1、汽車(chē)底盤(pán)構(gòu)造一、概述 1、定義 車(chē)架（或承載式車(chē)身）與車(chē)橋（或車(chē)輪）之間的一切傳力連接裝置的總稱(chēng)。 2、功用 保證車(chē)輪與地面的附著； 傳遞載荷（車(chē)輪與車(chē)架間）； 緩和沖擊，衰減振動(dòng)； 保持行駛中車(chē)輪、車(chē)身運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。 3、組成 彈性元件、減振器、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、橫向穩(wěn)定器。 彈性元件-傳遞垂直載荷，緩和沖擊； 減振器-加速衰減車(chē)身的振動(dòng)第十一章 懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)-傳遞縱向力,側(cè)向力及其力矩，保證車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)軌跡。 橫向穩(wěn)定器-防止車(chē)身在轉(zhuǎn)向行駛等情況下發(fā)生過(guò)大的橫向傾斜，在懸架中加設(shè)的輔助性元件。 4、懸架系統(tǒng)的固有頻率步行速度步行速度: 0.75m / 步步, 3-4

2、km/h振振 動(dòng)動(dòng): 65-85次次 / 分分, 1.081.4Hz 懸架系統(tǒng)自振頻率懸架系統(tǒng)自振頻率n 11.6Hzk-懸架剛度懸架剛度M-簧載質(zhì)量簧載質(zhì)量n = 1/(2 ) K / M =1/(2 ) g / f第十一章懸架系統(tǒng) g：重力加速度； f：懸架垂直變形（撓度）； K：懸架剛度（不一定等于彈性元件的剛度），指使車(chē)輪中心相對(duì)于車(chē)架和車(chē)身向上移動(dòng)的單位距離（懸架產(chǎn)生單位垂直壓縮變形）所需加于懸架上垂直載荷。 M：懸架簧載質(zhì)量，被懸掛系統(tǒng)支承的所有汽車(chē)零件的質(zhì)量。補(bǔ)充：非簧載質(zhì)量：簧下質(zhì)量，不是由懸掛系統(tǒng)支承的那些汽車(chē)部件質(zhì)量，而是直接由輪胎和車(chē)輪總成支承，并隨車(chē)輪一起運(yùn)動(dòng)的這部分的

3、質(zhì)量。第十一章懸架系統(tǒng) 人習(xí)慣的垂直振動(dòng)頻率是步行時(shí)身體上下運(yùn)動(dòng)的頻率，約為1-1.6Hz。人最敏感的加速度頻率范圍：垂直振動(dòng)頻率：4-8Hz，水平振動(dòng)頻率：2Hz以下。 當(dāng)M上升則K上升，這樣才能保證n為常數(shù)，懸架為變剛度懸架。 若K為一定，若M上升則f上升，此時(shí)n會(huì)下降。說(shuō)明空車(chē)行駛車(chē)身自然振動(dòng)頻率比滿(mǎn)載行駛時(shí)的要高。 M一定時(shí)，K越小，n越低，但垂直變形越大。 為了使簧載質(zhì)量從相當(dāng)于汽車(chē)空載到滿(mǎn)載的范圍內(nèi)變化時(shí)，車(chē)身自然振動(dòng)頻率保持不變或變化很小就需要將懸架剛度做成可變的，即空車(chē)時(shí)懸架剛度小，而載荷增加時(shí)，懸架剛度隨之增加。 K=Mg / f第十一章懸架系統(tǒng)5、懸架分類(lèi) 按結(jié)構(gòu)特征分：

4、非獨(dú)立懸架：兩側(cè)車(chē)輪由一整體式車(chē)橋相連，車(chē)輪和車(chē)橋一起通過(guò)彈性懸架懸掛在車(chē)架下面； 獨(dú)立懸架：每一側(cè)的車(chē)輪單獨(dú)地通過(guò)彈性懸架懸掛在車(chē)架下，車(chē)橋是斷開(kāi)的； 從彈性元件分： 螺旋彈簧懸架、鋼板彈簧懸架、扭桿彈簧懸架、氣體彈簧懸架；被動(dòng)懸架、半主動(dòng)懸架、主動(dòng)懸架（根據(jù)使用狀態(tài)，固定和調(diào)整懸架參數(shù)，一般由電腦改變剛度和阻尼）。 第十一章懸架系統(tǒng)非獨(dú)立懸架非獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架第十一章懸架系統(tǒng) 二二、彈性元件 1、分類(lèi)： 金屬?gòu)椈桑轰摪鍙椈伞⒙菪龔椈伞⑴U彈簧 非金屬?gòu)椈桑簹怏w彈簧、橡膠彈簧。 2、鋼板彈簧 分類(lèi)：多片式、少片式、變斷面式； 對(duì)稱(chēng)式、非對(duì)稱(chēng)式。 斷面形式：梯形、雙槽形、單槽形。 開(kāi)槽

5、為了平衡上下抗拉和抗壓的能力，減少M(fèi)。第十一章懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：鋼板彈簧、中心螺栓、彈簧夾 鋼板彈簧是應(yīng)用最廣泛。最常用的是若干片不等長(zhǎng)（厚度可等可不等）的合金彈簧片組成的近似等強(qiáng)度彈性梁。除了能承受垂直載荷外，各彈簧間的摩擦起一定減振作用，鋼板彈簧還兼導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作用。缺點(diǎn)： 彈簧間的摩擦是不利的，有噪聲，需潤(rùn)滑防污，質(zhì)量大。（改進(jìn)：用單片或少片變截面鋼板彈簧）。 一定的摩擦能促進(jìn)振動(dòng)的衰減，但各片間的干摩擦降低了懸架緩和沖擊的能力，加劇磨損，故片間要加較稠潤(rùn)滑劑。要定期保養(yǎng)。 鋼板彈簧作導(dǎo)向機(jī)構(gòu)時(shí)，摩擦作用起到一定的減振作用，為了消除噪聲，可在簧片間加塑料墊片。第十一章懸架系統(tǒng)第五節(jié) 懸架系統(tǒng)

6、第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng) 3、螺旋彈簧 廣泛用于獨(dú)立懸架。剛度不可變。 優(yōu)點(diǎn)：無(wú)需潤(rùn)滑，不忌泥污，安裝所需縱向空間不大，這樣可給轉(zhuǎn)向輪很大空間，彈簧本身質(zhì)量小。 缺點(diǎn)：只能承受垂直載荷，且無(wú)減振作用，故需另設(shè)導(dǎo)向和減振機(jī)構(gòu)。 4、扭桿彈簧 一端固定在車(chē)架上，另一端固定在懸架的擺臂上。 優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量小，無(wú)需潤(rùn)滑，可調(diào)節(jié)車(chē)身高度，懸架剛度可變(結(jié)合導(dǎo)向機(jī)構(gòu))； 缺點(diǎn)：加工復(fù)雜，無(wú)阻尼導(dǎo)向作用。左右不能互換。（扭簧出廠(chǎng)時(shí)加設(shè)預(yù)加扭力，扭力方向與實(shí)際工作承受扭轉(zhuǎn)方向相同，這樣減少工作時(shí)的實(shí)際應(yīng)力）第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)5、氣體彈簧 分類(lèi)：空氣彈簧、油氣彈簧 空氣彈簧（囊式空氣彈簧，膜式

7、空氣彈簧） 油氣彈簧（單氣室式，雙氣室式，兩極壓力室） 單氣室式油氣彈簧（油氣分隔式，油氣不分隔式） 優(yōu)點(diǎn)：彈簧剛度可變。載荷增加，剛度大；載荷減少，剛度小，易實(shí)現(xiàn)對(duì)汽車(chē)懸架的控制。 缺點(diǎn)：高度尺寸較大，難布置，密封環(huán)節(jié)多，易漏氣。 6、橡膠彈簧 利用橡膠本身的彈性來(lái)起彈性元件的作用。 優(yōu)點(diǎn)：可承受壓縮與扭轉(zhuǎn)載荷。單位質(zhì)量的儲(chǔ)能比金屬?gòu)椈傻亩啵粢粜阅芎茫杉嬗米鲬壹芨睆椈珊途彌_塊。 缺點(diǎn)：不能承受拉伸載荷，不能用作導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)空氣彈簧，剛度可變，調(diào)整車(chē)身高度。空氣彈簧，剛度可變，調(diào)整車(chē)身高度。第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)三、減振器 為加速車(chē)架

8、與車(chē)身振動(dòng)的衰減，以改善汽車(chē)的行駛平順性，在大多數(shù)汽車(chē)的懸架系統(tǒng)內(nèi)都裝有減振器。減振器和彈性元件是并聯(lián)安裝的。 分為雙向作用式減振器和單向作用式減振器。1、液力減振器的基本原理 當(dāng)車(chē)架和車(chē)橋做往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，而活塞在缸筒內(nèi)往復(fù)移動(dòng)時(shí)，減振器殼內(nèi)的油液反復(fù)從一個(gè)內(nèi)腔通過(guò)一些窄小的孔隙流入另一腔，孔壁與油液間的摩擦與液體分子內(nèi)摩擦形成對(duì)振動(dòng)的阻尼力，使車(chē)身和車(chē)架的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能，被油液和減振器殼體吸收，散到大氣中。 減振器的阻尼力的大小隨車(chē)架與車(chē)橋(或車(chē)輪)的相對(duì)速度的增減而增減，并且與油液粘度有關(guān)。第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)2、對(duì)減振器的要求 減振器的阻尼力愈大，振動(dòng)消除得愈快，但卻使并聯(lián)

9、的彈性元件的作用不能充分發(fā)揮，同時(shí)，過(guò)大的阻尼力還可能導(dǎo)致減振器連接零件及車(chē)架損壞。為解決彈性元件與減振器之間的這一矛盾，對(duì)減振器提出如下要求： 在懸架壓縮行程（車(chē)橋車(chē)架相互移近）內(nèi)，減振器阻尼力應(yīng)較小，以便充分利用彈性元件的彈性，緩和沖擊； 在懸架伸張行程減振器阻尼力應(yīng)大，迅速減振。 當(dāng)車(chē)輪（車(chē)橋）與車(chē)架的相對(duì)速度過(guò)大時(shí)，減振器應(yīng)能自動(dòng)加大液流通道截面積，使阻尼力始終保持在一定限度范圍內(nèi)，避免承受過(guò)大的載荷。第十一章懸架系統(tǒng)3、雙向作用筒式減振器 構(gòu)成：上工作腔、下工作腔、儲(chǔ)油腔、伸張閥、流通閥、壓縮閥、補(bǔ)償閥、活塞。 l油壓和簧力同向時(shí)，閥關(guān)閉；油壓和簧力反向時(shí)，閥開(kāi)啟。 l伸張閥和壓縮閥

10、彈簧較強(qiáng)，預(yù)緊力大，是卸載閥（只有當(dāng)油壓增加到一定程度，閥才能開(kāi)啟，而當(dāng)油壓減低到一定程度，閥自動(dòng)關(guān)閉）；流通閥和補(bǔ)償閥彈簧弱，是一般的單向閥。第十一章懸架系統(tǒng)（1）壓縮行程：當(dāng)車(chē)輪滾上凸起或駛離凹坑時(shí)，工作缸筒上升，相應(yīng)的活塞下移，減振器受壓，下腔體積減少，油液經(jīng)流通閥進(jìn)入上腔，由于活塞桿的存在，上腔內(nèi)增加的容積小于下腔減少的容積，故一部分油經(jīng)壓縮閥流回儲(chǔ)油缸。 （2）伸張行程：車(chē)輪滾進(jìn)凹坑或駛離凸起時(shí)，同理，減振器受拉，活塞向上移動(dòng)。上腔油壓升高，流通閥關(guān)閉。上腔油液經(jīng)伸張閥4流入下腔。同樣，由于活塞桿的存在，來(lái)自上腔和油不夠充滿(mǎn)下腔增加的容積，產(chǎn)生一定的真空度，此時(shí)打開(kāi)補(bǔ)償閥7。閥以及一

11、些常通的縫隙的節(jié)流作用造成懸架伸張運(yùn)動(dòng)的阻尼力。第十一章懸架系統(tǒng) 伸張閥彈簧剛度和預(yù)緊力比壓縮閥的大，在同樣的油壓下，伸張閥和補(bǔ)償閥常通孔截面積之和小于流通閥+壓縮閥+常通孔截面積之和。這保證了減振器在伸張行程內(nèi)的阻尼力比壓縮行程產(chǎn)生的阻尼力大的多。 壓縮閥的節(jié)流作用應(yīng)隨活塞運(yùn)動(dòng)速度而變化。當(dāng)活塞速度很慢（車(chē)架車(chē)身振動(dòng)很慢）時(shí)，油壓不足以克服壓縮閥的彈簧力，此時(shí)多余部分的油通過(guò)常通的縫隙流回儲(chǔ)油缸；活塞速度很大時(shí)（車(chē)身劇振），油壓劇增，打開(kāi)壓縮閥，油在很短時(shí)間內(nèi)通過(guò)大通道流回儲(chǔ)油缸，使油壓和阻尼力不超過(guò)一定限度。同樣伸張過(guò)程阻尼力隨速度的變化保持在一定限度內(nèi)。第十一章懸架系統(tǒng)四、非獨(dú)立懸架非獨(dú)

12、立懸架因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，而被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)的前后懸架，而轎車(chē)中僅用于后橋。1、類(lèi)型：鋼板彈簧、螺旋彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧非獨(dú)立懸架。2、鋼板彈簧非獨(dú)立懸架彈簧支承方式：固定卷耳、活動(dòng)吊耳、滑板支承、橡膠支承類(lèi)型：縱置板簧式非獨(dú)立懸架，用于一般的前后懸架；主副鋼板彈簧并聯(lián)式縱置板簧式非獨(dú)立懸架，一般用于貨車(chē)后懸架，適應(yīng)載荷大幅度變化，如EQ1090E第十一章懸架系統(tǒng)非獨(dú)立懸架非獨(dú)立懸架第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)漸變剛度鋼板彈簧第十一章懸架系統(tǒng)漸變剛度鋼板彈簧式縱置板簧式非獨(dú)立懸架，也是由主副彈簧組成，副簧是逐漸起作用，懸架剛度變化較平

13、穩(wěn)，改善了行駛平順性。 鋼板彈簧不僅起到彈性元件作用，還起到導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作用。 主副彈簧布置形式：上置副簧、下置副簧3、螺旋彈簧非獨(dú)立懸架 一般只用于轎車(chē)的后懸架，同時(shí)需導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。4、空氣/油氣彈簧非獨(dú)立懸架 容易實(shí)現(xiàn)車(chē)身高度的調(diào)節(jié)，主要特點(diǎn)是懸架具有可變剛度特性。第十一章懸架系統(tǒng)五、獨(dú)立懸架 隨著汽車(chē)速度的不斷提高，非獨(dú)立懸架已不能滿(mǎn)足行駛平順性和操縱穩(wěn)定性等方面提出的要求。因此獨(dú)立懸架獲得了很大的發(fā)展。獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)的車(chē)輪各自獨(dú)立地與車(chē)架或車(chē)身彈性連接。 優(yōu)點(diǎn)： （1）在懸架彈性元件一定的變形范圍內(nèi)，兩側(cè)車(chē)輪可以單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，互不影響，在不平路上行駛時(shí)可減少車(chē)架和車(chē)身的振動(dòng)，有助于消除轉(zhuǎn)

14、向輪不斷偏擺的不良現(xiàn)象； （2）減少了汽車(chē)的非簧載質(zhì)量。在道路條件和車(chē)速條件相同的情況下，非簧載質(zhì)量愈小，則懸架所受的沖擊載荷愈小，可提高汽車(chē)的平均行駛速度；第十一章懸架系統(tǒng)（3）采用斷開(kāi)式橋，發(fā)動(dòng)機(jī)總成的位置可降低和前移，使汽車(chē)重心降低，提高汽車(chē)行駛穩(wěn)定性；（4）某些越野車(chē)全部使用獨(dú)立懸架，可使車(chē)輪與路面良好接觸。（5）可提高汽車(chē)的離地間隙，提高通過(guò)性。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高。一般情況下，車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)由于車(chē)輪外傾角與車(chē)距變化較大，輪胎磨損嚴(yán)重。1、分類(lèi)（按車(chē)輪運(yùn)動(dòng)形式） 1)車(chē)輪在汽車(chē)橫向平面內(nèi)擺動(dòng)的懸架(橫臂式獨(dú)立懸架) 2)車(chē)輪在汽車(chē)縱向平面內(nèi)擺動(dòng)的懸架(縱臂式獨(dú)立懸架) 3)車(chē)輪沿

15、主銷(xiāo)移動(dòng)的懸架，其中包括：燭式懸架和麥弗遜式懸架(滑住連桿式懸架) 4) 車(chē)輪在汽車(chē)的斜向平面內(nèi)擺動(dòng)（單斜臂式獨(dú)立懸架）第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)2、橫臂式獨(dú)立懸架單橫臂式獨(dú)立懸架：車(chē)輪平面傾斜，改變輪距，會(huì)使輪胎產(chǎn)生側(cè)向滑移，并影響車(chē)輪外傾或主銷(xiāo)內(nèi)傾角特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊且布置方便等，多用于車(chē)速不太高的重型越野車(chē)上。雙橫臂式獨(dú)立懸架：等長(zhǎng)：等長(zhǎng)的擺臂在上下跳動(dòng)時(shí)，輪距變化很大，增加了車(chē)輪側(cè)滑的可能性。不等長(zhǎng)：如設(shè)計(jì)得當(dāng)，可使車(chē)輪和主銷(xiāo)的角度以及輪距變化都很小（紅旗CA7560型轎車(chē)的前懸架）。第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：（1）采用球頭結(jié)構(gòu)代替主銷(xiāo)，無(wú)主銷(xiāo)式。上下球頭銷(xiāo)的連

16、心線(xiàn)相當(dāng)于主銷(xiāo)軸線(xiàn)，轉(zhuǎn)向輪即繞此軸線(xiàn)偏轉(zhuǎn)；（2）主銷(xiāo)后傾角由移動(dòng)上擺臂在擺臂軸上的位置來(lái)調(diào)整；（3）前輪外傾角由加在擺臂軸與固定支架間的調(diào)整墊片調(diào)整；（4）主銷(xiāo)內(nèi)傾角和車(chē)輪外傾角的關(guān)系被轉(zhuǎn)向節(jié)結(jié)構(gòu)所確定，故調(diào)整外傾角后，主銷(xiāo)內(nèi)傾角自然正確。第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng) 3、縱臂式(國(guó)外又叫拖曳式)單縱臂式獨(dú)立懸架：不用在轉(zhuǎn)向輪上，影響主銷(xiāo)后傾角。雷諾-5轎車(chē)后懸架，一般配有扭桿減振器；雙縱臂式獨(dú)立懸架：等長(zhǎng)，保持后傾角不變，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。4、車(chē)輪沿主銷(xiāo)移動(dòng)的懸架燭式懸架：車(chē)輪沿固定不動(dòng)的主銷(xiāo)軸線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，定位參數(shù)變化不大，適于轉(zhuǎn)向輪。側(cè)向力由主銷(xiāo)上的長(zhǎng)套筒與主銷(xiāo)承受，主銷(xiāo)磨損嚴(yán)重，

17、目前較少采用。麥弗遜式（滑柱連桿式）懸架：車(chē)輪沿?cái)[動(dòng)的主銷(xiāo)軸線(xiàn)移動(dòng)，增加了兩前輪內(nèi)側(cè)的空間，便于發(fā)動(dòng)機(jī)和其他機(jī)件的布置。Audi100，桑塔納等第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)第五節(jié) 懸架系統(tǒng)螺旋彈簧螺旋彈簧減振器減振器轉(zhuǎn)向節(jié)轉(zhuǎn)向節(jié)滑柱式滑柱式(Mac Pherson Type)-麥弗遜式麥弗遜式第十一章懸架系統(tǒng)第十一章 懸架系統(tǒng) 5、斜臂式獨(dú)立懸架（自學(xué)）兼具單橫臂和單縱臂式的特點(diǎn)，多用于后輪驅(qū)動(dòng)汽車(chē)的后懸架上（寶馬5系，福特sierra等）六、橫向穩(wěn)定器 減少側(cè)傾，增大側(cè)傾剛度，來(lái)調(diào)整汽車(chē)的轉(zhuǎn)向特性（不足、過(guò)度和中性轉(zhuǎn)向），由于現(xiàn)代汽車(chē)的懸架一般較軟，在高速轉(zhuǎn)向時(shí)，車(chē)身會(huì)產(chǎn)生很大的很向傾斜

18、和橫向角振動(dòng)，為減少橫向傾角，一般在懸架中添加橫向穩(wěn)定器桿式橫向穩(wěn)定器，工作原理類(lèi)似于扭桿彈簧。七、多軸汽車(chē)的平衡懸架（自學(xué)） 為避免車(chē)輪懸空或車(chē)輪間的垂直載荷分配比例變化很大兩個(gè)缺點(diǎn)，采用了多軸汽車(chē)的平衡懸架。 第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)第十一章懸架系統(tǒng)八、主動(dòng)懸架和半主動(dòng)懸架 傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)，其剛度和阻尼是按經(jīng)驗(yàn)或優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法確定的，根據(jù)這些參數(shù)設(shè)計(jì)的懸架系統(tǒng)，在汽車(chē)行駛過(guò)程中，其性能是不變的，也是無(wú)法進(jìn)行調(diào)節(jié)的，使汽車(chē)行駛平順性和乘坐舒適性受到一定影響。故稱(chēng)傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)為被動(dòng)懸架。如果懸架系統(tǒng)的剛度和阻尼特性能根據(jù)汽車(chē)的行駛條件（車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和路面狀況等）進(jìn)行動(dòng)態(tài)自適應(yīng)調(diào)節(jié)，是懸架系統(tǒng)始終處于最佳減振狀態(tài)，則稱(chēng)為主動(dòng)懸架。1、主動(dòng)懸架分類(lèi) 按其是否包含動(dòng)力源可分為全主動(dòng)懸架（有