图9-12 扭杆弹簧 注意：由于扭杆弹簧在制造时使之具有一定的预应力，且左、右扭杆弹簧预应力方向是不同的，所以左、右扭杆弹簧不能互换或装错。为此，左、右扭杆上标有不同的标记。 4．气体弹簧 气体弹簧分为空气弹簧（如图9-13所示）和油气弹簧（如图9-14所示）两种。空气弹簧又有囊式（如图9-13a所示）和膜式（如图9-13b所示）两种形式 空气弹簧的结构、原理都很简单，下面仅介绍油气弹簧的结构、原理，如图9-14所示。油气弹簧的球形室固定在工作缸上，室的内腔用橡胶油气隔膜隔开，充入高压氮气的一侧为气室，与工作缸相通并充满油液的一侧为油室。工作缸内装有活塞、阻尼阀及其阀座。 当载荷增加且车架与车桥相互靠近时，活塞上移，使工作缸内容积减小，油压升高，油液顶开阻尼阀进入球形室，推动隔膜向气室方向移动，使气室容积减少，氮气压力升高，油气弹簧的刚度增大。当载荷减小时，在高压氮气的作用下隔膜向油室方向移动，室内油液经阻尼阀流回工作缸，推动活塞下移，这时气室容积增大，氮气压力下降，弹簧刚度减小。当氮气压力通过油液传递作用在活塞上的力与载荷平衡时，活塞便停止移动。随着载荷的变化，气室内氮气也随之变化，相应地活塞处于工作缸中不同位置。可见，油气弹簧具有变刚度的特性。 5
图9-13 空气弹簧 a) 囊式空气弹簧 b) 膜式空气弹簧 三、减振器 目前，汽车中广泛使用液压减振器，其基本原理如图9-15所示，当车架与车桥作往复相对运动时，减振器中的油液反复经过活塞上的阀孔，由于阀孔的节流作用及油液分子间的内摩擦力便形成了衰减振动的阻尼力，使振动的能量转变为热能，并由油液和减振器壳体吸收，然后散到大气中。 图9-15 液压减振器的基本 原理 a) 压缩行程 b) 伸张行程 阀门越大，阻尼力越小，反之亦然。相对运动速度越大，阻尼力越大，反之亦然。 阻尼力越大，振动的衰减越快，但悬架弹性元件的缓冲效果不能发挥，乘坐也不舒适，因此弹性元件的刚度与减振器的阻尼力要合理搭配，才能保证乘坐舒适性和操纵稳定性的要求。 目前汽车上应用最广泛的是双向作用筒式减振器，近年来，在高级轿车上有的采用充气式减振器。 1．双向作用筒式减振器 双向作用筒式减振器的基本组成如图9-16所示，它有3个同心钢筒，
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外面的钢筒是防尘罩，其上部的吊耳与车架相连。中间是储油缸筒，内装有一定量的油液，其下端的吊耳与车桥相连。里面是工作缸筒，其内装满油液。它还有4个阀，即压缩阀、伸张阀、流通阀和补偿阀。流通阀和补偿阀是一般的单向阀，其弹簧很弱，当阀上的油压作用力与弹簧弹力同向时，阀处于关闭状态，完全不通油液；而当油压作用力与弹簧弹力反向时，只要很小的油压，阀便能开启。压缩阀和伸张阀是卸载阀，其弹簧刚度较大，预紧力较大，只有当油压增高到一定程度时，阀才能开启；而当油压减低到一定程度时，阀即自行关闭。 图9-16 双向作用筒式减振器的基本组成 1－油封 2－防尘罩 3－导向座 4－流通阀 5－补偿阀 6－压缩阀 7－储油缸筒 8－伸张阀 9－活塞 10－工作缸筒 11－活塞杆 双向作用筒式减振器的工作原理可用压缩和伸张两个行程加以说明。 1) 压缩行程 当车桥移近车架(或车身)时，减振器受压缩，活塞下移，使其下方腔室容积减小，油压升高。具有一定压力的油液顶开流通阀进入活塞上方腔室。由于活塞杆占去上腔室的部分容积，使上腔室增加的容积小于下腔室减小的容积，因此还有一部分油液不能进入上腔室而只能压开压缩阀，流回储油缸筒。油液流经上述阀孔时，受到一定的节流阻力，为克服这种阻力而消耗了振动能量，使振动衰减。 2)伸张行程 当车桥相对远离车架(或车身)时，减振器 受拉伸，活塞上移，使其上腔室油压升高。上腔室的油液便推开伸张阀流入下腔室。同样由于活塞杆的存在，上腔室减小的容积小于下腔室增加的容积，因而从上腔室流出来油液不足以充满下腔室所增加的容积，使下腔室产生一定的真空度，这时储油缸筒中的油液在真空度作用下推开补偿阀流进下腔室进行补充。 从上面的原理可以得知，这种减振器在压缩、伸张两个行程都能起减振作用，因此称为双向作用减振器。 2．充气式减振器 充气式减振器如图9-17所示，其结构特点是在缸筒的下部装有一个浮动活塞，高压的氮气充在浮动活塞与缸筒一端形成的密闭气室里。在浮动活塞的上面是减振器油液。O形密封圈把油和气完全分开，因此活塞也叫封气活塞。在工作活塞上装有压缩阀和伸张阀。这两个阀都是由一组厚
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度相同、直径不等、由大到小而排列的弹簧钢片组成。 图9-17 充气式减振器的基本组成 1－密封气室 2－浮动活塞 3－O形密封圈 4－压缩阀 5－工作缸 6－活塞杆 7－伸张阀 8－工作活塞 当车轮上下跳动时，工作活塞在油液中作往复运动，使工作活塞的上、下腔之间产生油压差，压力油便推开压缩阀或伸张阀而来回流动。由于阀孔对压力油产生较大的阻尼力，使振动衰减。 悬架 一、非独立悬架 非独立悬架广泛应用于货车的前、后悬架和轿车的后悬架。按照采用弹性元件的不同，非独立悬架可以分为钢板弹簧式非独立悬架和螺旋弹簧式非独立悬架。 1．钢板弹簧式 这种悬架的钢板弹簧一般纵向布置，所以也称为纵置板簧式非独立悬架。 如图9-18所示为解放CA1092汽车的前悬架。钢板弹簧中部通过U形螺栓（骑马螺栓）固定在前桥上。钢板弹簧的前端卷耳用弹簧销与前支架相连，形成固定式铰链支点，起传力和导向作用；而后端卷耳则用吊耳销与可在车架上摆动的吊耳相连，形成摆动式铰链支点，从而保证了弹簧变形时两卷耳中心线间的距离有改变的可能。
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图9-18 解放CA1092汽车的前悬架 1－钢板弹簧前支架 2－前钢板弹簧 3－U形螺栓（骑马螺栓） 4－盖板 5－缓冲块 6－限位块 7－减振器上支架 8－减振器 9－吊耳 10－吊耳支架 11－中心螺栓 12-减振器下支架 13-减振器连接销 减振器的上、下两个吊环通过橡胶衬套和连接销分别与车架上的上支架和车桥上的下支架相连接。盖板上装有橡胶缓冲块，以限制弹簧的最大变形，并防止弹簧直接碰撞车架。 如图9-19所示为某中型货车后悬架，由主、副钢板弹簧叠合而成，其刚度是可变的，以适应装载质量的不同。 图9-19 变刚度钢板弹簧悬架 1－副钢板弹簧 2－主钢板弹簧 3－车桥 4－U形螺栓 当汽车空载或实际装载质量不大时，副钢板弹簧不承受载荷而由主钢板弹簧单独工作。在重载或满载情况下，车架相对车桥下移，使车架上副簧滑板式支座与副簧接触，主、副簧共同参加工作，一起承受载荷而使悬架刚度增大，以保证车身振动频率不致因载荷增大而变化过大。 南京依维柯轻型货车的后悬架采用渐变刚度的钢板弹簧，如图9-20所示。主簧由5片较薄钢板弹簧片组成，副簧由5片较厚的弹簧片组成，它们用中心螺栓固定在一起，主簧在上，副簧在下。 图9-20 渐变刚度钢板弹簧悬架
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