文档介绍：第一节概述
悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把悬架(或车身)与车轴(或车轮)弹性地连接起
来。其主要任务是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩,并且缓和路面传给
车架(或车身)的冲击载荷,衰减由此引起的承载系统的振动,保证汽车的行驶平顺性;保证
车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性,保证汽车的操纵稳定性,使汽车获得高速
行驶能力。
悬架由弹性元件、导向装置、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。
导向装置由导向杆系组成,用来决定车轮相对于车架(或车身)的运动特性,并传递除弹
性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。当用纵置钢板弹簧作弹性元件时,它兼起导向装
置作用。缓冲块用来减轻车轴对车架(或车身)的直接冲撞,防止弹性元件产生过大的变形。
装有横向稳定器的汽车,能减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角振动。
对悬架提出的设计要求有:
1)保证汽车有良好的行驶平顺性。
2)具有合适的衰减振动能力。
3)保证汽车具有良好的操纵稳定性。
4)汽车制动或加速时要保证车身稳定,减少车身纵倾;转弯时车身侧倾角要合适。
5)有良好的隔声能力。
6)结构紧凑、占用空间尺寸要小。
7)可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩,在满足零部件质量要小的同时,还要保
证有足够的强度和寿命。
为了满足汽车具有良好的行驶平顺性,要求由簧上质量与弹性元件组成的振动系统的固
有频率应在合适的频段,并尽可能低。前、后悬架固有频率的匹配应合理,对轿车,要求前
悬架固有频率略低于后悬架的固有频率,还要尽量避免悬架撞击车架(或车身)。在簧上质量
变化的情况下,车身高度变化要小,因此,应采用非线性弹性特性悬架。
汽车在不平路面上行驶,由于悬架的弹性作用,使汽车产生垂直振动。为了迅速衰减这
种振动和抑制车身、车轮的共振,减小车轮的振幅,悬架应装有减振器,并使之具有合理的
阻尼。利用减振器的阻尼作用,使汽车的振动振幅连续减小,直至振动停止。
要正确地选择悬架方案和参数,在车轮上、下跳动时,使主销定位角变化不大、车轮运
动与导向机构运动要协调,避免前轮摆振;汽车转向时,应使之稍有不足转向特性。
独立悬架导向杆系铰接处多采用橡胶衬套,能隔绝车轮所受来自路面的冲击向车身的传
递。
近年来,主动悬架的出现不仅能很好地提高汽车行驶性能,而且能更好地保持车厢姿态,
减小侧倾、纵倾。
第二节悬架结构形式分析
一、非独立悬架和独立悬架
悬架可分为非独立悬架和独立悬架两类。非独立悬架的结构特点是左、右车轮用一根整
体轴连接,再经过悬架与车架(或车身)连接。独立悬架的结构特点是左、右车轮通过各自的
悬架与车架(或车身)连接(图6—1)。
图6—1 悬架的结构形式简图
a)非独立悬架 b)独立悬架
以纵置钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置的非独立悬架,其主要优点是结构简单,制造
容易,维修方便,工作可靠。缺点是由于整车布置上的限制,钢板弹簧不可能有足够的长度
(特别是前悬架),使之刚度较大,所以汽车平顺性较差;簧下质量大;在不平路面上行驶时,
左、右车轮相互影响,并使车轴(桥)和车身倾斜(图6—2);当汽车直线行驶在凹凸不平的路
段上时,由于左右两侧车轮反向跳动或只有一侧车轮跳动时,会产生不利的轴转向特性;汽
车转弯行驶时,离心力也会产生不利的轴转向特性;车轴(桥)上方要求有与弹簧行程相适应
的空间。这种悬架主要用在货车、大客车的前、后悬架以及某些轿车的后悬架上。
图6-2 非独立悬架左、右车侧车轮通过不平路段时的相互影响离心力
独立悬架的优点是:簧下质量小;悬架占用的空间小;弹性元件只承受垂直力,所以可
以用刚度小的弹簧,使车身振动频率降低,改善了汽车行驶平顺性;由于有可能降低发动机
的位置高度,使整车的质心高度下降,又改善了汽车的行驶稳定性;左、右车轮各自独立运
动互不影响,可减少车身的倾斜和振动,同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力。
独立悬架的缺点是结构复杂,成本较高,维修困难。这种悬架主要用于轿车和部分轻型货车、
客车及越野车上。
二、独立悬架结构形式分析
独立悬架又分为双横臂式、单横臂式、双纵臂式、单纵臂式、单斜臂式、麦弗逊式和扭
转梁随动臂式等几种。
对于不同结构形式的独立悬架,不仅结构特点不同,而且许多基本特性也有较大区别。
评价时常从以下几个方面进行:
(1)侧倾中心高度汽车在侧向力作用下,车身在通过左、右车轮中心的横向垂直平面内
发生侧倾时,相对于地面的瞬时转动中心称之为侧倾中心。侧倾中心到地面的距离称为侧倾
中心高度。侧倾中心位置高,它到车身质心的距离缩短,可使侧倾力臂及侧倾力矩小些,车