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云开:汽车底盘主要零部件简要介绍和简单布置要素

2025-09-02 03:30

  后悬架由上摆臂总成、下摆臂总成、后上横臂总成、后拉杆总 成、减震器带弹簧总成、横向稳定杆、轮边总成组成,近似看 成可以控制运动速度的四连杆机构。(如下简图)

  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。 ●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。

  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。

  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。

  连车身 连车身 减振器带螺 旋弹簧总成 传动轴总成 连转向管柱 连变速器

  前悬架由上摆臂总成、下摆臂总成、控制臂总成、减震器带弹 簧总成、横向稳定杆、轮边总成组成,近似看成可以控制运动 速度的四连杆机构。(如下简图)

  弹性、减振 阻尼元件 前悬架同时具有转向的功能,通过转向拉杆向左或向右的 运动,推动车轮绕主销向左或向右的转动,实现转向功能。

  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 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。

  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。

  ● 非独立悬架是左、右车轮 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。

  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

  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。

  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 矩,在结构上必须保证具有足够的强度和刚度。

  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。

  ●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。

  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。

  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。 ● 悬架基本组成

  悬架参数通过影响转向时车轮载荷转移、车轮跳动或车身侧倾时车轮定位角的变化以及悬 架与转向杆系的运动干涉和整体桥的轴转向等方向影响 ●影响纵向稳定性 汽车在制动或加速行驶时,出于惯性力的作用会造成轴荷转移,并伴随前、后悬架的变形, 表现为制动时的“点头抬尾”和驱动加速时的“仰头垂尾”。

  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。

  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,再加之不可避免的采用焊接结构,影响横梁的强度和寿命。

  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。

  (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。

  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。

  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:

  (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。

  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。

  相对于前悬架,后悬架的后上横臂总成的安装位置进行变 化,同时增加后拉杆总成,使后车轮只能进行上下跳动, 不可以象前轮一样转向。但是在高速转向时由于车身侧倾, 使后悬架左右压缩量不同,会使两个车轮同时向左(向左 转向时)或向右(向右转向时)偏转一定的角度,这就是 这种悬架产生的“随动转向”。它的优点会在后面进行说 明。高速转弯时,后悬架会产生“随动转向” ,由于这一 辅助转向相当于减小前轮的转向角,使整车减少过度转向 的趋势, 避免进入危险行驶状况

  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。

  左右后轮之间用一 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。

  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;

  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,受力复杂且需要较云开官网高强度和刚度。

  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。