中之后，可使整个悬架具有中之后，可使整个悬架具有可变的刚度，如扭杆弹簧。可变的刚度，如扭杆弹簧。汽车悬架可分为两类：汽车悬架可分为两类：非独立悬架非独立悬架和和独立悬架独立悬架。非独立悬架非独立悬架：其两侧车轮其两侧车轮安装于一安装于一根根整体式车桥上，整体式车桥上，当一侧车轮受冲击力时会当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮上直接影

11、响到另一侧车轮上。独立悬架独立悬架：其两侧车轮安其两侧车轮安装于断开式车桥上，两侧装于断开式车桥上，两侧车轮分别独立地与车架车轮分别独立地与车架（或车身）弹性地连接，（或车身）弹性地连接，当一侧车轮受冲击，其运当一侧车轮受冲击，其运动不直接影响到另一侧车动不直接影响到另一侧车轮。轮。第二节第二节 减振器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，为衰减振动，汽车悬架系统中悬架中与弹性元件并联安装减振器，为衰减振动，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）

12、和车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。在油液通道截面和等因素不变时，阻尼力随车架与车桥（或车轮）之油液通道截面和等

13、因素不变时，阻尼力随车架与车桥（或车轮）之间的相对运动速度增减，并与油液粘度有关。间的相对运动速度增减，并与油液粘度有关。减振器与弹性元件承担着缓冲击和减振的任务，阻尼力过大，将使减振器与弹性元件承担着缓冲击和减振的任务，阻尼力过大，将使悬架弹性变坏，甚至使减振器连接件损坏。因面要调节弹性元件和悬架弹性变坏，甚至使减振器连接件损坏。因面要调节弹性元件和减振器这一矛盾。减振器这一矛盾。(1) 在压缩行程（车桥和车架相互靠近），减振器阻尼力较小，以在压缩行程（车桥和车架相互靠近），减振器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。这时，弹性元件起主便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。

14、这时，弹性元件起主要作用。要作用。(2) 在悬架伸张行程中（车桥和车架相互远离），减振器阻尼力应在悬架伸张行程中（车桥和车架相互远离），减振器阻尼力应大，迅速减振。大，迅速减振。(3) 当车桥（或车轮）与车桥间的相对速度过大时，要求减振器能当车桥（或车轮）与车桥间的相对速度过大时，要求减振器能自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受过大的冲击载荷。过大的冲击载荷。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起减振作用叫双向作用式减振器，还有采

15、用新式减振器，它中均能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。包括充气式减振器和阻力可调式减振器。减振器减振器 为加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车行驶的平顺性，在为加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车行驶的平顺性，在大多数汽车的悬架系统内部装有大多数汽车的悬架系统内部装有减振器减振器。减振器和弹性元件是并联。减振器和弹性元件是并联安装的（在车桥和车架或车身之间）。安装的（在车桥和车架或车身之间）。 汽车悬架系统中广泛采用汽车悬架系统中广泛采用液力减振器。液力减振器。其结构是带有活塞的其结构是带有活塞的活塞杆插入筒内，在筒中充满油。活塞杆插入筒

16、内，在筒中充满油。活塞上有节流孔，使得被活塞分隔活塞上有节流孔，使得被活塞分隔出来的两部分空间中的油可以互相出来的两部分空间中的油可以互相补充。阻尼就是在具有粘性的油通补充。阻尼就是在具有粘性的油通过节流孔时产生的，节流孔越小，过节流孔时产生的，节流孔越小，阻尼力越大，油的粘度越大，阻尼阻尼力越大，油的粘度越大，阻尼力越大。如果节流孔大小不变，当力越大。如果节流孔大小不变，当减振器工作速度快时，阻尼过大会减振器工作速度快时，阻尼过大会影响对冲击的吸收。因此，在节流影响对冲击的吸收。因此，在节流孔的出口处设置一个圆盘状的板簧孔的出口处设置一个圆盘状的板簧阀门，当压力变大时，阀门被顶开，阀门，当压

17、力变大时，阀门被顶开，节流孔开度变大，阻尼变小。由于活塞是双向运动的，所以在活塞节流孔开度变大，阻尼变小。由于活塞是双向运动的，所以在活塞的两侧都装有板簧阀门，分别叫做压缩阀和伸张阀。的两侧都装有板簧阀门，分别叫做压缩阀和伸张阀。 在压缩和伸张两行程内均能起作用的减振器，在压缩和伸张两行程内均能起作用的减振器，称为称为双向作用筒式减振器，双向作用筒式减振器，（仅在伸张行程（仅在伸张行程起作用：起作用：单向作用筒式减振器单向作用筒式减振器）。）。目前，汽车目前，汽车上广泛采用双向作用筒式减振器。上广泛采用双向作用筒式减振器。一、双向作用筒式减振器一、双向作用筒式减振器结构特点：结构特点：有内外两

18、个（有内外两个（缸缸）筒，活塞在内筒）筒，活塞在内筒中运动，由于活塞杆的进入与抽出，内筒中油中运动，由于活塞杆的进入与抽出，内筒中油的体积随之增大与收缩，因此要通过与外筒进的体积随之增大与收缩，因此要通过与外筒进行交换来维持内筒中油的平衡。所以双筒减振行交换来维持内筒中油的平衡。所以双筒减振器中要有四个阀，即除了上面提到的活塞上的器中要有四个阀，即除了上面提到的活塞上的两个节流阀外，还有装在内外筒之间的完成交两个节流阀外，还有装在内外筒之间的完成交换作用的流通阀和补偿阀。换作用的流通阀和补偿阀。活塞杆活塞杆工作工作缸筒缸筒活塞活塞储油储油缸筒缸筒伸伸张张阀阀补补偿偿阀阀压压缩缩阀阀流流通通阀阀

19、防防尘尘罩罩油封油封工作过程简述工作过程简述1）压缩行程：压缩）压缩行程：压缩阀、流通阀开阀、流通阀开2）伸张行程：伸张）伸张行程：伸张阀、补偿阀开阀、补偿阀开（下腔瞬时真空）（下腔瞬时真空）弹性元件弹性元件一、一、钢板弹簧：钢板弹簧：多用于厢式车及卡车，由若干片长度不同的细长弹多用于厢式车及卡车，由若干片长度不同的细长弹簧片组合而成。它比螺旋弹簧结构简单，成本低，可紧凑地装配于簧片组合而成。它比螺旋弹簧结构简单，成本低，可紧凑地装配于车身底部，钢板弹簧在载荷作用下变形，各片之间因相对滑动而产车身底部，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，起到减振器的作

20、用。但如果产生生摩擦，可促使车架的振动衰减，起到减振器的作用。但如果产生严重的干摩擦，就会影响吸收冲击的能力。重视乘坐舒适性的现代严重的干摩擦，就会影响吸收冲击的能力。重视乘坐舒适性的现代轿车轿车较较少使用。少使用。图注：图注：1-卷耳卷耳 2-弹簧夹弹簧夹 3-钢板弹簧钢板弹簧 4-中心螺栓中心螺栓钢板弹簧可分为对称式钢板弹钢板弹簧可分为对称式钢板弹簧和非对称式钢板弹簧，对称簧和非对称式钢板弹簧，对称式钢板弹簧其中心螺栓到两端式钢板弹簧其中心螺栓到两端卷耳中心的距离相等如图卷耳中心的距离相等如图218 (a)，不等的则为非对称式钢板不等的则为非对称式钢板弹簧如图弹簧如图218（b）。）。二、

21、二、螺旋弹簧螺旋弹簧 是现代汽车上用得最多的弹簧是现代汽车上用得最多的弹簧，广泛应用于独立悬，广泛应用于独立悬架，特别是前轮独立悬架。架，特别是前轮独立悬架。有些后轮非独立悬架中也用螺旋弹簧。 它的吸收冲击能力强，乘坐舒适性好；缺点是长度较它的吸收冲击能力强，乘坐舒适性好；缺点是长度较大，占用空间多，安装位置的接触面也较大，使得悬架系大，占用空间多，安装位置的接触面也较大，使得悬架系统的布置难以做到很紧凑。统的布置难以做到很紧凑。由于螺旋弹簧本身不能承受横由于螺旋弹簧本身不能承受横向力，所以在独立向力，所以在独立悬架中不得不采用悬架中不得不采用复杂的复杂的导向机构。导向机构。还必须装减振器。还

22、必须装减振器。（螺旋弹簧本身没有减振作用）出于乘坐舒适性的考虑，我们希望对于频率高且振幅小的地面冲击，弹簧能表现得柔软一点，而当冲击力大时，又能表现出较大的刚性，减小冲击行程，因此需要弹簧同时具有两种甚至两种以上的刚度。可采用钢丝直径不等的弹簧或螺距钢丝直径不等的弹簧或螺距不等的弹簧，它们的刚度随负不等的弹簧，它们的刚度随负载的增加而增加载的增加而增加。三、三、扭杆弹簧扭杆弹簧 利用具有扭曲刚性的弹簧钢制成的长杆。利用具有扭曲刚性的弹簧钢制成的长杆。一端固定于一端固定于车身车身（或车架）（或车架），一端与悬架，一端与悬架的摆的摆臂相连臂相连（摆摆臂臂则则与与车轮车轮相相连连），车轮上下运动时，

23、扭杆发生扭转变形，起到弹簧的车轮上下运动时，扭杆发生扭转变形，起到弹簧的作用。作用。扭杆弹簧一般用扭杆弹簧一般用铬钒合金弹铬钒合金弹簧钢簧钢制成。当车轮跳动时，制成。当车轮跳动时，摆臂绕扭杆轴线摆动，使扭摆臂绕扭杆轴线摆动，使扭杆产生杆产生扭转弹性变形扭转弹性变形，从而，从而使车轮与车架的联接成为弹使车轮与车架的联接成为弹性联接。性联接。扭杆的断面形式扭杆的断面形式断面常为圆形，少数是矩形或管形。断面常为圆形，少数是矩形或管形。扭杆扭杆摆臂摆臂四、四、气体弹簧气体弹簧 利用气体的可压缩性代替金属弹簧。它最大的优点就利用气体的可压缩性代替金属弹簧。它最大的优点就是是具有可变的刚度具有可变的刚度，

24、随气体的不断压缩渐渐增加刚度，且，随气体的不断压缩渐渐增加刚度，且这种增加是一个连续的渐变过程，而不象金属弹簧是分级这种增加是一个连续的渐变过程，而不象金属弹簧是分级变化的。它的另一个优点是具有可调整性，即弹簧的刚度变化的。它的另一个优点是具有可调整性，即弹簧的刚度和车身的高度是可以主动调节的。和车身的高度是可以主动调节的。气体弹簧气体弹簧:空气弹簧空气弹簧和和油气弹簧油气弹簧两种。两种。1)空气弹簧空气弹簧空气弹簧主要用橡胶件作为密闭容空气弹簧主要用橡胶件作为密闭容器，它分为器，它分为囊式囊式和和膜式膜式两种（如图两种（如图所示），工作气压为所示），工作气压为0.51Mpa。这种弹簧随着载荷

25、的增加，容器内这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，弹簧刚度也随之增加，载荷减少，弹簧刚度也随空气压力减少而下降，具有有也随空气压力减少而下降，具有有理想的变刚度弹性特性。理想的变刚度弹性特性。2)油气弹簧油气弹簧 油气弹簧以气体（化学性质不太活泼的气体：氮）作油气弹簧以气体（化学性质不太活泼的气体：氮）作为弹性介质，用油液作为传力介质。一般是由为弹性介质，用油液作为传力介质。一般是由气体弹簧气体弹簧和和相当于液力减振器的相当于液力减振器的液压缸液压缸所组成。所组成。油气弹簧的形式有油气弹簧的形式有单气室单气室、双气室双

26、气室及及两级压力式两级压力式。单气室油气弹簧：油气分隔式（右）、单气室油气弹簧：油气分隔式（右）、油气不分隔式（左）。油气不分隔式（左）。油气分隔式可防止油液乳化，便于油气分隔式可防止油液乳化，便于充气。充气。单气室油气分隔式油气弹簧。目前，这种弹簧用于乘用车单气室油气分隔式油气弹簧。目前，这种弹簧用于乘用车和轻型汽车上。和轻型汽车上。五、橡胶弹簧：五、橡胶弹簧：利用橡胶本身的弹性来起弹性元件的作用。利用橡胶本身的弹性来起弹性元件的作用。它可以承受压缩与扭转载荷。不需润滑（它可以承受压缩与扭转载荷。不需润滑（相对于金属弹簧）。）。非独立悬架非独立悬架 非独立悬架结构简单，工作可靠，广泛应用于货

27、车的非独立悬架结构简单，工作可靠，广泛应用于货车的前后悬架。在少数轿车中，非独立悬架仅用作后悬架。前后悬架。在少数轿车中，非独立悬架仅用作后悬架。 悬架的结构，特别是导向机构的结构，随所采用悬架的结构，特别是导向机构的结构，随所采用的弹性元件不同而有很大差异。的弹性元件不同而有很大差异。 采用螺旋弹簧、气体弹簧，需要复杂的导向机构。采用螺旋弹簧、气体弹簧，需要复杂的导向机构。 采用钢板弹簧，因其本身可具有导向作用且有一采用钢板弹簧，因其本身可具有导向作用且有一定的减振作用，故可使悬架结构大为简化。定的减振作用，故可使悬架结构大为简化。非独立悬架中大多数采用钢板弹簧非独立悬架中大多数采用钢板弹簧

28、作为弹性元件。作为弹性元件。一、纵置板簧式非独立悬架一、纵置板簧式非独立悬架解放解放CA1091型汽车的前悬架。型汽车的前悬架。纵置板簧式非独立悬架（后悬架）纵置板簧式非独立悬架（后悬架）钢板弹簧钢板弹簧U型螺栓型螺栓（骑马螺栓）骑马螺栓）稳定杆稳定杆减振器减振器吊耳吊耳吊耳销吊耳销（2个）个）钢板弹钢板弹簧销簧销1、钢、钢板弹簧板弹簧中部被中部被U型螺型螺栓固定栓固定在车桥在车桥上上2、前端用钢板弹簧销与车架、前端用钢板弹簧销与车架相连（也称死吊耳）相连（也称死吊耳）3、后端与、后端与活动铰链活动铰链（也称活吊（也称活吊耳）连接。耳）连接。钢板弹簧后钢板弹簧后端卷耳通过端卷耳通过下吊耳销和下

29、吊耳销和吊耳相连，吊耳相连，吊耳用上吊吊耳用上吊耳销与固定耳销与固定在车架上的在车架上的吊耳支架相吊耳支架相连。连。4、当车桥、当车桥受到冲击，受到冲击，弹簧变形，弹簧变形，使两卷耳间使两卷耳间距离变化时，距离变化时，（活、后）（活、后）吊耳可以摆吊耳可以摆动。动。驱动桥驱动桥纵置板簧式纵置板簧式非独立悬架实物图（后桥）非独立悬架实物图（后桥）驱动桥（非簧驱动桥（非簧载质量）载质量）二、螺旋弹簧非独立悬架二、螺旋弹簧非独立悬架 螺旋弹簧螺旋弹簧非独立悬架非独立悬架一般只用作乘用车的后悬架。如一般只用作乘用车的后悬架。如国产桑塔纳、捷达、奥迪国产桑塔纳、捷达、奥迪100和红旗和红旗CA7220等

30、乘用车的后等乘用车的后悬架。悬架。纵向推力杆纵向推力杆（导向机构）（导向机构）螺旋弹簧和螺旋弹簧和减振器减振器后桥（从后桥（从动桥）动桥）加强杆（导加强杆（导向机构）向机构）横向推力杆横向推力杆（导向机构）（导向机构）三、空气弹簧非独立悬架三、空气弹簧非独立悬架 空气弹簧悬架空气弹簧悬架容易实现车身高度的自动调节容易实现车身高度的自动调节。在。在装有压气机的汽车上，一般用随载荷的不同而改变空气弹装有压气机的汽车上，一般用随载荷的不同而改变空气弹簧内的空气压力的方法来达到此目的。空气弹簧只承受垂簧内的空气压力的方法来达到此目的。空气弹簧只承受垂直载荷，纵向力和横向直载荷，纵向力和横向力由悬架中的

31、纵向力由悬架中的纵向和横向的推力杆来和横向的推力杆来传递。为了减振，传递。为了减振，还需要加设减振器。还需要加设减振器。 乘用车希望在好路降低车身以高速行驶；在坏路上提高车身以便增大通过能力。压气机压气机空气滤空气滤清器清器空气滤清器空气滤清器车身高度车身高度控制阀控制阀控制杆控制杆空气弹簧空气弹簧空气弹簧空气弹簧储气罐储气罐贮气筒贮气筒压力调压力调节器节器油水分油水分离器离器1、高度控制阀固定在、高度控制阀固定在车架上，通过控制杆车架上，通过控制杆与车桥相连。与车桥相连。2、高度阀体中有两个、高度阀体中有两个阀：通气阀（通气阀：通气阀（通气源）、放气阀（通大源）、放气阀（通大气）均由控制杆操

32、纵。气）均由控制杆操纵。3、汽车载荷增加：汽车载荷增加：控控制杆上升，通过摇臂制杆上升，通过摇臂机构打开充气阀，压机构打开充气阀，压缩空气进入空气弹簧，缩空气进入空气弹簧，车架（身）升高至原车架（身）升高至原定距离；定距离；汽车载荷减少：汽车载荷减少：控制控制杆下移，打开放气阀，杆下移，打开放气阀，空气弹簧内空气排入空气弹簧内空气排入大气，车架（身）降大气，车架（身）降至原定距离。至原定距离。四、油气弹簧非独立悬架四、油气弹簧非独立悬架 油气弹簧可以构成独立悬架和非独立悬架。油气弹簧可以构成独立悬架和非独立悬架。越来越广越来越广泛地泛地用于大吨位自卸汽车（简称油气悬架），具有变刚度用于大吨位自

33、卸汽车（简称油气悬架），具有变刚度特性；可提高行驶平顺性（特别是工地和矿山，道路和装特性；可提高行驶平顺性（特别是工地和矿山，道路和装载条件恶劣）；油气弹簧纵向尺寸小，对整车总布置有利。载条件恶劣）；油气弹簧纵向尺寸小，对整车总布置有利。 油气弹簧非独立悬架，应加装导向装置（纵向推力杆，油气弹簧非独立悬架，应加装导向装置（纵向推力杆，横向推力杆）。横向推力杆）。独立悬架独立悬架 随着汽车速度的不断提高，非独立悬架已不能满足行驶平顺性随着汽车速度的不断提高，非独立悬架已不能满足行驶平顺性和操纵稳定性等方面的要求。因此，和操纵稳定性等方面的要求。因此，独立悬架独立悬架获得了很大发展。获得了很大发展

34、。 独立悬架的结构特点是独立悬架的结构特点是左右两个车轮各自独立地通过悬架装置左右两个车轮各自独立地通过悬架装置与车身（架）弹性相连，有以下优点：与车身（架）弹性相连，有以下优点： 1）在悬架弹性元件的一定变化范围内，）在悬架弹性元件的一定变化范围内，两侧车轮可单独运动两侧车轮可单独运动而互不影响而互不影响，减少了在不平路面行驶时车身和车架的振动，减少了在不平路面行驶时车身和车架的振动，有助于消除转向轮不断偏摆的不良现象。有助于消除转向轮不断偏摆的不良现象。 2）减少了汽车的非簧载质量减少了汽车的非簧载质量（不由弹簧支承的质量）（不由弹簧支承的质量）非独立悬架中，整个车桥和车轮都属于非簧载质量

35、非独立悬架中，整个车桥和车轮都属于非簧载质量。而采用而采用独立悬架独立悬架，驱动桥驱动桥中主减速器、差速器及其外壳固定在车架中主减速器、差速器及其外壳固定在车架上，成了上，成了簧载质量（簧载质量（采用独立悬架的驱动桥非簧载质量明显减少采用独立悬架的驱动桥非簧载质量明显减少）；转向桥则仅具有转向主销和转向节（中部整体梁已不存在），其非转向桥则仅具有转向主销和转向节（中部整体梁已不存在），其非簧载质量为车轮、悬架系统中部分或全部零件的质量。显然用独立簧载质量为车轮、悬架系统中部分或全部零件的质量。显然用独立悬架的转向桥非簧载质量有减少。悬架的转向桥非簧载质量有减少。 在道路条件和车速相同时，在道路

36、条件和车速相同时，非簧载质量越少，则悬架非簧载质量越少，则悬架受到的冲击载荷也越小，故采用独立悬架可提高平均车速。受到的冲击载荷也越小，故采用独立悬架可提高平均车速。 3）采用断开式车桥，发动机总成的位置可以降低和）采用断开式车桥，发动机总成的位置可以降低和前移，使汽车重心下降，提高了汽车行驶稳定性；同时给前移，使汽车重心下降，提高了汽车行驶稳定性；同时给予车轮较大的上下运动的空间，因而可以将悬架刚度设计予车轮较大的上下运动的空间，因而可以将悬架刚度设计得较小，使车身振动频率降低，改善平顺性。得较小，使车身振动频率降低，改善平顺性。 独立悬架缺点：独立悬架缺点：结构复杂，制造成本高；保养维修不

37、结构复杂，制造成本高；保养维修不便；车轮跳动时，因外倾角和轮距变化较大，增加了轮胎便；车轮跳动时，因外倾角和轮距变化较大，增加了轮胎磨损。磨损。 越野车越野车全部车轮均使用独立悬架，可保证汽车在不平全部车轮均使用独立悬架，可保证汽车在不平路面行驶时，所有车轮和路面有良好的接触以提高牵引力，路面行驶时，所有车轮和路面有良好的接触以提高牵引力，增大离地间隙（提高通过性）。增大离地间隙（提高通过性）。 独立悬架中多采用独立悬架中多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧螺旋弹簧和扭杆弹簧作为弹性元件，作为弹性元件，钢板弹簧和其它形式的弹簧用得较少。钢板弹簧和其它形式的弹簧用得较少。 独立悬架的结构类型很多，主要可按车

38、轮运动形式分独立悬架的结构类型很多，主要可按车轮运动形式分成四类：成四类：1 1）横臂式独立悬架横臂式独立悬架（车轮在横向平面（车轮在横向平面yozyoz内摆动）。内摆动）。2 2）纵臂式独纵臂式独立悬架立悬架 （车轮在纵向平面（车轮在纵向平面xozxoz内摆动）。内摆动）。3 3）车轮沿主销移动的悬架）车轮沿主销移动的悬架（烛式悬架，麦弗逊式悬架即滑柱连杆式悬架）。（烛式悬架，麦弗逊式悬架即滑柱连杆式悬架）。4 4）车轮在斜向）车轮在斜向平面内摆动。平面内摆动。横臂式横臂式纵臂式纵臂式烛式烛式麦弗逊式悬架麦弗逊式悬架斜臂式斜臂式一、横臂式一、横臂式独立悬架独立悬架 横臂式横臂式独立悬架分单独

39、立悬架分单横臂式和双横臂式两种。横臂式和双横臂式两种。1、单、单横臂式横臂式独立悬架（独立悬架（p338,图图12-47） 单横臂式单横臂式后后独立悬架独立悬架中，后桥半轴套管是断开的，中，后桥半轴套管是断开的，主减速器的左侧有一个单铰链主减速器的左侧有一个单铰链(4)，半轴可绕其摆动。在，半轴可绕其摆动。在主减速器上面安装着可调节车身水平位置的油气弹簧元件，主减速器上面安装着可调节车身水平位置的油气弹簧元件，它和螺旋弹簧一起承受并传递垂直力，而且还可以部分地它和螺旋弹簧一起承受并传递垂直力，而且还可以部分地承受纵向力。当车轮上下跳动时，为避免干涉，其纵向推承受纵向力。当车轮上下跳动时，为避免

40、干涉，其纵向推力杆的前端用球铰链与车身连接。采用单横臂式独立悬架力杆的前端用球铰链与车身连接。采用单横臂式独立悬架的车轮上下运动时，车轮平面将产生倾斜而改变轮距的大的车轮上下运动时，车轮平面将产生倾斜而改变轮距的大小，并使小，并使转向转向主销内倾角主销内倾角及及车轮外倾角车轮外倾角均发生较大变化均发生较大变化（影响转向操纵性能影响转向操纵性能）。轮距变化轮距变化使轮胎产生横向滑移，使轮胎产生横向滑移，破坏轮胎与地面的附着，因此这种悬架很少在转向轮中采破坏轮胎与地面的附着，因此这种悬架很少在转向轮中采用。用。2、双横臂式双横臂式（双叉式双叉式）独立悬架独立悬架（p338,图图1248） 双横臂式

41、独立悬架示的两个横臂长度可以相等，也双横臂式独立悬架示的两个横臂长度可以相等，也可以不等。等臂长的双横臂式独立悬架在车轮上下跳动时，可以不等。等臂长的双横臂式独立悬架在车轮上下跳动时，虽然车轮平面不发生倾斜，却会使轮距发生较大的变化，虽然车轮平面不发生倾斜，却会使轮距发生较大的变化，这将使车轮产生横向滑移。不这将使车轮产生横向滑移。不等臂长的双横臂式独立悬架若等臂长的双横臂式独立悬架若两臂长度选择合适，则可以使两臂长度选择合适，则可以使主销角度与轮距的变化均不过主销角度与轮距的变化均不过大。因此大。因此不等长的双横臂式独不等长的双横臂式独立悬架立悬架在在轿车的前轮轿车的前轮上应用较上应用较广泛

42、。广泛。P338,图图12-49不等长不等长双横臂式双横臂式螺旋弹簧螺旋弹簧独立悬架独立悬架 汽车车轮上下运动时，上、下臂外端铰接点分别作圆汽车车轮上下运动时，上、下臂外端铰接点分别作圆弧运动。使左右车轮接地点间距离变化不大，这种结构有弧运动。使左右车轮接地点间距离变化不大，这种结构有利于减少轮胎磨损。利于减少轮胎磨损。 在不等长在不等长双横臂式独立双横臂式独立悬架中，把上悬架中，把上摆臂轴的前端摆臂轴的前端适当向上倾斜适当向上倾斜布置，能使悬布置，能使悬架具有抗制动架具有抗制动点头能力，这种悬架横臂外端与转向节连接处，必须采用点头能力，这种悬架横臂外端与转向节连接处，必须采用球铰球铰。无转向

43、主销无转向主销（上、下球头销的连心线相当于主销轴（上、下球头销的连心线相当于主销轴线）。线）。车架横梁车架横梁上摆臂上摆臂下摆臂下摆臂转转向向节节螺旋弹簧螺旋弹簧上上摆摆臂臂轴轴下摆下摆臂轴臂轴下球下球头销头销上球上球头销头销空气弹簧空气弹簧双横臂式独立悬架双横臂式独立悬架扭杆弹簧扭杆弹簧双横臂式独立悬架双横臂式独立悬架双横臂式独立悬架双横臂式独立悬架动画装配动画装配将上横臂装至车将上横臂装至车架（形成回转副）架（形成回转副）将下横臂装至车将下横臂装至车架（形成回转副）架（形成回转副）用转向节连接上、用转向节连接上、下横臂（球铰）下横臂（球铰）装螺旋弹簧装螺旋弹簧和减振器和减振器装横向稳定杆装

44、横向稳定杆二、二、纵臂式独立悬架纵臂式独立悬架 纵臂式独立悬架常见的类型有：单纵臂式和双纵臂式纵臂式独立悬架常见的类型有：单纵臂式和双纵臂式两种两种。1、单纵臂式独立悬架单纵臂式独立悬架 单纵臂式独立悬架单纵臂式独立悬架如右图所示。如右图所示。 注意：在横向平面中！注意：在横向平面中！ 单纵臂式独立悬架在车轮单纵臂式独立悬架在车轮上上、下跳动时，下跳动时，主销后倾角主销后倾角会会产生很大变化，产生很大变化，一般不用在前一般不用在前悬架悬架（转向轮）（转向轮）中中。纵摆臂纵摆臂摆臂轴摆臂轴车车身身横横梁梁单纵臂式独立悬架单纵臂式独立悬架（扭杆弹簧扭杆弹簧）（雷诺（雷诺5型轿车后悬架）型轿车后悬架

45、）横向平面图横向平面图扭杆弹簧扭杆弹簧纵臂纵臂车轮车轮2、双纵臂式独立悬架双纵臂式独立悬架 双纵臂式独立悬架的两个纵臂长度一般制成相等，双纵臂式独立悬架的两个纵臂长度一般制成相等，形成形成平行四连杆机构平行四连杆机构。这样可使车轮上下跳动时，主销后。这样可使车轮上下跳动时，主销后倾角不变，因而倾角不变，因而这种形式的悬架适用于转向轮这种形式的悬架适用于转向轮。 三、三、车轮沿主销移动的悬架车轮沿主销移动的悬架 车轮沿主销移动的悬架包括两种型式：一种是车轮沿车轮沿主销移动的悬架包括两种型式：一种是车轮沿固定不动的主销轴线移动的固定不动的主销轴线移动的烛式独立悬架烛式独立悬架；另一种是车轮；另一种

46、是车轮沿摆动的主销轴线移动的沿摆动的主销轴线移动的麦弗逊式独立悬架麦弗逊式独立悬架。 烛式独立悬架烛式独立悬架 烛式独立悬架烛式独立悬架的车轮沿的车轮沿固定不动的主销轴线固定不动的主销轴线移动。移动。参课本参课本p341,图图12-54，主销主销刚性刚性地固定在车架上，转向地固定在车架上，转向轮、转向节则装在轮、转向节则装在（主销）（主销）套筒上。这种悬架的主销定位套筒上。这种悬架的主销定位角不变化，使汽车转向操纵及行驶稳定性较好，但侧向力角不变化，使汽车转向操纵及行驶稳定性较好，但侧向力全部由套在主销上的套筒和主销承受，套筒与主销之间的全部由套在主销上的套筒和主销承受，套筒与主销之间的摩擦阻

47、力大，磨损严重。摩擦阻力大，磨损严重。2、滑柱连杆式（麦弗逊式）式悬架、滑柱连杆式（麦弗逊式）式悬架 滑柱连杆式（麦弗逊式）滑柱连杆式（麦弗逊式）悬架中，减振器起到引导车轮悬架中，减振器起到引导车轮跳动的滑柱的作用。减振器上跳动的滑柱的作用。减振器上端通过橡胶支承与车身相连接，端通过橡胶支承与车身相连接，该橡胶支承能起到球铰的作用。该橡胶支承能起到球铰的作用。减振器缸筒下端固定在转向节减振器缸筒下端固定在转向节上，转向节通过铰链与横摆臂上，转向节通过铰链与横摆臂连接，连接，该铰链中心与减振器上该铰链中心与减振器上端球铰中心的连线构成转向主端球铰中心的连线构成转向主销轴线。销轴线。当车轮上下运动

48、时，当车轮上下运动时，主销定位角和左右车轮接地点主销定位角和左右车轮接地点间距离会有变化。间距离会有变化。通过适当地通过适当地调整杆系的布置，能使这些变调整杆系的布置，能使这些变化量保持在极小的范围内化量保持在极小的范围内，该，该悬架占用横向空间小，有利于悬架占用横向空间小，有利于发动机向下布置，使汽车的重发动机向下布置，使汽车的重心降低，目前在轿车心降低，目前在轿车前悬架前悬架中中采用很多。采用很多。一汽奥迪100 、捷达、高尔夫、富康及上海桑塔纳型轿车均采用这种悬架滑柱连杆式（麦弗逊式）式悬架滑柱连杆式（麦弗逊式）式悬架滑柱连杆式（麦弗逊式）式悬架示意图（转向驱动桥）滑柱连杆式（麦弗逊式）

49、式悬架示意图（转向驱动桥）半轴、半轴、万向节万向节转向节转向节下球头销（下球头销（转转向节通过此铰链向节通过此铰链与横摆臂连接与横摆臂连接）横摆臂横摆臂车轮车轮转向器转向器转向拉杆转向拉杆转向节上臂转向节上臂减振器缸筒减振器缸筒（下端固定在下端固定在转向节上转向节上）转向节转向节下铰链下铰链转向拉杆转向拉杆转向节上臂转向节上臂螺旋弹簧、螺旋弹簧、减震器减震器减振器上端通过减振器上端通过橡橡胶支承胶支承与车身相连与车身相连接，该橡胶支承能接，该橡胶支承能起到起到球铰球铰的作用！的作用！动画结束动画结束麦弗逊式悬架工作过程（转向驱动桥）麦弗逊式悬架工作过程（转向驱动桥）横摆臂横摆臂下铰链下铰链（转（转向节与横摆向节与横摆臂连接）臂连接）转向节转向节转向拉杆转向拉杆螺旋弹簧、螺旋弹簧、减振器减振器橡胶支承橡胶支承（相当于（相当于上上球铰球铰的作用）的作用）转向时，转向时，上、上、下球铰下