汽车悬挂系统结构原图解
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汽车悬挂系统结构原理图解系统结构,汽车,原理,图解, 悬挂汽车悬挂系统结构原理图解教程什么是悬挂系统舒适性是轿车最重要的使用性能之一。
舒适性与车身的固有振动特性有关,而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关。
所以,汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部件。
同时,汽车悬架做为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间作连接的传力机件,又是保证汽车行驶安全的重要部件。
因此,汽车悬架往往列为重要部件编入轿车的技术规格表,作为衡量轿车质量的指标之一.汽车车架(或车身)若直接安装于车桥(或车轮)上,由于道路不平,由于地面冲击使货物和人会感到十分不舒服,这是因为没有悬架装置的原因。
汽车悬架是车架(或车身)与车轴(或车轮)之间的弹性联结装置的统称。
它的作用是弹性地连接车桥和车架(或车身),缓和行驶中车辆受到的冲击力。
保证货物完好和人员舒适;衰减由于弹性系统引进的振动,使汽车行驶中保持稳定的姿势,改善操纵稳定性;同时悬架系统承担着传递垂直反力,纵向反力(牵引力和制动力)和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架(或车身)上,以保证汽车行驶平顺;并且当车轮相对车架跳动时,特别在转向时,车轮运动轨迹要符合一定的要求,因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用.悬架结构形式和性能参数的选择合理与否,直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。
由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之一。
一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。
弹性元件用来承受并传递垂直载荷,缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。
弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。
减振器用来衰减由于弹性系统引起的振,减振器的类型有筒式减振器,阻力可调式新式减振器,充气式减振器。
导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩,同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动,通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。
种类有单杆式或多连杆式的。
汽车各类悬架系统图解说明独立悬架与非独立悬架示意图13-4所示独立悬架如图4-57(a)所示,其两侧车轮安装于断开式车桥上,两侧车轮分别独立地与车架(或车身)弹性地连接,当一侧车轮受冲击,其运动不直接影响到另一侧车轮。
非独立悬架如图4-57(b)所示。
其两侧车轮安装于一整体式车桥上,当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮上。
钢板弹簧13-5钢板弹簧可分为对称式钢板弹簧和非对称式钢板弹簧,对称式钢板弹簧其中心螺栓到两端卷耳中心的距离相等如图(a),不等的则为非对称式钢板弹簧如图(b)。
钢板弹簧在载荷作用下变形,各片之间因相对滑动而产生摩擦,可促使车架的振动衰减,起到减振器的作用扭杆弹簧扭杆弹簧一般用铬钒合金弹簧钢制成。
一端固定在车架上,另一端上的摆臂2与车轮相连。
当车轮跳动时,摆臂绕扭杆轴线摆动,使扭杆产生扭转弹性变形,从而使车轮与车架的联接成为弹性联接。
扭杆的断面形式断面常为圆形,少数是矩形或管形空气弹簧空气弹簧主要用橡胶件作为密闭容器,它分为囊式和膜式两种(如图4-61所示),工作气压为0.5~1Mpa。
这种弹簧随着载荷的增加,容器内压缩空气压力升高,使其弹簧刚度也随之增加,载荷减少,弹簧刚度也随空气压力减少而下降,具有有理想的变刚度弹性特性。
油气弹簧简图油气弹簧以气体(化学性质不太活泼的气体-氮)作为弹性介质,用油液作为传力介质。
简单的油气弹簧(如图4-62(a)所示)不带油气隔膜。
目前,这种弹簧多用于重型汽车,在部分轿车上也有采用的1-活塞杆2-工作缸筒3-活塞4-伸张阀5-储油缸筒6-压缩阀7-补偿阀8-流通阀9-导向座-10-防尘罩11-油封双向作用筒式减振器示意图p314 -4-51横向稳定器的安装13-7copy.gif横向稳定杆由弹簧钢制成,呈扁平的U形,横向安装在汽车前端或后端(有轿的车在前后都装横向稳定器)。
弹性的稳定杆产生扭转内力矩会阻碍悬架弹簧的变形,减少了车身的横向倾斜和横向角振动。
主动悬架老式汽车上普通的悬架系统,其性能是预先设定好的,在汽车行驶过程中不能根据实际路况对悬架的性能(刚度、阻尼、车身角度和高度等)进行调整,无法做到在多种工况下都实现最佳的行驶平顺性和操纵稳定性。
这种性能无法调整的悬架系统称为被动悬架。
如果悬架系统的刚度、阻尼和车身位置能根据汽车的行驶条件(车辆的运动状态和路面状况等)进行动态自适应调节,使悬架系统始终处于最佳缓冲减振状态,这种悬架就称为主动悬架。
主动悬架能够根据汽车的运动状态和路面状况,适时地调节悬架的刚度和阻尼,使悬架系统处于最佳缓冲和减振状态,让汽车对于各种路面状况下都会有良好的适应性。
由于汽车行驶的路面条件是复杂多变的,且具有非常大的随机性,所以这种调节实际上是非常复杂的。
传统的机械式调节方法只能实现部分性能调节,随着计算机技术的发展,现代汽车普遍采用计算机系统来实现比传统主动悬架的更为复杂的高性能调节。
这种新的主动悬架系统通常也称为电子控制式主动悬架。
主动悬架系统按照是否包含动力源,可分为半主动悬架(无源主动悬架)和全主动悬架(有源主动悬架)两大类。
一、半主动悬架半主动悬架不考虑改变悬架的刚度,只考虑改变阻尼来调节的悬架的减振性能,因此其调节装置主要由无动力源的可控的阻尼元件(如图22-10所示的阻力可调式减振器)组成。
半主动悬架在被动悬架基础上增加的部件不多,工作时几乎不需要额外消耗车辆动力,但对汽车悬架的性能有明显的提高,因此这种系统具有较好的应用前景。
图22-59 别克君越采用的半主动悬架-CDC全时主动式稳定系统图22-59所示为别克君越汽车采用的半主动悬架系统,通用别克公司称其为CDC全时主动式稳定系统。
该系统采用计算机系统来实现对悬架功能的控制,属于电子控制式主动悬架。
系统中通过车身加速度传感器3和车轮加速度传感器4来采集汽车行驶状态的信息,并将信息传递给中央控制单元1(也称为汽车电脑,ECU)。
中央控制单元分析这些信息后作出调节指令,输出给CDC减振器上的CDC控制阀(参见图22-11),控制阀通过其中的电磁阀控制减振器中流通孔的大小,从而改变了减振液的阻尼值,实现对悬架状态的调节。
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前悬挂示意图悬挂系统现在基本上可分为两大类:1.独立悬挂:指前后左右四个车轮单独通过独立的悬挂装置与车体相连,也就意味着可以各自独立地上下跳动。
2.非独立悬挂:指左右两个车轮通过一支车轴连接,不能单独地上下跳动。
现在的汽车前悬挂使用都是独立悬挂,后悬挂一些低端车型使用的是非独立悬挂,中高档轿车使用的都是独立悬挂。
关于悬挂的组成以及基本原理由于比较复杂,在这里我们就不详细讲解了。
在这里我们主要为大家介绍现在常用的几种悬挂系统,以便让大家在选车的时候做到心里有数。
·麦弗逊式独立悬挂麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成,绝大部分车型还会加上横向稳定杆。
主要结构简单的来说就是螺旋弹簧套在减震器上组成,减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象,限制弹簧只能作上下方向的振动,并可以用减震器的行程长短及松紧,来设定悬挂的软硬及性能。
麦弗逊式悬挂是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一,大部分车型的前悬挂都是麦弗逊式悬架。
虽然麦弗逊式悬挂技术含量并不高,但他是一种经久耐用的独立悬架,具有很强的道路适应能力。
『典型的麦弗逊式前悬挂结构』· 双叉臂式独立悬挂双叉臂式悬挂,又叫做两连杆式悬挂,是又一种常见的独立悬挂。
它通过上下两个横臂与车身铰接,一般下横臂比上横臂长。
双横臂悬挂也是使用范围很广泛的悬挂,包括很多运动型车和高级车。
双叉臂悬挂拥有上下两个叉臂,横向力由两个叉臂同时吸收,支柱只承载车身重量,因此横向刚度大。
双叉臂式悬挂的上下两个A字形叉臂可以精确的定位前轮的各种参数,前轮转弯时,上下两个叉臂能同时吸收轮胎所受的横向力,加上两叉臂的横向刚度较大,所以转弯的侧倾较小。
汽车悬挂系统结构原理图解
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汽车悬挂系统结构原理图解教程
什么是悬挂系统
舒适性是轿车最重要的使用性能之一。
舒适性与车身的固有振动特性有关,而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关。
所以,汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部件。
同时,汽车悬架做为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间作连接的传力机件,又是保证汽车行驶安全的重要部件。
因此,汽车悬架往往列为重要部件编入轿车的技术规格表,作为衡量轿车质量的指标之
一。
汽车车架(或车身)若直接安装于车桥(或车轮)上,由于道路不平,由于地面冲击使货物和人会感到十分不舒服,这是因为没有悬架装置的原因。
汽车悬架是车架(或车身)与车轴(或车轮)之间的弹性联结装置的统称。
它的作用是弹性地连接车桥和车架(或车身),缓和行驶中车辆受到的冲击力。
保证货物完好和人员舒适;衰减由于弹性系统引进的振动,使汽
车行驶中保持稳定的姿势,改善操纵稳定性;同时悬架系统承担着传递垂直反力,纵向反力(牵引力和制动力)和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架(或车身)上,以保证汽车行驶平顺;并且当车轮相对车架跳动时,特别在转向时,车轮运动轨迹要符合一定的要求,因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对
车身跳动的导向作用。
悬架结构形式和性能参数的选择合理与否,直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。
由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之
一。
一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。
弹性元件用来承受并传递垂直载荷,缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。
弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。
减振器用来衰减由于弹性系统引起的振,减振器的类型有筒式减振器,阻力可调式新式减振器,充气式减振器。
导向机构用来传递车轮
与车身间的力和力矩,同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动,通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。
种类有单杆式或多连杆式的。
钢板弹簧作为弹性元件时,可不另设导向机构,它本身兼起导向作用。
有些轿车和客车上,为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜,在悬架系统中加设横向稳定杆,目的是提高横向刚度,使汽车具有不足转向特性,改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。
悬挂系统的分类
现代汽车悬架的发展十分快,不断出现,崭新的悬架装置。
按控制形式不同分为被动式悬架和主动式悬架。
目前多数汽车上都采用被动悬架,如下图所示也就是汽车姿态(状态)只能被动地取决于路面及行驶状况和汽车的弹性元件,导向机构以及减振器这些机械零件。
20世纪80年代以来主动悬架开始在一部分汽车上应用,并且目前还在进一步研究和开发中。
主动悬架可以能动地控制垂直振动及其车身姿态,根据路面和行驶工况自动调整悬架刚度和阻尼。
1. 弹性元件;
2. 纵
向推力杆;3. 减振器;
4. 横向稳定杆;
5. 横向
推力杆
根据汽车导向机构不同悬架种类又可分为独立悬架,非独立悬架。
如下图所示。
b. 独立悬架 a. 非
独立悬架
非独立悬架如上图(a)所示。
其特点是两侧车轮安装于一整体式车桥上,当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮上,当车轮上下跳动时定位参数变化小。
若采用钢板弹簧作弹性元件,它可兼起导向作用,使结构大为简化,降低成本。
目前广泛应用
于货车和大客车上,有些轿车后悬架也有采用的。
非独立悬架由于非簧载质量比较大,高速行驶时悬架受到冲击载荷比较大,平顺性较差。
独立悬架是两侧车轮分别独立地与车架(或车身)弹性地连接,当一侧车轮受冲击,其运动不直接影响到另一侧车轮,独立悬架所采用的车桥是断开式的。
这样使得发动机可放低安装,有利于降低汽车重心,并使结构紧凑。
独立悬架允许前轮有大的跳动空间,有利于转向,便于选择软的弹簧元件使平顺性得到改善。
同时独立悬架非簧载质量小,可提高汽车车轮的附着性。
如上图(b)所示。
独立悬挂系统祥解
独立悬架的左右车轮不是用整体车桥相连接,而是通过悬架分别与车架(或车身)相连,每侧车轮可独立下下运动。
轿车和载重量1t以下的货车前悬架广为采用,轿车后悬架上采用也在增加。
越野车、矿用
车和大客车的前轮也有一些采用独立悬架。
根据导向机构不同的结构特点,独立悬架可分为:双横臂,单横臂,纵臂式,单斜臂,多杆式及滑柱(杆)连杆(摆臂)式等等。
按目前采用较多的有以下三种形式:(1) 双横臂式,(2) 滑柱连杆式,(3)斜置单臂式。
按弹性元件采用不同分为:螺旋弹簧式,钢板弹簧式,扭杆弹簧式,气体弹簧式。
采用更多的
是螺旋弹簧。
双横臂式(双叉式)独立悬架
如图1所示为双横臂式独立悬架。
上下两摆臂不等长,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在轿车前轮上。
双横臂的臂有做成A字形或V字形,如图2所示。
V形臂的上下2个V形摆臂以一定的距离,分别安装在车轮上,另一端安装在车架上。
图1:双横臂式独立悬架
不等臂双横臂上臂比下臂短。
当汽车车轮上下运动时,上臂比下臂运动弧度小。
这将使轮胎上部轻微地内外移动,而底部影响很小。
这种结构有利于减少轮胎磨损,提高汽车行驶平顺性和方向稳定性。
图2
滑柱摆臂式独立悬架(麦弗逊式或叫支柱式
等)
这种悬架目前在轿车中采用很多。
如图3所示。
滑柱摆臂式悬架将减振器作为引导车轮跳动的滑柱,螺旋弹簧与其装于一体。
这种悬架将双横臂上臂去掉并以橡胶做支承,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。
车轮上下运动时,主销轴线的角度会有变化,这是因为减振器下端支点随横摆臂摆动。
以上问题可通过调整杆系设计布置合理得到解决。
图3
一汽奥迪100型轿车前悬架。
筒式减振器装
在滑柱桶内,滑柱桶与转向节刚性连接,螺旋弹簧安装在滑柱桶及转向节总成上端的支承座内,弹簧上端通过软垫支承在车身连接的前簧上座内,滑柱桶的下端通过球铰链与悬架的横摆臂相连。
当车轮上下运动时,滑柱桶及转向节总成沿减振器活塞运动轴线移动,同时,滑柱桶的下支点还随横摆臂摆动。
斜置单臂式独立悬架
这种悬架如图4所示。
这种悬架是单横臂和单纵臂(如下图所示)独立悬架的折衷方案。
其摆臂绕与汽车纵轴线具有一定交角的轴线摆动,选择合适的交角可以满足汽车操纵稳定性要求。
这种悬架适于做
后悬架。
图4
多杆式独立悬架
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即采用杆件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杆式悬架。
如图5所示。
上连杆9用支
架11与车身(或车架)相连,上连杆9外端与第三连杆7相连。
上杆9的两端都装有橡胶隔振套。
第三连杆7的下端通过重型止推轴承与转向节连接。
下连杆5与普通的下摆臂相同,下连杆5的内端通过橡胶隔振套与前横梁相连接。
球铰将下连杆5的外端与转向节相连。
多杆纱前悬架系统的主销轴线从下球铰延伸到上面的轴承,它与上连杆和第三连杆无关。
多杆悬架系统具有良好操纵稳定性,可减小轮胎摩损。
这种悬架减振器和螺旋弹簧不象麦弗逊悬架那样沿转向节转
动。
如图5所示。
图5:多杆前悬架系统
1-前悬架横梁 2-前稳定杆 3-拉杆支架 4-粘滞式
拉杆 5-下连杆6-轮毂转向节总成 7-第三连杆 8-减振器 9-上连杆 10-螺旋弹簧 11-上连杆支架 12-减振器
隔振块
各类横向稳定器
现代轿车悬架很软,即固有频率很低,为提高悬架的侧倾角刚度,减小横向倾斜,常在悬架中添设横向稳定器(杆),保证良好操纵稳定性。
如下图所示
杆式横向稳定器。
1. 支杆;
2. 套筒;
3. 杆;
4. 弹簧支座
弹簧钢制成的横向稳定杆3呈扁平的U形,横向地安装在汽车前端或后端(也有轿车前后都装横向稳定器)。
杆3的中部的两端自由地支承在两个橡胶套筒内,套筒2固定于车架上。
横向稳定杆的两侧纵向部分的末端通过支杆1与悬架下摆臂上的弹簧支
座4相连。
当两则悬架变形相同时,横向稳定器不起作用。
当两侧悬架变形不等时,车身相对路面横向倾斜时,车架一侧移近弹簧支座,稳定杆的同侧末端就随车架向上移动,而另一侧车架远离弹簧座,相应横向稳定杆的末端相对车架下移,横向稳定杆中部对于车架没有相对运动,而稳定杆两边的纵向部分向不同方向偏转,于是稳定杆被扭转。
弹性的稳定杆产生扭转内力矩就阻碍悬架弹簧的变形,减少了车身的横向倾
斜和横向角振动。
下图是另一种车型横向稳定器的安装
下图是车身的横向的稳定扭杆装置
汽车悬挂的终极方向:电控主动2010319114934302.jpg (29.67 KB)
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