汽 车 构 造 教 案
第 8 次课 教学课型：理论课√ 实验课□ 习题课□ 实践课□ 技能课□ 其它□ 主要教学内容（注明：重点* # 难点 ）： 第十七章 悬架 第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 概述 减震器 弹性元件 非独立悬架* #独立悬架* 教学目的要求： 悬架的组成及各组成部分的功用，悬架的类型。减振器的功用和类型，双向作用筒式减振器的构造及工作原理。弹性元件的类型。非独立悬架和独立悬架的特点及类型，一般构造。 教学方法和教学手段： 课堂讲授 讨论、思考题、作业： 12． 双向作用筒式减振器的构造及工作原理 13． 非独立悬架和独立悬架的特点 参考资料： 多媒体材料，网络资料
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讲 稿 内 容 备注 上节内容回顾：转向桥的构造，转向轮定位参数，转向驱动桥的结构特点。车轮的类型及一般结 构，轮胎的功用及类型 第十七章 悬架 第1节、 概述 1.1 悬架的功用和组成 悬架：车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。 悬架的作用： 把作用于车轮的垂直反力、纵向反力和侧向力以及这些反力引起力矩传递到车架，并使车辆具有良好的乘坐舒适性、平顺性和性是稳定性。 悬架的组成： 汽车悬架一般都由：弹性元件、阻尼元件（减振器、导向杆系）三部分组成。在一些车辆上还要加装横向稳定器。 汽车悬架各组成部分的作用： ? 弹性元件：使车架与车桥的连接具有弹性，吸收、缓和路面冲击和振动。 ? 阻尼元件：衰减弹性元件的振动，吸收并散发振动能量。 ? 导向杆系：约束车轮按一定的轨迹运动，承受并传递各方向的力和力矩。 ? 横向稳定器：在汽车转向时，减小车身的倾斜和横向角振动。 1.3 悬架系统的类型 按汽车悬架的性能是否可控，分为： ? 被动悬架：悬架刚度、阻尼在行驶中不可调整的悬架。 ? 主动悬架：悬架的刚度、阻尼根据行驶状况不同，可以自动调节的悬架。 ? 半主动悬架：只有悬架阻尼可以自动调节的悬架。 ? 按汽车悬架的结构特点分为： ? 非独立悬架：两侧车轮刚性的连接在一起，只能共同运动的悬架。广泛应用于货车、客车和轿车后桥。 ? 独立悬架：两侧车轮由断开式车桥连接，车轮单独通过悬架于车架连接，可以单独跳动。广泛应用于轿车前悬架。 第2节 减振器 汽车减振器的作用： 通过减振器自身的运动，消耗弹簧变形储存的能量，将其变为热能，并散发到空气中，以衰减弹簧的振动。 减振器的类型： ? 按工作方式分为：单向减振器和双向减器。 ? 按结构形式分为：单筒减振器和双筒减振器； ? 按阻尼是否可调分为：阻尼可调式和阻尼不可调式； ? 按工作介质分为：油液减振器、气体减振器。 ? 按是否充气分为：充气减振器和不充气减振器。 2.1 双向筒式减振器 a.双向减振器的结构 定义：在压缩和伸张两行程内均能起减振作用的减振器 减振器由储油筒、工作缸、活塞连杆分总成、底阀、导向器、防尘罩等组成。 双向筒式减振器有四个阀：伸张阀、补偿阀、压缩阀、流通阀。 伸张阀和压缩阀分别是拉伸行程和压缩行程的卸载阀。 补偿阀和流通阀分别在拉伸和压缩行程中补偿油液，避免上下腔中出现真空。
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b. 双向筒式减振器的工作过程 压缩行程 ? 连杆和活塞一起向下运动 ? 工作缸下腔油液压力增高 ? 拉伸阀和补偿阀关闭； ? 下腔的高压打开流通阀； ? 液体自压缩阀的常通孔流出到储油筒； ? 阻尼力逐渐增大。 ? 当活塞运动速度很快，下腔油压很大，克服压缩阀压紧弹簧，压缩阀完全打开，阻尼力不再增加。起到泄荷作用。 拉伸行程 ? 连杆和活塞一起向上运动 ? 工作缸上腔油液压力增高 ? 油液自上腔通过阀体上的节流孔流向下腔； ? 补偿阀打开，储油筒中油液流入到下腔； ? 流通阀关闭；压缩阀关闭。 ? 节流孔的节流作用产生阻尼力 ? 当活塞运动速度很快，上腔油压很大，克服伸张阀的压紧弹簧，伸张阀完全打开，阻尼力不再增加。起到泄荷作用。 注意： 压缩阀和伸张阀上有常通小孔隙。当振动速度较小时，只靠这些小孔工作。当振动速度较大时，才打开阀门工作。阻尼力随振动速度变化。 由于伸张阀弹簧刚度比压缩阀的大，而且伸张阀上的常通孔隙的直径也比压缩阀的小，就保证了减振器在伸张行程内产生的阻尼力比在压缩行程内产生的大。 减振器的结构实例 主要的组成部分： ? 上吊环； ? 防尘罩； ? 压紧螺母； ? 导向器油封总成； ? 储油筒； ? 工作缸； ? 连杆活塞分总成； ? 底阀分总成； ? 下吊环。 第3节 弹性元件 悬架的弹性元件 主要有： ? 钢板弹簧：组成的悬架结构简单，工作可靠，刚度大，适用于非独立悬架。 ? 螺旋弹簧；制造工艺简单，不需要润滑，安装的纵向空间小，质量小。应用于独立悬架。 ? 扭杆弹簧：单位质量的储能高，结构简单，不需要润滑，方便布置。 ? 空气弹簧：统称为气体弹簧，具有变刚度特性，可调整车身高度。可提高汽车的舒适性和平顺性。应用于高级大巴和高级轿车。 ? 油气弹簧；橡胶弹簧：单位储能高，有阻尼特性、隔振。用于缓冲块。 第四节 非独立悬架
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非独立悬架的特点： ? 结构简单； ? 工作可靠； ? 采用钢板弹簧的非独立悬架中，省却了导向结构，方便布置。 因此广泛引用于货车的前、后悬架和轿车的后悬架。 非独立悬架的分类： ? 钢板弹簧非独立悬架； ? 螺旋弹簧非独立悬架； ? 空气弹簧非独立悬架。 4.1 钢板弹簧非独立悬架 ? 特点1：钢板弹簧通常纵向安置。 ? 特点2：钢板弹簧一端为固定铰链，另一端为活动铰链。 ? 特点3：钢板弹簧中部用U型螺栓与车架连接。 钢板弹簧销15轴向和径向钻有油道，用来润滑铰链的运动部分； 钢板弹簧和车架上装有缓冲块5和限位块6，限制弹簧的变形量。 将钢板弹簧非独立悬架应用于前悬架时，一般要安装减振器。 钢板弹簧两端采用橡胶块支承的悬架 特点： ? 主片不易损坏； ? 不用润滑吊耳处； ? 橡胶具有吸振降噪的作用； ? 钢板弹簧的移动量受到限制。 采用主副簧结构的钢板弹簧悬架 目的： 通过主副簧先后起作用，得到变刚度特性提高汽车平顺性。 有副簧在上和主簧在下两种结构。 4.2 螺旋弹簧非独立悬架 一般只用作轿车的后悬架，具有纵向布置方便，便于维护和保养的特点。 第5节 独立悬架 结构特点： 两侧车轮独立的与车架或车身弹性连接。 独立悬架的优点： ? 两侧车轮可以单独跳动，可减少车身振动，消除车轮偏摆； ? 降低非簧载质量，提高平均车速； ? 采用断开式车桥，降低汽车重心，提高行驶稳定性； ? 提供了较大的车轮跳动空间，因此减小悬架刚度，降低汽车偏频，提高平顺性。 独立悬架的缺点： 结构复杂、制造成本高，维护不便，车轮引起轮矩变化，加剧轮胎磨损。 独立悬架的分类 按车轮的运动方式分为： ? 车轮在横向平面内摆动的悬架；（横臂式独立悬架） ? 车轮在纵向平面内摆动的悬架； （纵臂式独立悬架） ? 车轮沿主销移动的悬架； （烛式独立悬架和麦弗逊式） ? 车轮在斜向平面侧摆动的悬架。 （单斜臂式独立悬架） 独立悬架采用的弹性元件多是螺旋弹簧和扭杆弹簧。 独立悬架一般应用于各纵车辆特别是轿车的前悬架，轿车的候悬架一般采用非独立悬架或者
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复合式悬架（半独立悬架）。 5.1 横臂式独立悬架 特点：车轮在汽车的横向平面内跳动。 根据横臂的数量分为： 单横臂独立悬架； 双横臂独立悬架。 a.单横臂式独立悬架 特点： ? 当车轮跳动时将改变轮距。 ? 用于转向轮时，引起主销内倾角和车轮外倾发生变化。 b.双横臂式独立悬架 ? 等臂式单横臂悬架：车轮跳动时车轮不倾斜但轮距变化较大。 ? 不等臂式单横臂悬架：车轮跳动时车轮倾斜但轮距变化可以较小。 双横臂式独立悬架特点： ? 采用球头销代替主销，属无主销式； ? 主销后倾角由移动上摆臂在摆臂轴上的位置实现； ? 前轮外倾角由上摆臂和摆臂轴之间的调整垫片调整； ? 主销内倾和车轮外倾角存在固定的变化关系； ? 悬架的最大位移由上下缓冲块确定； ? 上下摆臂为叉形结构以提高刚度。 5.2 纵臂式独立悬架 根据采用的纵臂数目可分为： ? 单纵臂独立悬架； ? 双纵臂独立悬架。 根据采用的弹性元件可分为： ? 螺旋弹簧纵臂式独立悬架； ? 扭杆弹簧纵臂式独立悬架。 车轮上下跳动时，单纵臂式独立悬架将引起较大的主销后倾角变化。因此多用于后悬架。 5.3 车轮沿主销移动的独立悬架 ? 车轮沿固定不动主销轴线移动的独立悬架； ? 车轮沿摆动主销轴线移动的独立悬架； 前一种为烛式悬架； 后一种为麦弗逊悬架，也成为滑柱帘杆悬架。 烛式独立悬架 优点： 车轮转向时，前轮的定位参数不会发生变化，有利于转向操纵和行驶稳定性。 缺点： 车轮转向时，全部侧向力由主销和其外部的套管承受，增加了主销与套管的摩擦。 麦弗逊独立悬架 优点：前轮内侧布置空间较大，方便前置前驱动布置。
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