汽车构造-课件-第20章悬架.ppt

汽车构造 汽车构造AUTOMOBILE STRUCTURE 机械与汽车工程学院 汽车工程系 主讲人：孔胜利 kongsl@spu.edu.cn 第20章 悬架 悬架的组成与分类 弹性组件 减振器 非独立悬架 独立悬架 电子控制空气悬架 20.1 悬架的组成与分类 悬架是车架（或承载式车身）与车桥之间所有传力连接装置的总称。 1、组成 悬架的组成与分类 悬架的组成与分类 悬架的功用 把路面作用于车轮上的力以及这些力所造成的力矩传递到车架（或 承载式车身）上，保证汽车的正常行驶，即起传力作用。 利用弹性元件和减振器起到缓冲减振的作用。 利用悬架的某些传力构件使车轮按一定轨迹相对于车架或车身跳动 ，即起导向作用。 利用悬架中的辅助弹性元件横向稳定器，防止车身在转向等行驶情 况下发生过大的侧向倾斜。 悬架的组成与分类 2、分类 根据汽车两侧车轮运动是否相互关联，将汽车悬架分为非独立悬架和 独立悬架两种。 20.2 弹性组件 弹性组件可分为钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧和橡胶弹簧等。 1、钢板弹簧 弹性组件 弹性组件 2、 螺旋弹簧 螺旋弹簧广泛应用于轿车前独立悬架。其特点是本身没有减振和 导向功能，只能承受垂直载荷。 在螺旋弹簧悬架中必须另装减振器和导向机构，前者起减振作用 ，后者用以传递垂直力以外的各种力和力矩，并起导向作用。 弹性组件 弹性组件 3、扭杆弹簧 扭杆弹簧本身是一根由弹簧钢制成的杆。其一端固定在车架上，另一端固 定在悬架的摆臂上，摆臂还与车轮相连。 当车轮跳动时，摆臂便绕着扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭转弹性变形，借 以保证车轮与车架的弹性联系。 弹性组件 4、 气体弹簧 气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩气体，利用气体可压缩 性实现弹簧的作用。气体弹簧具有理想的变刚度特性。 气体弹簧的特点是，作用在弹簧上的载荷增加时，容器中气压升 高，弹簧刚度增大；反之，当载荷减小时，气压下降，刚度减小。 气体弹簧有空气弹簧和油气弹簧两种。 （1）空气弹簧 空气弹簧是利用压缩空气作弹簧的。根据压缩空气所用容器的不 同，又有囊式和膜式两种。 囊式空气弹簧由夹有帘线的橡胶气囊和密闭在其中的空气组成； 膜式空气弹簧的密闭气囊由橡胶膜片和金属压制件组成。 弹性组件 空气弹簧结构图 (a)囊式； (b)膜式 弹性组件 （2）油气弹簧 在密闭的容器中充入压缩气体和油液，利用气体的可压缩性实现弹簧 作用的装置。油气弹簧以惰性气体（氮气）作为弹性介质，用油液作为 传力介质，一般是由气体弹簧和相当于液力减振器的液压缸组成。 根据结构的不同，可将油气弹簧分为单气室、双气室和两级压力式3种 形式。 单气室油气弹簧又分为油气分离式和油气不分离式两种，前者可防止 油液乳化，且便于充气。 弹性组件 单气室油气弹簧示意图 (a)油气分离式； (b)油气不分离式 弹性组件 5、 橡胶弹簧 橡胶弹簧利用橡胶本身的弹性起弹性元件的作用。它可以承受压缩载 荷和扭转载荷，由于橡胶的内摩擦较大，橡胶弹簧还具有一定的减振 能力。橡胶弹簧多用作悬架的副簧和缓冲块。 20.3 减振器 减振器的作用是吸收钢板弹簧起落时车辆的振动，使其迅速恢复平稳 状态，以改善汽车行驶的平稳性。汽车悬架系统中广泛采用液力减振器。 液力减振器的作用原理是：当车架与车桥作往复相对运动时，减振器 中的活塞在缸筒内也作往复运动，减振器壳体内的油液便反复地从一个内 腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔。孔壁与油液间的摩擦及液体分子内 的摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能，被 油液和减振器壳体所吸收，并散到大气中。 减振器的阻尼力大小随着车架与车桥相对运动速度的增减而增减，并 且与油液的黏度有关。 20.3 减振器 20.4 非独立悬架 一般载货汽车和客车均采用钢板弹簧作为弹性组件的非独立悬架。钢板 弹簧既有缓冲、减震的功能，又起传力和导向的作用。 1、纵置钢板弹簧式非独立悬架 非独立悬架 2、螺旋弹簧式非独立悬架 非独立悬架 3、空气弹簧式非独立悬架 非独立悬架 20.5 独立悬架 独立悬架的结构特点是两侧的车轮各自独立地与车架或车身弹性连接。独 立悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧作为弹性组件，需要有导向机构。 独立悬架具有以下优点： 两侧车轮可以单独运动互不影响，减少车辆在不平道路上行驶时的振 动，有助于消除转向轮不断偏摆的现象。 减小了非弹簧承载部分的质量，减小了悬架所受到的冲击载荷，可提 高汽车的平均行驶速度。 可以降低发动机位置，降低整车重心，有利于提高汽车行驶时的稳定 性；可以减小悬架刚度，降低车身的振动频率，改善行驶时的平顺性。 可保证汽车在不平道路行驶时，车轮与路面有良好的接触，增大驱动 力；可以