汽车底盘悬架系统包含的主要零部件有: 悬架主要由弹性元件、导向机构和减振器组成,有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆。
弹性元件用来传递垂直力,并与轮胎一起缓和路面不平引起的冲击和振动。弹性元件受 冲击后会产生持续的振动,使乘坐不适,因此,设有减振器将振动迅速衰减,使振幅迅速 减小。
导向机构用来确定车轮相对于车架或车身的运动,传递除垂直力以外的各种力和力矩。 为减少车轴对车架或车身的直接冲撞,一些汽车悬架上设有缓冲块。 横向稳定杆的作用是减少转弯时车身的侧倾,并提高轮胎对地面的附着力。
1. 悬架系统:包括前、后横梁,前、后摆臂,前、后稳定杆,前、后减振器、弹簧 等。
2. 转向系统:包括转向管柱总成,动力转向器总成,转向管路总成和转向泵。
3. 制动系统:1)普通制动系统:包括制动踏板,真空助力器带制动总泵总成,X型
之间由一刚性梁或非断开 式车桥联接,当单边车轮 驶过凸起时,会直接影响 另一侧车轮。
●非独立悬架的优点有 1) 结构简单,制造、维护方便,经济性好; 2)工作可靠,使用寿命长; 3)车轮跳动时,轮距、前束不变,因而轮胎磨损小 4)转向时,车身侧倾后车轮的外倾角不变,传递侧向力的能力不降 5)中心位置较高,有利于减小转向时车身的侧倾角。
复合纵臂式后支撑桥的优点有: 1)结构简单,与纵臂式悬架相比,增加的可扭转横梁承受了所有的垂向力和侧向力所产生的
力矩; 2)易于拆卸; 3)几乎不占用垂向和横向空间; 4)悬挂质量小; 5)可扭转横梁可起部分或全部横向稳定杆的作用; 6)车轮跳动时,轮距、车轮的前束和外倾角保持不变。 缺点: 1)侧向力作用下趋于过多转向; 2)可扭转横梁受力复杂,再加之不Байду номын сангаас避免的采用焊接结构,影响横梁的强度和寿命。
●非独立悬架缺点 1)与车轮和车桥一起跳动,需要较大的空间,影响发动机和行李箱的布置; 用于轿车和载货汽车的前悬架时,一般需要抬高发动机或是将车桥(轴)做成中间下凹的 形状以利发动机的布置,这将增加制造成本;用于轿车后悬架时,会导致行李箱减小,备 胎布置也不方便。 2)用于驱动桥时,会使得非悬挂质量较大,不利于汽车的行驶平顺性及轮胎的接地性能; 3)当两侧车轮跳动高度不一致时,整根车桥会倾斜,使左右车轮直接相互影响; 4)在不平路面行驶时,由于左右车轮跳动不一致而导致的轴转向会降低直线)用于驱动桥时,驱动桥的输入转矩会引起左右车轮负荷转移。
2、悬架类型 ●独立悬架允许单侧轮独立进行上下跳动,见简图单侧悬架可绕与车架的云开(Kaiyun)网站 连接点旋转,实现单侧运动。独立悬架中没有刚性梁,左右车轮各自“独 立”地与车架或车身相连或构成断开式车桥。 独立悬架的优点: 1)非悬挂质量下,悬架所受到并传递给车身的冲击载荷小,有利于提高 汽车的行驶平顺性及轮胎的接地性能; 2)左右车轮的跳动没有直接的相互影响,可减少车身的倾斜和振动; 3)占用横向空间少,便于发动机的布置,可以降低发动机的安装位置, 从而降低汽车的质心位置,有利于提高汽车的行驶稳定性。 4)易于实现驱动轮转向。
提供给车身部件一定的缓冲,减小车身部件的受力。对路面传给车身的振动进行衰 减,提高乘坐舒适性。变线或进弯时对各车轮的受力合理分配,控制车身摆角,提 高操控性。 技术特点: 弹簧减振器有时组合在一起,有时分开布置,满足不同的布置空间需要。 减振器分为双向作用式和单向作用式;充氮气或不充气式。 弹根据簧不同的悬架结构可分为:单片或多片变截面或不变截面钢板弹簧、扭力杆 弹簧、螺旋弹簧、空气弹簧、油气弹簧;稳定杆为一种扭杆弹簧,根据布置空间可 选用空心或非空心的弹簧钢弯制而成。 布置时考虑的因素:
减振器连接点受力较大,此周围部件的强度和刚度应较好。 不同悬架结构的减振器和弹簧在悬架运动时也是要有轻微摆动的,布置时 应注意运动干涉。由于空间的限制,稳定杆可能要弯成各种形状,但要注 意允许的最小半径。
2、悬架类型 a 根据导向机构的结构特点, 非独立悬架和独立悬架两大类。 ● 非独立悬架是左、右车轮
安装的部件众多,如何保证与车身其他部件不产生干涉。 如何云开(Kaiyun)网站布置安装点能够发挥其最佳加强车身刚度和强度的目的
底盘系统的主要传力部件,一般只承受拉压力,为二力杆,同样需要较高 强度和刚度。同样可在一定程度上减少底盘传递给车身的振动 控制车轮轮胎的运动学性能,实现良好的操控性和乘坐舒适性 技术特点: 结构简单,一般为薄板冲压和焊接、厚板切削成型焊接、锻造、铸造, 摆臂所包含的胶套的好坏,直接决定整车的舒适性和一定的操控性,影响 最严重的是摆臂胶套的耐久性。因此设计时,需要进行工程分析,确定摆 角,受力等,并结合台架和道路实验的结果进行优化,最终确定设计方 案,达到需要的刚度、强度和耐久性 布置时考虑的因素: 摆臂为运动部件,布置时必须考虑其运动特性,避免产生运动干涉。若有 缠绕在摆臂上的线束,必须有足够的自由长度,避免运动时受力拉或折断。 若摆臂具有球铰,应考虑对球铰的胶套进行保护,避免碎石或沙粒等击穿。
根杆件组合在一起来控制车 轮位置变化的悬架。当前对 性能要求较高的汽车,尤其 是高档轿车开始越来越多地 使用4连杆式悬架系统和5连 杆式悬架系统。
独立悬架中多采用螺旋 弹簧,因而对于侧向力,垂 直力以及纵向力需加设导向 装置来承受和传递这些力。 因而一些轿车上为减轻车重 和简化结构采用多连杆悬架
麦弗逊悬架将减震器作为引导 车轮跳动的滑柱,螺旋弹簧与其装 与一体。这种悬架将双横臂上臂去 掉并以橡胶做支撑,允许滑柱上端 作少许角位移。内侧空间大,有利 于发动机布置,并降低车子的重心。 车轮上下跳动时主销轴线的角度会 变化,这是因为减震器下端支点随 摆臂摆动。以上问题需要通过调整 杆系布置得到合理解决。
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顿时,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,可使侧向力臂及侧倾力矩小些,车身的侧倾角也会减小。但侧倾中心过高会使车 身倾斜时轮距变化大,加速轮胎的磨损。 (2)车轮定位参数的变化 车轮相对车身上下跳动时,主销内倾角、主销后倾角、车轮外倾角及车轮前束等定位参数会发生变 化,若主销后倾角变化大,容易使转向轮产生摆振:若车轮外倾角变化大,会影响汽车直线行驶稳定 性,同时也会影响轮距的变化和轮胎的磨损速度。 (3)悬架侧倾角刚度 当汽车作稳态圆周行驶时,在侧向力作用下,车厢绕侧倾轴线转动.并特此转动角度称之为车厢侧倾 角。车厢侧倾角与侧倾力矩和悬架总的侧倾角刚度大小有关,并影响汽车的操纵稳定性和平顺性。 (4)横向刚度 悬架的横向刚度影响操纵稳定性,若用于转向袖上的悬架横向刚度小,则容易造成转向轮发生摆振现 象。 (5)、空间尺寸 不同形式的悬架占用的空间尺寸不同,占用横向尺寸大的悬架影响发动机的布置和从车上拆装发动机的困 难程度;占用高度空间小的悬架,则允许行李箱宽敞,而且底部平整、布置油箱容易。因此,悬架占 用的空间尺寸也用来作为评价指标之一。 下表列出了不同形式悬架的特点。
4. 传动系统:包括离合踏板,离合总泵,离合管路,安装在变速器上的离合分泵, 离合器及分离叉,差速器、变速器,等速万向节传动轴,换挡手柄,换挡拉线。
b 按照弹性元件的种类, 钢板弹簧悬架、螺旋弹簧悬架、扭杆弹簧悬架、空 气悬架以及油气悬架等。
滑柱摆臂式后悬架用于前轮 驱动的轿车上。它是麦弗逊后悬 架类似的结构,只是起螺旋弹簧 与减震器是分开布置并置于车架 纵梁下方,节省了悬架对横向空 间的占用,有利于布置宽敞的行 李箱。
4.纵臂式后独立悬架和斜臂式后独立悬架 由平行于汽车行驶方向的纵臂承但导向和传力作用。由于纵臂要承受所有的作用力和力
5)单横臂式独立悬架 单横臂式独立悬架结构简单,侧倾中 心较高,有较强的抗侧倾能力,但当 车轮跳动时会使主销内倾角和车轮外 倾角变化大,故不宜用作前悬架。
保证车轮或车桥与汽车承载系统(车架或承载式车身)之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和 冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称
● 悬架最主要的功能 传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩,并缓和汽车驶过不平路面时所产生的 冲击,衰减由此引起的承载系统的振动,以保证汽车的正常行驶。
●独立悬架 根据导向机构不同:独立悬架客分为:双横臂、麦弗逊、滑柱摆臂式、单横臂、纵臂式、多连杆及。目前
1)双横臂 如图所示为双横臂式独立悬架。上下摆臂不等长,选择长度比例合适,可使车轮和主销的
角度及轮距变化不大。这种独立悬架被广泛应用于轿车前轮上和高通过性越野汽车的前后 悬架上。
横梁(车桥),连接部件(摆臂),弹性阻尼元件(弹簧、减振器、稳定杆),有些 悬架中还有缓冲块和横向稳定杆
横梁(车桥): 主要作用:底盘系统的主要受力部件,受力复杂且需要较高强度和刚度。
一定程度上减少底盘传递给车身的振动辅助增加车身的强度和刚度,提高 底盘的操控性和碰撞的安全性 技术特点:形状复杂,一般需要大型加工设备进行加工(冲压和焊接) 由于受力复杂,因此设计时,需要进行大量的工程分析,并结合台架和道 路实验的结果进行优化,最终确定设计方案,达到需要的刚度、强度和耐 久性。 布置时考虑的因素:与车身仅有一对定位点,需考虑与车身公差之间的相容性。
滑柱的上部通过顶端连接板连 接到车体上,顶端连接板与滑柱轴 承相接。车身重量由车身通过悬架 滑柱支撑,转向后滑柱与转向节一 并旋转。
与双横臂悬架相比,麦弗逊悬 架的特点是可将导向机构及减震装 置集合到一起,将多个零件集成在 一个单元里,结构简单,构成要素 少,易于维护,可以降低簧下重 量,所以车辆行驶性能及乘车舒适 感良好。
多连杆悬架具有良好的 操纵稳定性,可减小轮胎磨 损。这种悬架减震器和螺旋 弹簧不象麦弗逊悬架那样沿 转向节转动。
根可扭转的的弹性梁连 接,而使左右后轮介于 独立悬架的不直接相接 和非独立的悬架的刚性 连接之间,这种悬挂可 看成是近似半独立悬架。