1、第14講 典型懸架 ·非獨立懸架·獨立懸架·平衡懸架與主動懸架上一講              回本章             下一講 ·一、非獨立懸架·非獨立懸架與整體式車橋配用·一般載貨汽車均采用鋼板彈簧作為彈性元件的非獨立懸架，因鋼板彈簧既有緩沖、減振的功能，又起傳力和導向

2、的作用，使得懸架結構大為簡化。·而采用螺旋彈簧或氣體彈簧則需要有較復雜的導向機構。1、縱置板簧式非獨立懸架（1）結構分析·在板簧式非獨立懸架中，鋼板彈簧一般是縱向安置，它與車橋的連接絕大多數是用兩個u形螺栓，將鋼板彈簧的中部剛性地固定在車橋上部。鋼板彈簧兩端通過鋼板彈簧銷與車架支座活動鉸接，以起傳力和導向作用。·由于載貨汽車后懸架載質量變化較大，為了保持懸架的頻率不變或變化不大，廣泛地在后懸架中采用后副鋼板彈簧總成。·副鋼板彈簧總成一般裝在主鋼板彈簧總成上方，當后懸架負荷較小時，僅由主鋼板彈簧起作用。在負荷增加到一定程度時，副鋼板彈簧總成與車架上的支架接

3、觸，開始起作用。此時，主、副鋼板彈簧一起工作，一起承受載荷而使懸架剛度增大，保證車身振動頻率不致因載荷增加而變化過大。（2）鋼板彈簧的構造·鋼板彈簧由若干長度不等、等寬等厚（厚度也可不等）的彈簧鋼片迭成，構成整體上近似于等強度的彈性梁? 最長的第一片稱為主片，兩端有卷耳·自由狀態下鋼片曲率半徑不同，下片小于上片? 多片鋼板由中心螺栓和若干鋼板夾連在一起·鋼片之間須涂上較稠的石墨潤滑脂（3）鋼板彈簧與車架連接結構型式·鋼板彈簧變形時，為保證車架兩端與鋼板彈簧連接的卷耳間的距離有伸縮的余地彈簧后端與車架的連接通常采用了以下幾種結構型式：1)吊耳支架式，解放C

4、Al091型載貨汽車前懸架采用；2)滑板支承式，東風EQl090E型載貨汽車前懸架采用；3)橡膠塊支承式，一汽早期生產的25t越野汽車前懸架采用（4）鋼板彈簧非獨立懸架的結構特點·鋼板彈簧一般安裝在非獨立懸架上，沿汽車縱向放置·鋼板彈簧中部用U型螺栓通過上下蓋板和下托板與車橋固定連接，前端卷耳用銷子與支架相連·后端卷耳通過銷子與車架上的擺動吊耳相連，形成活動鉸鏈支點，保證彈簧變形時兩端卷耳間的距離有改變的可能·有的鋼板彈簧后端與車架之間采用滑板式連接滑板式連接結構簡單，拆裝方便，不須潤滑，廣泛應用于貨車·貨車后懸架所受載荷因汽車裝載量不同在很大

5、范圍內變化，要求懸架剛度可變，一般采用加副彈簧2、螺旋彈簧非獨立懸架·螺旋彈簧本身沒有減振作用，并且只能承受垂直載荷，所以螺旋彈簧懸架中必須另裝減振器和導向機構·螺旋彈簧非獨立懸架一般只用作轎車的后懸架。下圖所示為一汽奧迪100型汽車后懸架一汽奧迪100型汽車后懸架的構造·減振器下端是吊耳和后橋相連。減振器的外面裝有防塵罩， 螺旋彈簧就固定在彈簧上、下座。 減振器的活塞桿由彈簧上座和彈簧上座橡膠支承中間的通孔穿出，活塞桿上部固定在彈簧上座上。彈簧上座法蘭 固定在和車身相連的連接件上。·后懸架中，導向元件的橫向推力桿，下連后橋，上連車身，用來傳通車橋和車身

6、之間的橫向作用力及其力矩。·加強桿也是下連車橋，上連車身，此桿的作用是加強橫向椎力桿的安裝強度，并可減輕車重和使車身受力均勻。3、空氣彈簧非獨立懸架·空氣彈簧非獨立懸架可以滿足調節車身高度的要求。空氣彈簧只承受垂直載荷，縱向力和橫向力由懸架中的縱向和橫向的推力桿來傳遞。為了減振，還需要加設減振器。1)結構·左圖中囊式空氣彈簧的上下端分別固定在車架和車橋上。從壓氣機產生的壓縮空氣 進入貯氣筒。 儲氣罐 通過管路與兩個空氣彈簧相通。儲氣罐和空氣彈簧中的空氣壓力由車身高度控制閥控制。2）特點·空氣彈簧和螺旋彈簧一樣只能傳遞垂直力；其縱向力和橫向力及其力矩也是由

7、縱向推力桿和橫向推力桿來傳遞。·采用空氣彈簧懸架時，可以通過車身高度控制閥來改變空氣彈簧內的空氣壓力，從而自動調節車身高度，以保證車身高度不因載荷變化而變化。4、油氣彈簧非獨立懸架·油氣彈簧固定在前橋上的支架 和縱梁上的支架上。·上、下兩縱向椎力桿構成平行四邊形，既可傳遞縱向力和力矩，又可保證車輪上下跳動時主銷后傾角不變，有利于汽車操縱的穩定性。·橫向推力桿裝在左側縱梁與前橋右側的支架上傳遞側向力。·在兩縱梁下面裝有緩沖塊，以避免在很大的沖擊載荷下前橋直接碰撞車架。·采用油氣彈簧的非獨立懸架具有變剛度特性，特別適用在 大型自卸汽車上。

8、二、獨立懸架·獨立懸架的結構特點是兩側的車輪各自獨立地與車架或車身彈性連接。與非獨立懸架相反，獨立懸架很少用鋼板彈簧作為彈性元件，而多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧作為彈性元件，因而具有導向機構。·獨立懸架具有的優點懸架彈性元件的變形在一定的范圍內，兩側車輪可以單獨運動而互不影響，這樣可減少車架和車身在不平道路上行駛時的振動，而且有助于消除轉向輪不斷偏擺的現象。減輕了汽車上 非簧載質量，從而減小了懸架所受到的沖擊載荷，可以提高汽車的平均行駛速度。由于采用斷開式車橋，發動機位置可降低和前移并使汽車重心下降，有利于提高汽車行駛的穩定性。同時能給予車輪較大的上下運動空間，懸架剛度可設計得

9、較小，使車身振動頻率降低，以改善行駛平順性。可保證汽車在不平道路上行駛時，車輪與路面有良好的接觸，增大了驅動力。具有特殊要求的某些越野汽車采用獨立懸架后，可增大汽車的離地間隙，提高了汽車的通過性能。·獨立懸架的類型獨立懸架按車輪的運動形式可分為三種類型：橫臂式獨立懸架、縱臂式獨立懸架燭式和麥弗遜式懸架1、橫臂式獨立懸架 ·車輪在汽車橫向平面內擺動的懸架。·橫臂式獨立懸架分為單橫臂式獨立懸架和雙橫臂式獨立懸架兩種(1)單橫臂式獨立懸架1）結構·后橋半軸套管斷開，主減速器的左側有一個單鉸鏈，半軸可繞其擺動·在主減速器上面安裝著可調節車身水平位置的油

10、氣彈性元件，它和螺旋彈簧一起承受并傳遞垂直力。·縱向推力桿主要承受車輪上的縱向力。·中間支承不僅可承受側向力，而且還可以部分地承受縱向力。·當車輪上下跳動時，為避免干涉，其縱向推力桿的前端用球鉸鏈與車身連接2）單橫臂式獨立懸架的特點·采用單橫臂式獨立懸架的車輪上下運動時，車輪平面將產生傾斜而改變輪距的大小；·并使主銷內傾角及車輪外傾角均發生較大變化。·輪距變化使輪胎產生橫向滑移，破壞輪胎與地面的附著·很少在轉向輪中采用。(2)雙橫臂式獨立懸架·懸架的兩個橫臂長度可以相等，也可以不等。1）等臂長的雙橫臂式獨立懸架在車

11、輪上下跳動時，雖然車輪平面不發生傾斜，卻會使輪距發生較大的變化。這將使車輪產生橫向滑移。2）不等臂長的雙橫臂式獨立懸架·不等臂長的雙橫臂式獨立懸架若兩臂長度選擇合適，則可以使主銷角度與輪距的變化均不過大·不等長的雙橫臂式獨立懸架在轎車的前輪上應用較為廣泛。3）典型的不等長雙橫臂式獨立懸架·典型的不等長雙橫臂式獨立懸架。上橫臂和下橫臂為不等長橫臂螺旋彈簧與減振器位于上、下橫臂之間。2、縱臂式獨立懸架·車輪在汽車縱向平面內擺動的懸架(1)單縱臂式獨立懸架·單縱臂式獨立懸架在車輪上下運動時，主銷后傾角會產生很大變化·一般不用在前懸架中。&#

12、183;當車輪跳動時，縱臂以套管的軸線為中心擺動，使扭桿彈簧產生扭轉變形，以緩和不平路面產生的沖擊。 (2)雙縱臂式獨立懸架·懸架的兩個縱臂長度一般做成相等，形成平行四連桿機構。這樣可使車輪上下運動時，主銷后傾角不變，因而這種型式的懸架適用于轉向輪。·雙縱臂扭桿彈簧式前獨立懸架的兩根縱臂的后端與轉向節鉸接，前端則通過各自的擺臂軸支承在車架橫梁內部。擺臂軸與縱臂剛性地連接，扭桿彈簧外端插入擺臂軸的矩形孔內，中部用螺釘使之與管形橫梁相固定。這種懸架兩側車輪共用兩根扭桿彈簧。3、燭式和麥弗遜式懸架·燭式和麥弗遜式懸架：車輪沿主銷移動的懸架（1）燭式獨立懸架·車

13、輪沿固定不動的主銷軸線移動1）燭式獨立懸架的結構特點·燭式獨立懸架主銷剛性地固定在車架上，轉向輪、轉向節則裝在套筒上。·懸架的主銷定位角不變化，使汽車轉向操縱及行駛穩定性較好。·側向力全部由套在主銷上的套筒和主銷承受，套筒與主銷之間的摩擦阻力大，磨損嚴重。（2）麥弗遜式獨立懸架·車輪沿擺動的主銷軸線移動的。1）麥弗遜式懸架的結構·懸架橫擺臂以球鉸鏈與轉向節相連接外面套有螺旋彈簧的減振器上端通過螺栓與橡膠墊圈與車身相連接，下端固定在轉向節上。主銷的軸線為上下鉸鏈中心的聯線。2）麥弗遜式獨立懸架的工作特點·當車輪上下跳動時，因減振器下支點

14、隨橫擺臂擺動，故主銷軸線的角度是變化的，顯然車輪是沿著擺動的主銷軸線運動。·懸架變形時，使主銷的定位角和輪距都有些變化。合理地調整桿系的布置，可使車輪的這些定位參數變化極小。·懸架的突出優點是兩前輪內側空間較大，便于發動機等機件的布置。·一汽奧迪loo、捷達高爾夫及上海桑塔納型轎車均采用麥弗遜式獨立懸架。·三、平衡懸架與主動懸架1、多軸汽車的平衡懸架（1）采用原因·多軸汽車的全部車輪如若都單獨剛性地懸掛在車架上車輪對地面的附著力小甚至等于零。·轉向車輪將使汽車操縱能力大大降低以致失去操縱；驅動車輪不能產生足夠的(甚至為零)驅動力；此外

15、，會發生車橋及車輪超載的危險。（2）多軸汽車平衡懸架·多軸汽車的平衡懸架：將兩個車橋(如三軸汽車的中橋和后橋)裝在兩根平衡桿的兩端，而將平衡桿中部與車架鉸鏈 。（3）鋼板彈簧平衡懸架的結構·鋼板彈簧平衡懸架在三軸和四軸越野汽車中獲得了普遍的應用。下圖為汽車的中、后驅動橋平衡懸架（4）平衡懸架的特性·采用平衡懸架，可使中、后橋形成一個總支承機構，能連同鋼板彈簧一起繞心軸轉動。·鋼板彈簧變形時，中、后橋能各自單獨移位，適應行駛在不平道路上的需要。·在中、后橋載荷平均分配的條件，增強了汽車的行駛性能。2、主動懸架 ·從控制力的角度劃分，懸架

16、可分為被動懸架，半主動懸架和主動懸架。 ·目前，大多數汽車的懸架系統裝有彈簧和減振器，懸架系統內無能源供給裝置，其彈性和阻尼不能隨外部工況變化，因此稱這種懸架是被動懸架。 ·主動懸架有作為直接力發生器的動作器，可以根據輸入與輸出進行最優的反饋控制，使懸架有最好減震特性，以提高汽車的平順性和操縱穩定性。它由彈性元件C和一個力發生器Fe組成。 ·半主動懸架可看作由可變特性的彈簧和減振器組成的懸架系統，雖然它不能隨外界的輸入進行最優的控制和調節，但它可按存儲在計算機的各種條件下最優彈簧和減振器的優化參數指令來調節彈簧的剛度和減振器的阻尼狀態。它由彈性元件C和一個一個阻尼

17、系數能在較大范圍內調節的阻尼器組成。 ·電子技術控制汽車懸架系統主要由（車高、轉向角、加速度、路況預測）傳感器、電子控制ECU、懸架控制的執行器等組成。系統的控制功能通常有以下三個： 1）車高調整 ·當汽車在起伏不平的路面行駛時，可以使車身抬高，以便于通過；在良好路面高速行駛時，可以降低車身，以減少空氣助力，提高操縱穩定性。 2）阻尼力控制 ·用來提高汽車的操縱穩定性，在急轉彎、急加速和緊急制動情況下，可以抑制車身姿態的變化。 3）彈簧剛度控制 ·改變彈簧剛度，使懸架滿足運動或舒適的要求。 ·采用主動式懸架后，汽車對側傾、俯仰、橫擺跳動和車身的

18、控制都能更加迅速、精確，汽車高速行駛和轉彎的穩定性提高，車身側傾減少。制動時車身前俯小，啟動和急加速可減少后仰。即使在壞路面，車身跳動也較少，輪胎對地面的附著力提高。 （1）主動式液壓懸架·電子控制的主動式液壓懸架能根據懸架的質量和加速度等，利用液壓部件主動地控制汽車的振動。·主動式液壓懸架在轎車上的布置如圖所示，在汽車重心附近安裝有縱向、橫向加速度和橫擺陀螺儀傳感器，用來采集車身振動、車輪跳動、車身高度和傾斜狀態等信號，這些信號被輸入到控制單元ECU，ECU根據輸入信號和預先設定的程序發出控制指令，控制伺服電機并操縱前后四個執行油缸工作。 （2）主動式空氣懸架 ·在電子控制的主動式空氣懸架系統中，微機根據傳感器送來的信號和駕駛員給予的控制模式經過運算分析后向懸架發出指令，懸架可以根據微機給出的指令改變懸架剛度和阻尼系數，是車身在行駛過程中保持良好穩定性能，并且將車身的振動響應控制在允許的范圍內。一般說來，主動式空氣懸架的控制內容包括車身高度、減振器衰減力、彈簧彈性系數等三項； 1）車高的控制；分標準、升高和只升高后輪三種工作狀態； 2）減震器的衰減力控制分低、