懸架系統(tǒng)簡(jiǎn)介
汽車懸架是汽車中彈性連接車架與車軸的裝置。它一般由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、減震器等部件構(gòu)成,主要任務(wù)是緩和由不平路面?zhèn)鹘o車架的沖擊,以提高乘車的舒適性。
車輛用懸架根據(jù)連接的橋及位置不同,分為前懸架和后懸架。
前懸架
前懸架是同前橋連接的懸架。主要由鋼板彈簧、減振器、橫向穩(wěn)定桿、緩沖塊等零部件組成,又分為單前橋用前懸架和雙前橋用前懸架兩種。
1.單前橋用前懸架,多用于4×2、6×4車型。
2.雙前橋用前懸架,應(yīng)用于6×2、8×4、8×2等車型。
后懸架
1.單后驅(qū)動(dòng)橋用的后懸架:主要由鋼板彈簧、減振器、橫向穩(wěn)定桿、緩沖塊等部件組成。單后驅(qū)動(dòng)橋用的后懸架,多用于4×2、8×2、6×2等車型。
2.雙后驅(qū)動(dòng)橋用懸架,由鋼板彈簧、平衡軸總成、推力桿、緩沖塊等組成。雙后驅(qū)動(dòng)橋用懸架,多應(yīng)用于6×4、8×4等車型。
懸架系統(tǒng)種類
懸架按結(jié)構(gòu)不同,分為鋼板彈簧懸架、空氣懸架、隨動(dòng)(浮動(dòng))橋用空氣懸架、橡膠懸架以及油氣懸架。
鋼板彈簧懸架
鋼板彈簧定義
鋼板彈簧(Leaf Spring) 鋼板彈簧是汽車懸架中應(yīng)用最廣泛的一種彈性元件,它是由若干片等寬但不等長(zhǎng)(厚度可以相等,也可以不相等)的合金彈簧片組合而成的一根近似等強(qiáng)度的彈性梁。
原理
當(dāng)鋼板彈簧安裝在汽車懸架中,所承受的垂直載荷為正向時(shí),各彈簧片都受力變形,有向上拱彎的趨勢(shì)。這時(shí),車橋和車架便相互靠近。當(dāng)車橋與車架互相遠(yuǎn)離時(shí),鋼板彈簧所受的正向垂直載荷和變形便逐漸減小,有時(shí)甚至?xí)聪颉?
主片卷耳受力嚴(yán)重,是薄弱處,為改善主片卷耳的受力情況,常將第二片末端也彎成卷耳,包在主片卷耳的外面,稱為包耳。為了使得在彈性變形時(shí)各片有相對(duì)滑動(dòng)的可能,在主片卷耳與第二片包耳之間留有較大的空隙。有些懸架中的鋼板彈簧兩端不做成卷耳,而采用其他的支撐連接方式,如橡膠支撐墊。
鋼板彈簧結(jié)構(gòu)原理詳細(xì)講解
扁平長(zhǎng)方形的鋼板呈彎曲形,以數(shù)片疊成的底盤用彈簧,一端以梢子安裝在吊架上,另一端使用吊耳連接到大梁上,使彈簧能伸縮。目前適用于中大型的貨卡車上。
優(yōu)缺點(diǎn)
鋼板彈簧的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,成本低廉,維修方便。它既是懸架的彈性元件,又是懸架的導(dǎo)向裝置。它的一端與車架鉸接,可以傳遞各種力和力矩,并決定車輪的跳動(dòng)軌跡。同時(shí),它本身也有一定的摩擦減震作用。一舉三得,所以廣泛用于非獨(dú)立懸架上。
它的缺點(diǎn)是只能用于非獨(dú)立懸架,重量較重,剛度大,舒適性差,縱向尺寸較長(zhǎng),不利于縮短汽車的前懸和后懸,與車架連接處的鋼板彈簧銷容易磨損等。
盡管缺點(diǎn)不少,但鋼板彈簧至今仍在各種汽車上大量使用。為了改進(jìn)鋼板彈簧的性能,減輕重量,提高壽命,出現(xiàn)了變截面鋼板彈簧、單片彈簧等。
鋼板彈簧懸架具體可分為多片鋼板彈簧、少片鋼板彈簧懸架。
1.多片鋼板彈簧懸架
(1)優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低,工作可靠。
(2)缺點(diǎn):自重大,增大了整車的質(zhì)量;平順性,布置空間大。
(3)適用車型:重載車型。
2.少片鋼板彈簧懸架為縱置少片鋼板彈簧,雙向筒式液壓減振器;橫向穩(wěn)定桿;緩沖塊等零部件構(gòu)成,同多片鋼板彈簧懸架的構(gòu)成基本一樣。
(1)優(yōu)點(diǎn):前懸架采用少片簧,少片簧具有等應(yīng)力、片間摩擦小的特性,減輕了整車的質(zhì)量,滿足了車輛輕量化的趨勢(shì);提高了整車平順性與駕駛員的舒適性;減輕噪聲。
(2)缺點(diǎn):加工變截面少片簧要求工業(yè)水平高。
(3)適用車型:輕載車型。
空氣懸架
空氣懸架從十九世紀(jì)中期誕生以來(lái),經(jīng)歷了一個(gè)世紀(jì)的發(fā)展,經(jīng)歷了“氣動(dòng)彈簧-氣囊復(fù)合式懸架→半主動(dòng)空氣懸架→中央充放氣懸架(即ECAS電控空氣懸架系統(tǒng))”等多種變化型式。到二十世紀(jì)五十年代才被應(yīng)用在載重車、大客車、小轎車及鐵道汽車上。
瀚瑞森各類空氣懸掛結(jié)構(gòu)剖析
目前國(guó)外高級(jí)大客車幾乎全部使用空氣懸架,重型載貨車使用空氣懸架的比例已達(dá)80%以上,空氣懸架在輕型汽車上的應(yīng)用量也在迅速上升。部分轎車也逐漸安裝使用空氣懸架,在一些特種車輛(如對(duì)防震要求較高的儀表車、救護(hù)車、特種軍用車及要求的集裝箱運(yùn)輸車等)上,空氣懸架的使用幾乎為唯一選擇。
而我國(guó)仍處于起步階段,空氣懸架系統(tǒng)只應(yīng)用在一些豪華客車和少部分重型貨車和掛車上。
空氣懸架的結(jié)構(gòu)
前、后懸架由空氣氣囊、高度閥、雙向筒式液壓減振器、橫向穩(wěn)定桿、緩沖塊等部件構(gòu)成。
1.優(yōu)點(diǎn):懸架采用了空氣懸架系統(tǒng),自重輕,提高了整車承載能力;提供卓越的平順性、操縱穩(wěn)定性,更有效地保護(hù)貨物;橫向穩(wěn)定桿則保證里高穩(wěn)定性和抗傾覆性;高強(qiáng)度、高質(zhì)量的零部件延長(zhǎng)了使用壽命,提高了整車的性能,減少了維修成本,減少了對(duì)路面的沖擊力,延長(zhǎng)了路面壽命。
2.缺點(diǎn):成本高。
BPW掛車空氣懸掛運(yùn)動(dòng)展示
隨動(dòng)(浮動(dòng))橋用空氣懸架
隨動(dòng)(浮動(dòng))橋用空氣懸架由承載氣囊、提升氣囊、轉(zhuǎn)向阻尼器、推力桿、橫拉桿等零部件構(gòu)成。
1.優(yōu)點(diǎn):提升隨動(dòng)橋加大了整車的承載能力、可減少輪胎磨損和輪胎的阻力,結(jié)構(gòu)緊湊,自重輕,適應(yīng)計(jì)重收費(fèi)的要求。重載時(shí)將橋放下,增加承載橋的數(shù)量;輕載時(shí)將橋提升,減少磨損和阻力。
2.缺點(diǎn):成本增加。相比傳統(tǒng)懸架,由于空氣式可調(diào)懸架結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,其出現(xiàn)故障的幾率和頻率也會(huì)高于螺旋彈簧懸架系統(tǒng),而用空氣作為調(diào)整底盤高度的動(dòng)力來(lái)源,相關(guān)部件的密封性也是一個(gè)問(wèn)題,另外,如果頻繁地調(diào)整底盤高度,還有可能造成氣泵系統(tǒng)局部過(guò)熱,會(huì)大大縮短氣泵的使用壽命。
3.適應(yīng)車型:6×2、10×4等。
橡膠懸架
一種新興的彈性元件組成的懸架系統(tǒng)——橡膠懸架開(kāi)始被廣泛關(guān)注起來(lái)。橡膠懸架,顧名思義,其彈性元件為橡膠,工作原理與發(fā)動(dòng)機(jī)懸置相似,整個(gè)懸架具有強(qiáng)大的承載能力, 無(wú)噪聲、免維護(hù),運(yùn)營(yíng)成本更低。
不過(guò)由于橡膠懸架系統(tǒng)中的均衡梁、鞍座均為鑄件,且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,尺寸較大,在汽車鑄造件中較為罕見(jiàn),工藝性不好,生產(chǎn)較為困難。
橡膠懸掛由鞍座支架總成、橡膠彈簧、輔助彈簧、均衡梁、減振器、 V形反作用桿等零部件構(gòu)成。系統(tǒng)通過(guò)螺栓與車架連接,并通過(guò)均衡梁與中后橋相連,導(dǎo)向和傳力作用的V形反作用桿將橋和車架的連接起來(lái)。
1.結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單:
橡膠懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,便于安裝,減少裝配時(shí)間,提高工作效率,從而降低了成本,增加了效益。
2.自重輕:
由于橡膠懸架自重輕,因此可以多承載更多的貨物,提高了經(jīng)濟(jì)效益。
由于橡膠懸架自重輕,在空載下行駛,提高燃油經(jīng)濟(jì)性,降低了油耗,降低了用戶的費(fèi)用,提高了經(jīng)濟(jì)消息。
3.無(wú)需潤(rùn)滑:
橡膠懸架具有免維護(hù),免潤(rùn)滑的特點(diǎn)(實(shí)際上幾個(gè)拉臂還是要打潤(rùn)滑脂的),也為用戶帶來(lái)了更好的經(jīng)濟(jì)效益,為用戶節(jié)省了費(fèi)用,也節(jié)省了時(shí)間,增加了出車的時(shí)間,增加了經(jīng)濟(jì)效益。
4.具有良好的通過(guò)性:
橡膠懸架具有良好的通過(guò)性,可以有效的減少輪胎的磨損,提高了輪胎的使用壽命,降低了維修成本,節(jié)約了維修費(fèi)用,從而為用戶帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。
5.具有良好的舒適性:
橡膠懸架具有變剛度的特點(diǎn),無(wú)論在車輛的空載狀態(tài),還是在滿載狀態(tài),都能為車輛提供良好的舒適性,最大程度的減輕由不平路面引起的振動(dòng),減輕了駕駛員的疲勞,保護(hù)了車輛部件及貨物的完整性,提高了車載部件的壽命。
6.彈性元件的損壞,不會(huì)影響整車的行使:
使用傳統(tǒng)板簧結(jié)構(gòu)時(shí),一旦板簧損壞,整車則無(wú)法行駛,只能更換新的板簧。而裝配橡膠懸架的車輛,如果車輛行駛過(guò)程中彈性元件損壞,不會(huì)影響整車的行駛,可以將貨物送到目的地后,再實(shí)施更換,有效的避免了用戶的直接或間接損失。
7.可大大降低輪胎的磨損:
車輛行駛過(guò)程中輪胎的跳動(dòng)會(huì)引起輪胎的磨損,由于橡膠懸架大大改善了行駛的平順性,可以大大減少輪胎的磨損。
油氣懸架
油氣懸架可能還有很多人沒(méi)聽(tīng)說(shuō)過(guò),它是一種采用油氣彈簧的懸架裝置。我們的微信之前詳細(xì)介紹過(guò)油氣懸架的結(jié)構(gòu)與原理,在這里就不再重復(fù)贅述,想要了解的讀者可以點(diǎn)擊此鏈接查閱:油氣懸架還沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)?!快來(lái)補(bǔ)補(bǔ)課吧
其他懸架部件
減振器
定義
改變振源干擾力或系統(tǒng)的傳遞特性,使振動(dòng)減小的裝置。
簡(jiǎn)介
Oscillating damper減震器為加速車架與車身振動(dòng)的衰減,以改善汽車的行駛平順性(舒適性),在大多數(shù)汽車的懸架系統(tǒng)內(nèi)部裝有減震器。
減振器類型
減震器從產(chǎn)生阻尼的材料這個(gè)角度劃分主要有液壓和充氣兩種,還有一種可變阻尼的減震器。
液壓式減震器
汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用液力減震器。其原理是,當(dāng)車架與車橋做往復(fù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)兒活塞在減震器的缸筒內(nèi)往復(fù)移動(dòng)時(shí),減震器殼體內(nèi)的油液便反復(fù)地從內(nèi)腔通過(guò)一些窄小的孔隙流入另一內(nèi)腔。此時(shí),液體與內(nèi)壁的摩擦及液體分子的內(nèi)摩擦便形成對(duì)振動(dòng)的阻尼力。
充氣式減震器
充氣式減震器是60年代以來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型減震器。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在缸筒的下部裝有一個(gè)浮動(dòng)活塞,在浮動(dòng)活塞與缸筒一端形成的一個(gè)密閉氣室種充有高壓氮?dú)?。在浮?dòng)活塞上裝有大斷面的O型密封圈,它把油和氣完全分開(kāi)。工作活塞上裝有隨其運(yùn)動(dòng)速度大小而改變通道截面積的壓縮閥和伸張閥。當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí),減震器的工作活塞在油液種做往復(fù)運(yùn)動(dòng),使工作活塞的上腔和下腔之間產(chǎn)生油壓差,壓力油便推開(kāi)壓縮閥和伸張閥而來(lái)回流動(dòng)。由于閥對(duì)壓力油產(chǎn)生較大的阻尼力,使振動(dòng)衰減。
橫向穩(wěn)定桿
簡(jiǎn)介
橫向穩(wěn)定桿(sway bar, anti-roll bar, stabilizer bar),又稱防傾桿,是汽車懸架中的一種輔助彈性元件。它的作用是防止車身在轉(zhuǎn)彎時(shí)發(fā)生過(guò)大的橫向側(cè)傾。目的是防止汽車橫向傾翻和改善平順性。 橫向穩(wěn)定桿是用彈簧鋼制成的扭桿彈簧,形狀呈“U”形,橫置在汽車的前端和后端。桿身的中部,用套筒與車架鉸接,桿的兩端分別固定在左右懸架上。當(dāng)車身只作垂直運(yùn)動(dòng)時(shí),兩側(cè)懸架變形相同,橫向穩(wěn)定桿不起作用。當(dāng)車身側(cè)傾時(shí),兩側(cè)懸架跳動(dòng)不一致,橫向穩(wěn)定桿發(fā)生扭轉(zhuǎn),桿身的彈力成為繼續(xù)側(cè)傾的阻力,起到橫向穩(wěn)定的作用。
工作原理
當(dāng)車身只作垂直移動(dòng)而兩惻懸架變形相等時(shí),橫向穩(wěn)定桿在套筒內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng),橫向穩(wěn)定桿不起作用。當(dāng)兩側(cè)懸架變形不等而車身對(duì)于路面橫向傾斜時(shí),車架的一側(cè)移近彈簧支座,穩(wěn)定桿的該側(cè)末端就相對(duì)于車架向上移,而車架的另一側(cè)遠(yuǎn)離彈簧支座,相應(yīng)的穩(wěn)定桿的末端則相對(duì)于車架向下移,然而在車身和車架傾斜時(shí),橫向穩(wěn)定桿的中部對(duì)于車架并無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這樣在車身傾斜時(shí),穩(wěn)定桿兩邊的縱向部分向不同方向偏轉(zhuǎn),于是穩(wěn)定桿便被扭轉(zhuǎn)。彈性的穩(wěn)定桿所產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)的內(nèi)力矩就妨礙了懸架彈簧的變形,因而減小了車身的橫向傾斜和橫向角振動(dòng)。
影響因素
懸架的側(cè)傾角度是影響汽車靜態(tài)側(cè)傾穩(wěn)定性的主要因素之一,且直接影響到汽車操縱穩(wěn)定性的其他一些性能指標(biāo),如不足轉(zhuǎn)向度、中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)和側(cè)向加速度等。為加大懸架的側(cè)傾角剛度,現(xiàn)在汽車大多數(shù)裝有橫向穩(wěn)定桿。
對(duì)于橫向穩(wěn)定桿,首先,與操作穩(wěn)定性直接相關(guān)的設(shè)計(jì)指標(biāo)是它在車輪處的等效側(cè)傾角剛度,二部是其本身的側(cè)傾角剛度;其次,穩(wěn)定桿的設(shè)計(jì)必須滿足強(qiáng)度要求;第三,應(yīng)盡量減輕穩(wěn)定桿的質(zhì)量。
平衡軸
平衡軸作用
平衡軸可以使后橋、中后橋能夠均勻承載,承載大,工作可靠。
我們可以把平衡軸看做一蹺蹺板。平衡軸支架上在大架子上,看做為蹺蹺板的支撐點(diǎn)。平衡軸殼通過(guò)軸承裝平衡軸支架上,可繞平衡軸支架轉(zhuǎn)動(dòng)。鋼板裝在平衡軸殼上,通過(guò)騎馬螺栓固定在殼上。
鋼板可看做蹺蹺板的板。鋼板的兩端,通過(guò)橡膠支座(彈性連接)嫁在兩個(gè)橋殼的一端。鋼板和橋殼之間沒(méi)有硬性的固定,可做微小的縱向滑動(dòng),加上橡膠支座的縱向變形。橋殼的一端就可看做可愛(ài)的小屁孩掛在橡膠支座下,一上一下。
平衡軸的作用就是能使輪胎輕松的翹起,有大幅度的動(dòng)作,而不影響其他三邊輪胎。歸根結(jié)底,就是能使鋼板兩端的變形相互相應(yīng),從而更好的吸收震動(dòng)。
平衡軸有斷開(kāi)式平衡軸,還有整體式的。整體式的是鋼板座代替的橡膠支座,硬性接觸。
鋼板作用
1、上裝的重量嫁接給橋殼(再到輪胎)
2、通過(guò)變形,吸收來(lái)自輪胎的震動(dòng)。路況造成輪胎大幅度的震動(dòng),上下顛簸,通過(guò)鋼板變形,把震動(dòng)減弱,不至于全部上傳到大架子。其實(shí)鋼板承受的是扭矩,舉例,如果把中橋一端的起,會(huì)變形向上、還有向內(nèi)的力。輪胎繼續(xù)抬,相應(yīng)這端的鋼板繼續(xù)變形向上,另一端變形向下,平衡軸殼繞著支架轉(zhuǎn)動(dòng)。
推力桿
反作用平衡桿也就是我們通常所說(shuō)的推力桿,推力桿的作用是防止橋移位的,一般的直推力桿只能防止中后橋前后移位,而V型推力桿除了可以防止中后橋前后移位,還可以防止左右移位,因?yàn)樵谄囖D(zhuǎn)彎時(shí),中后橋可能會(huì)產(chǎn)生左右移位的問(wèn)題。推力桿連接車架與車橋,傳遞之間的縱向力。
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評(píng)論