在小载荷时，仅主簧起作用，而当载荷增加到一定值时，副簧开始与主簧接触，悬架刚度随之相应提高，弹簧特性变为非线性。当副簧全部接触后，弹簧特性又变为线性的。这种渐变刚度钢板弹簧的特点是副簧逐渐地起作用，因此悬架刚度的变化比较平稳，从而改善了汽车行驶平顺性。 2．螺旋弹簧非独立悬架 螺旋弹簧非独立悬架一般只用于轿车的后悬架。如图9-21所示为上海桑塔纳2000的后悬架。两根纵向推力杆的中部与后桥焊接为一体，前端通过带橡胶的支承座与车身做铰链连接，后端与轮毂相连接。纵向推力杆用以传递纵向力及其力矩。整个后桥、纵向推力杆及车轮可以绕支承座的铰支点连线相对于车身作上、下纵向摆动。螺旋弹簧的上端装在弹簧上座中，下端则支承在减振器外壳上的弹簧下座上，它只承受垂直力。减振器的上端与弹簧上座一起装在车身底部的悬架支座中，下端则与纵向推力杆相连接。 图9-21 螺旋弹簧非独立悬架（桑塔纳2000后悬架） 1－后桥 2－纵向推力杆 3－减振器 4－弹簧下座 5－螺旋弹簧 6－弹簧上座 7－支承座 二、独立悬架 现代汽车，特别是轿车上广泛采用独立悬架。由于独立悬架能使两侧车轮各自独立地与车架或车身弹性连接，具有以下优点： (1) 由于左右车轮的运动相对独立、互不影响，可以减少行驶时车架或车身的振动，同时可以减弱转向轮的偏摆。 (2) 独立悬架的非簧载质量小，可以减小来自路面的冲击和振动，提 10
高了行驶的平顺性。簧载质量是指汽车上由弹性元件支承的质量；而非簧载质量是指弹性元件下吊挂的质量。对于非独立悬架，整个车桥和车轮都属于非簧载质量，而对于独立悬架，只有部分车桥是非簧载质量，而主减速器、差速器、壳体等都装在车架或车身上，成了簧载质量，所以独立悬架的非簧载质量要比非独立悬架的小。 (3) 独立悬架是与断开式车桥配用，可以降低汽车的重心，提高汽车行驶的平顺性。 独立悬架的结构类型很多，一般可按车轮的运动方式分为三类，如图9-22所示。 图9-22 独立悬架的类型示意图 a) 横臂式独立悬架 b) 纵臂式独立悬架 c) 烛式悬架 d) 麦弗逊式悬架 (1) 横臂式独立悬架：车轮在汽车横向平面内摆动的悬架，如图9-22a)所示。 (2) 纵臂式独立悬架：车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架，如图9-22b)所示。 (3) 车轮沿主销移动的独立悬架，包括烛式悬架和麦弗逊式悬架，分别如图9-22c、d)所示。 1．横臂式独立悬架 横臂式独立悬架分为单横臂式（如图9-9b所示）和双横臂式两种。目前单横臂式独立悬架应用较少，下面仅介绍双横臂式独立悬架。 双横臂式独立悬架如图9-23所示，其两个横摆臂有等长的（如图9-23a所示）和不等长的（如图9-23b所示）。摆臂等长的独立悬架当车轮上下跳动时，虽然车轮平面不倾斜、主销轴线的方向也不发生变化，但轮距发生较大的变化，这将引起车轮的侧滑和轮胎的磨损。而摆臂不等长的独立
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悬架当车轮上下跳动时，虽然车轮平面、主销轴线、轮距都发生变化，但都可以控制在允许范围内，所以这种形式的双横臂式独立悬架应用较多，红旗CA7560、凌志LS400等轿车的前桥都采用这种不等长双横臂式独立悬架。 图9-23 双横臂式独立悬架示意图 a) 摆臂等长的独立悬架 b) 摆臂不等长的独立悬架 如图9-24所示为凌志LS400的前悬架，其车轮外倾角和主销后倾角是可以调整的。如图9-25所示，上摆臂内端通过上摆臂轴用螺栓与车架相连，上摆臂轴与车架之间夹有前、后调整垫片。同时增加或减少调整垫片的厚度可以调整车轮外倾角；前、后垫片厚度一处增加、另一处减少，可以调整主销后倾角。 图9-25 车轮外倾角和主销后倾角的调整 12
2．纵臂式独立悬架 纵臂式独立悬架也分为单纵臂式和双纵臂式两种。 1) 单纵臂式独立悬架 单纵臂式独立悬架如果用于前轮，车轮上下跳动时会使主销后倾角变化很大，如图9-26所示。所以单纵臂式独立悬架都用于后轮，如图9-27所示。纵摆臂是一片宽而薄的钢板，一端与半轴套管铰接，另一端带有套筒，套筒通过花键与扭杆弹簧的外端相连，扭杆的内端固定在车架上。 图9-26 单纵臂式独立悬架示意图 图9-27 用于后轮的单纵臂式独立悬架 2) 双纵臂式独立悬架 如图9-28所示为用于前轮的双纵臂式独立悬架。转向节和两个纵摆臂做铰链连接，在车架的两根管式横梁的内部装有由若干层矩形端面的薄弹簧钢片叠成的扭杆弹簧。两根扭杆弹簧的内端用螺栓固定在横梁中部，而外端则插入纵臂轴的矩形孔中。纵臂轴用衬套支承在管式横梁内，轴和纵臂刚性地连接。 图9-28 用于前轮的双纵臂式独立悬架 1－纵臂 2－横梁 3－扭杆弹簧 4－摆臂轴 5－衬套 6－螺钉
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这种悬架当车轮上下跳动时，车轮外倾角、轮距和主销后倾角都不发生变化，所以适用于前轮。 3．车轮沿主销移动的独立悬架 车轮沿主销移动的独立悬架可以分为两种形式，一种是车轮沿固定不动的主销移动的烛式独立悬架，另一种是车轮沿摆动的主销轴线移动的麦弗逊式独立悬架。 1) 烛式独立悬架 如图9-29所示为烛式独立悬架，主销的上下两端刚性地固定在车架上。套在主销上的套管固定在转向节上。套管的中部固定装着螺旋弹簧的下支座。筒式减振器的下端与转向节相连，上端与车架相连。悬架的摩擦部分套着防尘罩。通气管与防尘罩内腔相通，以免罩中空气被密封而影响悬架的弹性。 汽车在不平路面上行驶时，车轮、转向节一起沿主销的轴线移动。螺旋弹簧只承受垂直载荷，而车轮上所受的纵向力、侧向力及其力矩则由转向节、套筒经主销传给车架，使得套筒与主销之间的磨损严重。 2) 麦弗逊式独立悬架 麦弗逊式独立悬架目前在轿车中应用很广泛，其结构如图9-30所示。由减振器、螺旋弹簧、横摆臂、横向稳定杆(图中未画出)等组成。减振器与套在它外面的螺旋弹簧合为一体，构成悬架的弹性支柱，支柱上端与车身挠性连接，支柱的下端与转向节刚性连接。横摆臂的外端通过球头销B与转向节的下部连接，内端与车身铰接。 麦弗逊式独立悬架没有传统的主销实体，转向轴线为上下铰接中心的连线AB（—般与弹性支柱的轴线重合）。当车轮上下跳动时，B点随横摆臂摆动，因而主销轴线AB随之摆动（弹性支柱也摆动）。这说明车轮沿着摆动的主销轴线而运动。 麦弗逊式独立悬架结构较简单，布置紧凑，用于前悬架时能增大两前轮内侧的空间，故多用于发动机前置前轮驱动的轿车上。 图9-30 麦弗逊式独立悬架的结构示意图
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