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图解汽车底盘技术8-汽车悬架

导读: 零件数量少和结构简单。因此维护容易;车轮上下运动时车轮定位变化小,因此,轮胎的磨损小;因为左右轮的运动相互影响,所以容易发生振动和摆动。

一、悬架系统概述

1.悬架连接车身和车轮,具有下列功能:

①行驶时,与轮胎一起吸收和缓冲因路面不规则性而受到的各种震动,摆动和冲击,以便保护乘客和货物,并改善驾驶稳定性。

②传递因路面和车轮之间的摩擦产生的驱动力和制动力至底盘和车身。

③将车身支撑在轴上,并在车身和车轮之间保持恰当的几何关系。

2.悬架由下列主要组件构成:

①弹簧:中和来自路面的冲击。

②减振器(缓冲器):通过限制弹簧的振动来改善乘坐的舒适度。

③稳定器(横向稳定杆或侧倾稳定杆):防止汽车横向摆动。

④连接机构:使上述部件保持就位和控制车轮的纵向和横向运动。

图解汽车底盘技术8-汽车悬架

二、悬架系统分类

悬架根据其结构可分为下列两种类型。

1.非独立悬架

两个车轮用一个桥壳或桥梁支撑。因此,左右轮一起运动。非独立悬架的特性如下:

零件数量少和结构简单。因此维护容易;车轮上下运动时车轮定位变化小,因此,轮胎的磨损小;因为左右轮的运动相互影响,所以容易发生振动和摆动。

图解汽车底盘技术8-汽车悬架

2.独立悬架

每个车轮由安装在车身上的独立臂支撑。因此,左、右轮是独立运动的。独立悬架的特性如下:

非悬挂重量小,乘坐舒适度好;弹簧与车轮的定位无关,所以可用较软的弹簧;因为没有连接左右轮的轴,汽车底板和发动机安装位置可降低,使汽车重心下降;轮距和定位随车轮的上下运动而变化。

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三、非独立悬架

1.扭梁杆式非独立悬架

这种类型主要用于前置发动机前轮驱动(FF)汽车的后悬架,采用由焊接在可扭转的前桥梁上的悬架臂和稳定器杆构成的结构。(有些型号没有稳定器杆)

由于其简单的结构和紧凑的尺寸,可减少非悬挂重量以获得较好的乘坐舒适性。此外,还能保证大的行李仓空间。

在转弯和在高低不平的道路上行驶时发生横摇,稳定器杆随前桥梁扭转。其结果是因稳定器杆的作用减少横摇,因而保持车辆稳定性。

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2.钢板弹簧式非独立悬架

这种类型悬架用于卡车和大客车的前悬架,以及商务车的后悬架。此类悬架结构简单但强度比较高;难于使用很软的弹簧,因此乘坐舒适性不是很好。

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3.四连杆式非独立悬架

这种类型的悬架用于后桥。在非独立悬架中,具有最佳的乘坐舒适性。

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四、独立悬架

1.麦弗逊式独立悬架

这是中小型车辆的前悬架最广泛使用的独立悬挂系统。

这种类型也用于FF车的后悬架。

此类悬架结构相对简单,零件少,重量轻,所以可减少非悬挂重量;悬架占用空间小,可增加发动机室的可用空间;悬架支撑点之间距离大,因安装误差或零件制造误差对前轮定位的干扰小。因此,除了车轮前束外,一般不需要定位调整。

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2.双横臂式独立悬架

在这种悬架中,车轮通过上下臂安装到车身上。悬架的几何形状可根据上和下臂的长度及其安装角度按需要进行设计。

如果上和下臂平行且长度相等,轮距和轮胎的轮胎对地面外倾角将改变,其结果是不可能获得足够的转弯性能。此外轮距的变化将造成过度轮胎磨损。为解决这个问题,设计中通常采用上臂比下臂短,使轮距和轮胎对地面的外倾角的变化减少。

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五、减震器弹簧

1.钢板弹簧

钢板弹簧由一组弯曲的弹簧钢带组成,称谓“片”,按照最短的到最长的次序层叠在一起。这个层叠的弹簧片用中心螺栓或柳钉紧固在一起,可防止弹簧片滑动到不适合的位置。最长(主)弹簧片两端均弯曲形成弹簧片卷耳用于将弹簧连接到车架或构件(如组梁)上。

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2.螺旋弹簧

螺旋弹簧用特种弹簧钢杆形成螺旋状而制成。当螺旋弹簧上有一负载时,整个杆在弹簧收缩时扭转。用此方式,外力的能量被存储起来冲击被缓冲。

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3.扭杆弹簧

回杆弹簧(通常简称为扭杆)是一个弹簧钢杆,利用其扭转弹性阻止扭转。扭转一端锚定在车架上或车身的其它构件上,另一端锚定在经受扭转负载的部件上。

扭转弹簧也用于构成稳定器杆。

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4.空气弹簧

空气弹簧利用空气受压缩时有弹性或“弹簧性能”。车辆不加载时特别软,但是其弹簧常数可通过气室内空气压力的增加随负载的增加而增加。这将提供车辆轻载和满载时的乘坐舒适性。车辆高度可通过调整空气压力而保持不变,即使负载变化时。

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六、减震器

1.基本原理

车辆经受来自路面的冲击时,悬架弹簧吸收这些冲击。但是,由于弹簧有连续振荡的特性,而且需要很长时间使这种振摆停止,所以乘坐舒适性差。

减振器的作用是吸收这种振荡。减振器不仅改善乘坐舒适性,而且使轮胎有较好的操纵稳定性和改善转向稳定性。

图解汽车底盘技术8-汽车悬架

在汽车中,使用伸缩筒式减振器,减振器使用一种专用油,称作减振器油,作为工作介质。在这类减振器中,活塞的运动迫使油流经节流孔(小孔)产生流动阻力,从而产生减振力。

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2.单筒式减震器

单筒减震器的代表性类型是DuCarbon(杜卡本)它需要高压氮气缸内储气室和油室被可自由上下运动的“活塞”分开,因为它们能自由上下运动故被称为“自由活塞”。

Ducarbon(杜卡本)型减振器的特性:

①良好的热辐射,因为单筒直接暴露于大气中。

②筒的一端充有高压气体,用一自由活塞与油完全密封开。这将确保操作期间不会发生空穴现象和混气现象,从而提供更稳定的缓冲。

③工作噪音大大降低。

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3.双筒式减震器

在减震器壳(外筒)内有一缸(压力筒),缸内有一上下运动的活塞。在活塞杆底部,装有活塞式滑阀,在减震器伸长时(回弹期间)产生减震力。在缸的底部有一底阀,在减震器压缩时(弹跳期间)产生减震力。

缸内装有减震液(油),但是储油室内只有2/3装油。余下的充有大气压力的空气或低压气体。储油室用作液体出入缸的储箱。

低压充气型充有低压气体(0.3-0.6 MPa;3-6kgf/cm;43-85 psi)。这将防止只装有油的减震器可能发生的空穴现象和混气现象而不产生不正常的噪音。最大程度的减少空穴和混气现象,使得有可能获得更稳定的减震力,于是改善了乘坐舒适性和驾驶稳定性。

在有些低压充气减震器中,省去了底阀,减震力由活塞式滑阀在冲击和回弹期间产生。

图解汽车底盘技术8-汽车悬架

内容来源:

图解汽车底盘技术8-汽车悬架

《透视图解汽车构造·原理与拆装》

化学工业出版社   主编:于海东

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