解放卡车电气和电控知识技能对培训_悬挂部分.ppt

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1、单击此处编辑母版标题样式,标题文字代称,部门名称科室名称,部门名称科室名称,解放卡车电气和电控知识技能培训 悬挂部分,研发部行走室悬挂组 2014年9月5日,目录,一、汽车构造悬架,第一节 概述,悬架的作用： 把作用于车轮的垂直反力、纵向反力和侧向力以及这些力引起的力矩传递到车架，并使车辆具有良好的乘坐舒适性、平顺性和行驶稳定性。,1.1 悬架的功用和组成,悬架： 车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。,第一节 概述,弹性元件,纵向推力杆,阻尼元件,横向稳定杆,横向推力杆,悬架的组成： 弹性元件、阻尼元件（减振器） 、导向杆系三部分组成，在一些车辆上还要加装横向稳定

2、器。,使车架与车桥的连接具有弹性，吸收、缓和路面冲击和振动。,导向杆系： 约束车轮按一定的轨迹运动，承受并传递各方向的力和力矩。,衰减弹性元件的振动，吸收并散发振动能量。,在汽车转向时，减小车身的倾斜和横向角振动。,第一节 概述,1.2 悬架系统的自然振动频率,由悬架刚度和悬架弹簧支撑的质量（簧载质量）所决定的汽车自然振动频率（振动系统的固有频率）是影响汽车平顺性的重要性能指标之一，一般称之为车辆的偏频（车身上下运动的频率）。其取值范围一般在11.6Hz之间（步行时人体上下运动的频率）。 汽车自然振动频率由汽车簧载质量和悬架刚度决定。计算公式如下：,簧载质量一定，悬架刚度越小，偏频越小。 悬架

3、刚度一定，簧载质量越大，偏频越小。,因为车辆的载荷一直是变化的，因此需要悬架的弹簧具有变刚度特性，以保证车辆在不同的载荷情况下具有相当的行驶平顺性。,第一节 概述,1.3 悬架系统的类型,第一节 概述,第二节 弹性元件,钢板弹簧： 螺旋弹簧： 扭杆弹簧： 空气弹簧: 油气弹簧: 橡胶弹簧:,悬架的弹性元件主要有：,组成的悬架结构简单，工作可靠，刚度大，适用于非独立悬架。,制造工艺简单，不需要润滑，安装的纵向空间小，质量小。应用于独立悬架。,单位质量的储能高，结构简单，不需要润滑，方便布置。,统称为气体弹簧，具有变刚度特性，可调整车身高度。可提高汽车的舒适性和平顺性。应用于高级大巴和高级轿车。,

4、单位储能高，有阻尼特性、隔振。用于缓冲块。,第二节 弹性元件,2.1 钢板弹簧,由若干片等宽但不等长的合金弹簧片组合而成的近似等强度的弹性梁。,第二节 弹性元件,目前的汽车大量采用了：变截面的少片钢板弹簧，弹簧片断面尺寸沿长度方向是变化的，片宽保持不变。具有质量轻、结构简单、摩擦小、节省材料的特点。,第二节 弹性元件,2.2 螺旋弹簧,优点：无须润滑、不怕泥污、纵向布置空间较小、质量小。 缺点：无减振作用；只能承受铅垂载荷，需装设导向机构，没有减振作用，需另装减振器。,目前汽车采用的变钢丝直径、变螺距、变弹簧直径的非线性螺旋弹簧，可以获得更好的平顺性。,第二节 弹性元件,2.3 扭杆弹簧,扭杆

5、弹簧：由弹簧钢制成杆，通过沿轴向扭转变形来缓冲冲击。,扭杆断面通常为圆形，少数为矩形或管形。两端形状可以做成花键、方形、六角形或带平面的圆柱形等等，以便一端固定在车架上，另一端固定在悬架的摆臂上。摆臂还与车轮相连，当车轮跳动时，摆臂便绕着扭杆轴线摆动，使扭杆产生扭转弹性变形，借以保证车轮与车架的弹性联系。,第二节 弹性元件,2.4 气体弹簧,由夹有帘线的橡胶气囊和密闭在其中的压缩空气做成。,由橡胶膜片和金属压制件组成,质量比其他弹簧小，寿命相对较长，但高度尺寸大，适合于在大型车上布置。,1.空气弹簧,第二节 弹性元件,空气弹簧，刚度可变，调整车身高度。,第二节 弹性元件,2. 油气弹簧,油气弹

6、簧一般以惰性气体氮为弹性介质，用油液作为传力介质，由气体弹簧和相当于减振器的液压缸组成。,单气室油气弹簧分油气不分隔式和油气分隔式两种，后者可防止油液乳化，且便于充气。,第二节 弹性元件,与悬架摆臂或车桥相连,固定在车身或车架上,上半球室、下半球室和橡胶油气隔膜构成了油气分隔式弹簧，工作缸、活塞和阻尼阀等构成了减振器。,第二节 弹性元件,固定在车架上,高压气室,油层,悬架压缩行程中，管形活塞在工作缸体内上移，高压气室缩小，氮气被压缩，油压升高，一部分油液经过常通孔和推开单向球阀流入环形腔。 当载荷减小，管形活塞下移，高压气室容积加大，气体压力和油压都下降，环形腔容积减小，单向球阀关闭，油液通过

7、常通孔活塞内腔，增加了拉伸行程阻尼力。,兼作转向主销,第二节 弹性元件,双气室油气弹簧比单气室油气弹簧多一个作用力方向相反的反压气室和一个浮动活塞，提高了弹簧刚度，消除了伸张行程中活塞与缸体底部发生撞击可能性。,阻尼阀保证油气弹簧在压缩和伸张行程具有不同的阻尼力。,第二节 弹性元件,在工作活塞的上方设有两个并列的气室，但两个气室的工作压力不同。主气室内的气压与单气室油气弹簧的气压相近，而补偿气室内的气压则较高，从而具有了变刚度特性。,第二节 弹性元件,1. 只承受轴向载荷，必须设计纵向和横向推力杆等导向机构，空气弹簧还必须设有减振器； 2. 可借助专门的控制阀(高度阀)自动调节气囊和气室的原始

8、充气压力，以便车身离地高度一致； 3. 空气弹簧质量比任何弹簧都小，寿命长，但尺寸大； 4. 油气弹簧的密封要求高，加工和装配精度高，维护较麻烦。,气体弹簧特点,第二节 弹性元件,橡胶弹簧利用橡胶本身的弹性起弹性元件的作用。它可以承受压缩载荷和扭转载荷，由于橡胶的内摩擦较大，橡胶弹簧还具有一定的减振能力。橡胶弹簧多用作悬架的副簧和缓冲块。,2.6 橡胶弹簧,第三节 减振器,汽车减振器的作用： 加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平顺性。通过减振器自身的运动，消耗弹簧变形储存的能量，将其变为热能，并散发到空气中，以衰减弹簧的振动。,减振器和弹性元件是并联安装的,第三节 减振器,减振器的类型

9、： 按工作方式分为： 单向作用式减振器和双向作用式减振器； 按结构形式分为： 单筒减振器和双筒减振器； 按阻尼是否可调分为： 阻尼可调式和阻尼不可调式； 按工作介质分为： 油液减振器、气体减振器； 按是否充气分为： 充气减振器和不充气减振器。,目前汽车上广泛采用的是双向作用式油液减振器。,第三节 减振器,3.1 油液减振器的工作原理,当车架和车桥做往复运动时，活塞在缸筒内往复移动时，减振器壳内的油液反复从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一腔，孔壁与油液间的摩擦与液体分子内摩擦形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能，被油液和减振器壳体吸收，散到大气中。,减振器的油液： 减振器使用的

10、专用减振器油，SV1或SV2。油液具有抗气化、抗氧化、无腐蚀、粘度随温度变化小等特点。,第三节 减振器,3.2 对减振器阻尼力的要求：,1. 减振器的阻尼力要随汽车振动速度的增减而增减， 2. 在悬架压缩行程（车架和车桥相互移近），减振器的阻尼力要小，以便充分利用弹性元件的弹性缓和冲击； 3. 在悬架伸张行程，减振器的阻尼力要大，以求迅速减振； 4. 在车架(或车轮)与车桥之间的运动速度过大时，减振器应能自动加大液流通道面积，使其阻尼力保持在一定的限度范围内，以避免承受过大的冲击载荷。,第三节 减振器,3.3 双向筒式减振器,a.双向减振器的结构,构成：上工作腔、下工作腔、储油腔、伸张阀、流通

11、阀、压缩阀、补偿阀、活塞。,定义：在压缩和伸张两行程内均能起减振作用的减振器。,单向阀：油压和簧力同向时，阀关闭；油压和簧力反向时，阀开启。,流通阀和补偿阀弹簧弱，是一般的单向阀。伸张阀和压缩阀弹簧较强，预紧力大，是卸载阀（只有当油压增加到一定程度，阀才能开启，而当油压减低到一定程度，阀自动关闭）；,第三节 减振器,b. 双向筒式减振器的工作过程,压缩行程,活塞杆和活塞一起向下运动,工作缸下腔油液压力增高,伸张阀和补偿阀关闭； 下腔油压力打开流通阀；,液体自压缩阀的常通孔流出到储油缸筒； 阻尼力逐渐增大。,阀对油液的节流作用产生阻尼作用，当活塞运动速度很快，下腔油压很大，克服压缩阀压紧弹簧，压

12、缩阀完全打开，阻尼力不再增加。起到泄荷作用。,第三节 减振器,伸张行程,活塞杆和活塞一起向上运动,工作缸上腔油液压力增高,流通阀关闭；压缩阀关闭。 伸张阀打开，油液自上腔流向下腔；,下腔产生真空，补偿阀打开，储油筒中油液流入到下腔。,当活塞运动速度很快，上腔油压很大，克服伸张阀的压紧弹簧，伸张阀完全打开，阻尼力不再增加，起到泄荷作用。,第三节 减振器,压缩阀和伸张阀上有常通小孔隙。当振动速度较小时，只靠这些小孔工作。当振动速度较大时，才打开阀门工作。阻尼力随振动速度变化。 由于伸张阀弹簧刚度比压缩阀的大，而且伸张阀上的常通孔隙的直径也比压缩阀的小，就保证了减振器在伸张行程内产生的阻尼力比在压缩

13、行程内产生的大。,第三节 减振器,减振器的结构实例,主要的组成部分： 上吊环； 防尘罩； 压紧螺母； 导向器油封总成； 储油筒； 工作缸； 连杆活塞分总成； 底阀分总成； 下吊环。,第三节 减振器,3.4 新型减振器,a.充气减振器,优点： 1.采用浮动活塞，减少了一套底阀； 2.内充高压气体，能有效的衰减高频振动，并有助于消除噪音； 3.在防尘罩直径相同的条件下，工作缸和活塞的直径可以增大，增加了单位行程对应的流量，可以更可靠的建立压力。 4.可以消除油液的乳化现象。 缺点： 1.充气工艺复杂，不能修理，由于是单筒的，缸筒变形后，减振器不能工作。,第三节 减振器,b.阻尼可调式减振器,阻尼可

14、调式减振器的特点： 减振器的阻尼特性可以根据行驶工况和悬架参数的变化，进行调解，使车辆具有更好的综合性能。,实例：装有可变刚度弹簧的阻尼可调式减振器,工作原理： 根据汽车载荷的变化，调整减振器的节流孔的流通面积，进而调整阻尼。 当载荷增加时，节流孔流通面积减小，阻尼力增大。载荷减小时的情况相反。,第四节 非独立悬架,非独立悬架的特点： 结构简单； 工作可靠； 采用钢板弹簧的非独立悬架中，省却了导向结构，方便布置。 因此广泛引用于货车的前、后悬架和轿车的后悬架。,非独立悬架的分类： 钢板弹簧非独立悬架； 螺旋弹簧非独立悬架； 空气弹簧非独立悬架。,第四节 非独立悬架,4.1 钢板弹簧非独立悬架,

15、钢板弹簧通常纵向安置。,特点1：,第四节 非独立悬架,第四节 非独立悬架,第四节 非独立悬架,钢板弹簧销15轴向和径向钻有油道，用来润滑铰链的运动部分；,将钢板弹簧非独立悬架应用于前悬架时，一般要安装减振器。,钢板弹簧和车架上装有缓冲块和限位块，限制弹簧的变形量。,第四节 非独立悬架,钢板弹簧后端采用滑板式支承的悬架,特点： 结构简单，拆卸方便，由于后端钢板弹簧不直接接触支架，不需润滑。广泛用于货车上，如东风EQ1108G。,第四节 非独立悬架,第四节 非独立悬架,钢板弹簧两端采用橡胶块支承的悬架,特点： 主片不易损坏； 不用润滑吊耳处； 橡胶具有吸振降噪的作用； 钢板弹簧的移动量受到限制。,

16、第四节 非独立悬架,采用主副簧结构的钢板弹簧悬架,上置副簧式结构： 通过主副簧先后起作用，得到变刚度特性提高汽车平顺性。,当汽车空载或载重量不大时，副簧不承受载荷而由主簧单独工作；在重载和满载时，车架相对车桥下移，车架上副簧滑板支座和副簧接触，主副簧一起工作。,刚度突变，不利于汽车行驶平顺性。,第四节 非独立悬架,特点： 1. 小载荷时，仅主簧起作用那个，当载荷增加到一定值时，副簧与主簧接触，悬架刚度随之提高，弹簧特性为非线性的，当副簧全部接触上后，弹簧特性又变成线性。 2. 主簧与副簧之间容易积存污泥，影响刚度特性。,下置副簧式结构（渐变刚度弹簧）： 主簧由5片较薄钢板弹簧片组成，副簧由5片

17、较厚钢板弹簧片组成，用中心螺栓固定在一起。由特性提高汽车平顺性。,第四节 非独立悬架,副簧在下的刚度特性,副簧在上的刚度特性,第四节 非独立悬架,4.2 螺旋弹簧非独立悬架,一般只用作轿车的后悬架，具有纵向布置方便，便于维护和保养的特点。,螺旋弹簧只能承受垂直载荷，因此需要加装横向推力杆5和纵向推力杆1。,加强杆4的作用是加强横向推力杆的强度，使车身受力均匀。,第四节 非独立悬架,4.3 空气弹簧非独立悬架,空气弹簧只能承受垂直载荷，因此需要加装横向推力杆和纵向推力杆，还需要装减振器。,储气罐和空气弹簧中的压力由车身高度控制阀控制。,压气机产生的压力经油水分离器和压力调节器进入贮气筒，压力调节

18、器将贮气筒中压缩空气保持一定压力。,第四节 非独立悬架,油气弹簧非独立悬架主要由油气弹簧（兼起减振器作用）、横向推力杆、纵向推力杆等组成，推力杆起导向和传力的作用,4.4 油气弹簧非独立悬架,油气弹簧,油汽悬架具有变刚度特性，可保证汽车良好的行驶平顺性，特别适合工地和矿山用车。,第五节 独立悬架,两侧车轮可以单独跳动，在不平路面上可减少车身振动，消除转向轮不断偏摆的不良现象； 降低非簧载质量(不由弹簧支承的质量)，提高平均车速； 采用断开式车桥，发动机总成位置可以降低和前移，降低汽车重心，提高行驶稳定性； 提供了较大的车轮跳动空间，因此可以减小悬架刚度，降低汽车偏频，提高平顺性。,a.结构特点

19、：,两侧车轮独立的与车架或车身弹性连接。,b.独立悬架的优点：,c.独立悬架的缺点：,结构复杂、制造成本高，维护不便，车轮引起轮矩变化，加剧轮胎磨损。,采用非独立悬架中，整个车桥和车轮都属于非簧载质量。 采用独立悬架时，车轮独自与车架或车身弹性连接，非簧载质量只包括车轮质量和悬架系统中的一部分零件的全部或部分质量。（对驱动桥而言，由于主减速器、差速器及其外壳都固定在车架上，成了簧载质量；对转向桥而言，仅有转向主销和转向节，中部的整体梁不再存在）。,第五节 独立悬架,f. 独立悬架采用的弹性元件多是螺旋弹簧和扭杆弹簧。,e. 独立悬架广泛用于各种车辆， 轿车的转向轮（前悬架）普遍采用独立悬架，轿

20、车的后悬架一般采用非独立悬架或者复合式悬架（半独立悬架）； 具有特殊要求的越野车全部车轮全部采用独立悬架可保证汽车在不平道路上行驶时，所有车轮和地面有良好的接触，从而增加驱动力，此外，还可增大汽车的离地间隙，大大提高越野汽车的通过性能。,第五节 独立悬架,d.独立悬架的分类：,按车轮的运动形式分为： 横臂式独立悬架 纵臂式独立悬架 烛式独立悬架和麦弗逊式 单斜臂式独立悬架,第五节 独立悬架,5.1 横臂式独立悬架,根据横臂的数量分为： 单横臂独立悬架； 双横臂独立悬架。,单横臂式,双横臂式,特点：车轮在汽车的横向平面内跳动。,等臂式双横臂悬架 不等臂式双横臂悬架,第五节 独立悬架,a.单横臂式

21、独立悬架,特点： 当车轮跳动、悬架变形时将改变轮距，使轮胎产生滑移，破坏轮胎和地面的附着。 用于转向轮时，引起主销内倾角和车轮外倾发生变化。目前在前悬架中很少采用。 结构简单、紧凑、布置方便，在车速不太高的重型越野车上有采用。,第五节 独立悬架,b.双横臂式独立悬架,等臂式双横臂悬架： 车轮跳动时车轮不倾斜但轮距变化较大。,不等臂式双横臂悬架： 车轮跳动时车轮倾斜但轮距变化较小。,第五节 独立悬架,第五节 独立悬架,第五节 独立悬架,特点： 1. 采用球头销代替主销，属无主销式； 2. 主销后倾角由移动上摆臂在摆臂轴上的位置实现； 3. 前轮外倾角由上摆臂和摆臂轴之间的调整垫片调整；,4. 主

22、销内倾和车轮外倾角存在固定的变化关系； 5. 悬架的最大位移由上下缓冲块确定； 6. 上下摆臂为叉形结构以提高刚度。,第五节 独立悬架,5.2 纵臂式独立悬架,如果转向轮采用单纵臂式独立悬架，车轮上下跳动时，单纵臂式独立悬架将引起较大的主销后倾角变化。因此多用于后悬架。,根据采用的纵臂数目可分为： 单纵臂独立悬架； 双纵臂独立悬架。,根据采用的弹性元件可分为： 螺旋弹簧纵臂式独立悬架； 扭杆弹簧纵臂式独立悬架。,特点：车轮在汽车的纵向平面内跳动。,第五节 独立悬架,后桥随动转向功能： 当汽车转向时，后轮随前轮按同一方向稍作偏转的特性，提高了汽车的操纵稳定性。,a. 单纵臂式扭杆弹簧独立悬架,两

23、侧车轮通过后桥总成(左右扭杆弹簧及其支承架，横向稳定杆套管等)，用前、后自偏转垫块和车身弹性连接。两个单纵臂通过左右扭杆弹簧与后桥弹性连接。,第五节 独立悬架,b.螺旋弹簧单纵臂式独立悬架,当两侧悬架变形不等时，后轴体的V形断面横梁发生扭转变形，由于该横梁有较大的弹性，可起横向稳定器的作用。,金属橡胶支承的轴向弹性较大，在汽车转弯时，后轴偏转较小，消除了自转向特性，保持了原有的转向特性。,纵臂前端通过橡胶金属支承与车身作铰接式连接，后端与轮毂、减振器相连。汽车行驶时，车轮连同后轴体相对车身以橡胶金属支承为支点作上下摆动，相当于单纵臂式独立悬架。,第五节 独立悬架,c.双纵臂式独立悬架,两个纵臂

24、长度一般做成相等，形成平行四连杆机构。车轮上下跳动时，主销的后倾角保持不变，这种形式的悬架适用于转向轮。,第五节 独立悬架,5.3 车轮沿主销移动的独立悬架,烛式悬架: 车轮固定不动的主销轴线移动的独立悬架； 麦弗逊悬架:车轮沿摆动主销轴线移动的独立悬 架,也称为滑柱连杆式悬架。,第五节 独立悬架,a.烛式独立悬架,优点： 当悬架变形时，主销的定位角不会发生变化，仅轮距、轴距稍有改变；有利于汽车的转向操纵性和行驶稳定性。,缺点： 车轮转向时，侧向力全部由主销和其外部的套筒承受，二者间的摩擦阻力大，磨损严重。因此，这种结构形式目前很少采用。,转向节沿着刚性地固定在车架上的主销上下移动。,第五节

25、独立悬架,b.麦弗逊独立悬架,是烛式悬架的改进，用横摆臂克服了滑动立柱的受力状况。侧向力大部分由横摆臂承受。,属于无主销悬架： 筒式减振器为滑动立柱,上端与车身相连，下端与转向节相连，滑动立柱上支点和横摆臂外端的球铰中心构成主销轴线。,特点：悬架变形时，主销定位角和轮距有变化，可通过适当调整杆系的布置改善；前轮内侧布置空间较大，方便前置前驱动布置。,第五节 独立悬架,第五节 独立悬架,5.4 单斜臂式独立悬架,介于单横臂和单纵臂之间，单斜臂绕与汽车纵轴线成一定夹角的轴线摆动，适当选择可以调整轮距。车轮倾角、前束等，多用于后轮驱动汽车的后悬架上 。,为了控制前束变化，有的安装一根辅助拉杆 控制前

26、束杆。,第五节 独立悬架,5.5 横向稳定器,当车身只作垂直移动，两侧悬架变形相等，横向稳定杆在支座的套筒内自由转动，横向稳定杆不起作用。 当两侧悬架变形不等而车身相对于路面横向倾斜时，稳定杆一端向上运动，另一端向下运动，从而被扭转。弹性稳定杆所产生的扭转内力矩防碍了悬架弹簧的变形，因而减小了车身的横向倾斜和横向角振动。,原因：现在轿车悬架一般都很软，高速行驶会产生很大的横向倾斜和横向角振动。 组成：U形横向稳定杆、连接杆和支座，支座固定在车身上，稳定杆通过连接杆与下摆臂相连,第五节 独立悬架,第五节 独立悬架,在以往的汽车悬架设计中，由于弹簧刚度较大，汽车悬架的侧向稳定性一般都不存在什么问题

27、。但是目前随着我国高速公路的发展，车速的提高，对汽车的舒适性和行驶稳定性提出了越来越高的要求。通常为了改善汽车的平顺性，把悬架刚度设计的比较低，这就要求在悬架设计时应考虑由于弹簧刚度的降低对汽车侧向稳定性和纵向稳定性带来的影响。 横向稳定杆可以看成是一种特殊的弹性元件，它实际上是一个横向布置的扭杆弹簧。横向稳定杆的作用是减轻曲线行驶时车身的侧倾，从而提高行驶的安全性，同时对操纵稳定性也有重要的影响。,第五节 独立悬架,它的工作原理如下：当仅仅有一个车轮上下跳动时，横向稳定杆一端相对路面保持静止，同时另一端向上或者向下移动y值；因此横向稳定杆中段将沿其全长发生扭转，此时横向稳定杆的端部产生的力F

28、等于横向稳定杆刚度的一半乘以端部位移y即：F（K/2） y。当两个车轮方向相反运动时，横向稳定杆两端也反向运动，此时横向稳定杆的刚度是一个车轮运动时刚度的两倍，等于 K。,第六节 多轴汽车的平衡悬架,两个车桥（如三轴汽车的中桥与后桥）装在平衡杆的两端，而将平衡杆的中部与车架作铰链式连接，一个车桥抬高将使另一车桥下降。由于平衡杆两臂等长，使两个车桥上的垂直载荷在任何情况下都相等，这种能保证中后桥车轮垂直载荷相等的悬架称为平衡悬架。,第六节 多轴汽车的平衡悬架,1等臂式平衡悬架,弹簧自由支承在中后桥半轴套管上滑板式支架,第六节 多轴汽车的平衡悬架,摆臂式平衡悬架主要用于62的货车上。这种货车的结构

29、特点是前桥为转向桥，中桥为驱动桥，后桥是可以升降的支持桥。,当汽车在轻载或空载行驶时，可操纵举升油缸，通过杠杆机构将后轮（支持轮）举起，使62汽车变为42汽车。这不仅可减少轮胎的磨损和降低油耗，同时还可以增加空车行驶时驱动轮上的附着力。,中桥的悬架采用普通纵置半椭圆钢板弹簧，后吊耳不与车架相连接，而是与摆臂的前端相连。摆臂轴支架固定在车架上。摆臂的后端与汽车的后桥（支持桥）相连。左、右后支持轮之间没有整轴联系。,第七节 主动悬架和被动悬架,第7节主动悬架和半主动悬架,主动悬架系统：悬架系统可根据汽车的运动状态、路面状况以及载荷等参数的变化，对悬架的刚度和阻尼进行动态地自适应调节，使悬架系统始终

30、处于最佳减振状态。,全主动悬架(有源主动悬架)：包含动力源的主动悬架系统； 半主动悬架(无源主动悬架)：不包含动力源的主动悬架系统。,第七节 主动悬架和被动悬架,7.1全主动悬架（简称主动悬架）,在被动悬架系统中附加一个可控制作用力的装置。通常由执行机构、测量系统、反馈控制系统和能源系统4部分组成。 执行机构的作用是执行控制系统的指令，一般为力发生器或转矩发生器（液压缸、气缸、伺服电动机、电磁阀等）。 测量系统的作用是测量系统各种状态，为控制系统提供依据，包括各种传感器。 控制系统的作用是处理数据和发出各种控制指令，其核心部件是电子计算机。 能源系统的作用是为以上各部分提供能量。,第七节 主动

31、悬架和被动悬架,主动悬架类型：,1. 主动油气悬架系统 通过调节油气弹簧的刚度达到主动调节目的; 2. 主动空气悬架系统 通过调节空气弹簧的刚度达到调节目的; 3. 主动液力悬架系统 执行器(液压缸)中所采用的介质是不可压缩的油液，响应的灵敏度较高。当执行器(液压缸)发生作用时，液压缸中的活塞从上、下两侧接受油压，一侧油压上升，另一侧油压下降，从而使活塞产生往复伸缩运动，以适应路面的凸凹，保持车身的平稳。,第七节 主动悬架和被动悬架,7.2 半主动悬架,用可控阻尼的减振器取代了主动悬架中的执行器。不考虑改变悬架的刚度，而只考虑改变悬架的阻尼。半主动悬架无动力源，由可控的阻尼元件(减振器)和弹簧

32、组成。,1. 有级式半主动悬架 将悬架系统中的阻尼分成两级、三级或更多级，可由驾驶员选择或根据传感器信号自动进行选择所需要的阻尼级。 2 无级式半主动悬架 可根据汽车行驶的路面条件和行驶状态，对悬架系统的阻尼在几毫秒内由最小变到最大进行无级调节。,二、我公司悬架主要类型,2.1 中重卡悬架系统,1） 天V 64牵引车前钢板弹簧悬架 纵置钢板弹簧结构；双向作用筒式液压减振器；前横向稳定杆、缓冲块等零部件构成。 优点： 免维护橡胶轴承不需维护，方便省时 缺点： 应用基本车型：天V 64牵引车,2.1 中重卡悬架系统,钢板弹簧-弹性元件兼作导向装置,减振器衰减振动,横向稳定杆-增大悬架的侧倾角刚度,

33、2.1 中重卡悬架系统,2） 悍V 64牵引车前钢板弹簧悬架 纵置钢板弹簧前悬架： 前悬架为纵置钢板弹簧；双向作用筒式液压减振器；缓冲块等零部件构成。 优点： 结构简单；成本低；工作可靠。 缺点： 自重大，增大了整车的质量；平顺性差，布置空间大。 应用基本车型：DG001、DN421、DZ22等。,2.1 中重卡悬架系统,减振器衰减振动,钢板弹簧弹性元件兼作导向装置,2.2 轻卡悬架系统,1）龙V/虎V 42 载货车前钢板弹簧悬架 纵置钢板弹簧前悬架： 前钢板弹簧总成各片由中心螺栓紧固在一起，装配时中心螺栓头应在短片一侧，做为钢板弹簧与前轴装配定位用钢板弹簧总成通过U形螺栓，固定于前轴上形成刚

34、性连接，钢板弹簧前卷耳通过支架销及前支架与车架连接,形成固定旋转支承端，钢板弹簧后卷耳通过吊环销吊环及吊环支架与车架连接,形成摆动支承端。 前悬架为纵置钢板弹簧；双向筒式液压减振器；缓冲块，夹紧装置等零部件构成。 优点： 结构简单；成本低；工作可靠；可兼做导向机构。 缺点： 自重大，增大了整车的质量；平顺性差，布置空间大。,2.2 轻卡悬架系统,钢板弹簧弹性元件兼作导向装置,减振器衰减振动,2.2 轻卡悬架系统,2）龙V 42 载货车后钢板弹簧悬架 纵置钢板弹簧后悬架： 后悬架为纵置钢板弹簧；辅簧为少片簧；吊耳连接、缓冲块、夹紧装置等零部件构成。 优点： 结构简单；成本低；工作可靠；可兼做导向

35、机构。 缺点： 自重大，增大了整车的质量；平顺性差，布置空间大。,2.2 轻卡悬架系统,钢板弹簧弹性元件兼作导向装置,2.2 轻卡悬架系统,2）虎V 42 载货车后钢板弹簧悬架 纵置钢板弹簧后悬架： 后悬架为纵置钢板弹簧；双向筒式液压减振器，辅簧为少片簧；吊耳连接、缓冲块、夹紧装置等零部件构成。 优点： 结构简单；成本低；工作可靠；可兼做导向机构。 缺点： 自重大，增大了整车的质量；平顺性差，布置空间大。,2.2 轻卡悬架系统,钢板弹簧弹性元件兼作导向装置,减振器衰减振动,2.3 平衡悬挂,1） 64牵引车钢板弹簧平衡悬挂 断开式平衡悬挂、免维护橡胶轴承和V杆结构；缓冲块等 优点： 结构简单；

36、断开式平衡悬挂重量轻、成本低、通过性好；免维护橡胶轴承不需 维护，方便省时；V杆结构整车侧倾中心高，车辆运行更稳；工作可靠。 缺点： 应用基本车型：天V、大威 64牵引车,2.3 平衡悬挂,平衡轴 免维护橡胶轴承,推力杆-导向装置； 布置形式：上V杆+下直杆,断开式平衡悬挂大支架,钢板弹簧-弹性元件,2.3 平衡悬挂,2) 6（8）4自卸(钢板弹簧)： 纵置钢板弹簧前后悬架： 前悬架为纵置钢板弹簧结构； 后悬架断开式平衡悬挂、轴承和V杆结构；双向作用筒式液压减振器；前后缓冲块等零部件构成。 优点： 结构简单；断开式平衡悬挂重量轻、成本低、通过性好；V杆结构整车侧倾中心 高，车辆运行更稳；工作可

37、靠。 缺点： V杆受力较大，容易损坏；断开式平衡悬挂整体刚性稍差；滚动轴承需要经常加 油维护。 应用基本车型：6（8）4自卸车型,2.3 平衡悬挂,平衡轴 滚动轴承,推力杆-导向装置； 布置形式：上V杆+下直杆,断开式平衡悬挂大支架,钢板弹簧-弹性元件和横向限位装置,横向稳定杆-增大悬架的侧倾角刚度,2.3 平衡悬挂,3) Q175板簧平衡悬架悬架： Q175平衡悬架为直杆一体式平衡悬架，由钢板弹簧、平衡轴、大支架、板簧座、 缓冲块、推力杆，横向限位板等结构组成。 D550板簧平衡悬架悬架： 板簧为加强型，金属横向限位版，其他与Q175一样。 优点： 一体式大支架对车架受力相对小，平衡悬架整体

38、刚度大，相对V杆结构成 本较低。 缺点： 对板簧横向受力较大，大支架之间有横向连接板对桥间传动轴布置带来不便 应用基本车型：DF001、D4001等。,2.3 平衡悬挂,平衡悬架大支架,钢板弹簧弹性元件,推力杆起到传力导向作用,横向限位板限制板簧横向位移,平衡轴,板簧座,2.4 承载桥悬挂,承载轴及悬架 单胎，具有随动转向功能，可减少轮胎磨损。采用复合空气悬架，通过控制气囊充放气，提高通过性。 优点： 结构简单；成本低；重量轻。 缺点： 轮胎磨损；通过性稍差；不适于重载工况。 应用基本车型： 悍威/小大威 8X2,2.4 承载桥悬挂,空气弹簧,钢板弹簧,轮毂、制动鼓,转向阻尼器,转向横拉杆,转

39、向锁止机构,承载轴,2.5 空气悬挂,1） 天V 64/62牵引用空气悬挂 全气囊空气悬挂、V杆结构；双向作用筒式液压减振器； 优点： 自重轻、整车高度可调；平顺性好，噪声低；V杆结构整车侧倾中心高，车辆运 行更稳；工作可靠。 缺点： 应用基本车型：天V 64/62牵引车型,2.5 空气悬挂,横向稳定杆-增加悬挂的侧倾刚度,推力杆-导向装置； 布置形式：上V杆+下直杆,气囊-弹性元件,减振器-衰减振动,2.5 空气悬挂,2） 四分之一板簧复合空气悬架 优点： 结构简单；重量轻；抗侧倾性能优于全空气悬架；舒适性优于板簧悬架；高度可调。 缺点： 舒适性比全气囊稍差。 应用基本车型： 悍威 6X4

40、轿运车,2.5 空气悬挂,空气弹簧,板簧支架,变截面少片簧,高度传感器,减振器,横向推力杆,2.6 橡胶悬挂,1) 空心橡胶弹簧复合前悬架： 在钢板弹簧悬架基础上增加空心橡胶弹簧，空心橡胶弹簧位于板簧上方，空载时只有板簧承载，满载时板簧及空心橡胶弹簧共同承载。当板簧上跳到极限时，空心橡胶弹簧兼起限位的作用。 优点： 在保证整车的承载性的同时，提升空车的行驶平顺性。 缺点： 成本增加。橡胶耐油性差，橡胶不防火，焊接作业时须对橡胶弹簧进行保护。,2.6 橡胶悬挂,钢板弹簧弹性元件 兼作导向装置,减振器衰减振动,空心橡胶弹簧弹性元件兼作限位装置,2.6 橡胶悬挂,钢板弹簧弹性元件 兼作导向装置,减振

41、器衰减振动,空心橡胶弹簧弹性元件兼作限位装置,2.6 橡胶悬挂,2) 空心橡胶弹簧复合后悬架： 在钢板弹簧悬架基础上增加空心橡胶弹簧，空心橡胶弹簧位于板簧上方，空载时只有板簧承载，满载时板簧及空心橡胶弹簧共同承载。 优点： 在保证整车的承载性的同时，提升空车的行驶平顺性。重量轻。 缺点： 橡胶耐油性差，橡胶不防火，焊接作业时须对橡胶弹簧进行保护。,2.6 橡胶悬挂,钢板弹簧弹性元件兼作导向装置,空心橡胶弹簧,三、螺纹紧固件注意事项,3.1 螺纹紧固的原理,1、拧紧的基本概念 螺栓的拧紧应用于机械行业的装配是一个普遍现象，以前人们只是考虑在装配时，把螺栓（或螺母）拧到最紧的程度。后来人们才发现，

42、这个“最紧”不过是一个非常模糊的概念，它是因人而异的。一台机器有几十，以至成百上千个零件采用螺栓紧固装配，在大生产中又是由多数人在不同的时间里完成的。而且每天又要装配几十或几百台机器，这个“最紧”的离散度将是可想而知的。另外，还有些零件（如汽车发动机中的连杆大头孔），在生产车间需要用螺栓装配起来进行加工，而到了装配车间进行整机组装时，又先要松开螺栓，拆下瓦盖，套到曲轴上后再重新拧紧，如用这个“最紧”来进行，可想而知，其结果将是非常危险的。因而，如何有效的控制“拧紧”，并使其达到“最佳”，也就成为了机械行业十分关注的课题。 零件采用螺栓连接的目的就是要使两被连接体紧密贴合，并为承受一定的动载荷，

43、还需要两被连接体间具备足够的压紧力，以确保被连接零件的可靠连接和正常工作。这样就要求作为连接用的螺栓，在拧紧后要具有足够的轴向预紧力（即轴向拉应力）。然而这些力的施加，也都是依靠“拧紧”来实现的。因而，我们很有必要了解一些有关拧紧的基本概念。,3.1 螺纹紧固的原理,螺纹联接的目的：可靠的连接。 表现为：长期不松动、尽可能长的疲劳寿命。 如何实现（设计原则）：足够的夹紧力。 防松：保证在使用过程中此夹紧力不会随着剧烈的震动而衰减。,3.1 螺纹紧固的原理,2、螺栓拧紧的过程 在螺栓拧紧时，总体的受力情况是，螺栓受拉，连接件受压；但在拧紧的整个过程中，受力的大小是不同的，大体上分为下述几个阶段：

44、 在开始拧紧时，由于螺栓未靠座，故压紧力F为零；但由于存在摩擦力，故扭矩T保持在一个较小的数值。 当靠座后(Z点)，真正的拧紧才开始，压紧力F和力矩T随转角A的增加而迅速上升。 达到屈服点，螺栓开始塑性变形，转角增加较大而压紧力和扭矩却增加较小，甚至不变。 再继续拧紧，力矩T和压紧力F下降，直至螺栓产生断裂。,3.1 螺纹紧固的原理,3、通过螺纹产生夹紧力把连接件夹紧 旋转螺母或螺丝使螺杆受力伸长 螺杆伸长产生的夹紧力把连接件夹紧 我们需要的是连接件中的夹紧力,3.1 螺纹紧固的原理,4、施加的扭矩没有完全转换为夹紧力 力(F)*力臂(L) = 扭矩(M) 螺栓旋转的越多，得到的扭矩越大 但是

45、,90% 的扭矩被摩擦力消耗 只有10%的扭矩转化为夹紧力,3.1 螺纹紧固的原理,5、夹紧力与摩擦力的关系 通常的情况 在螺栓头支承面下加润滑油 螺纹副中有缺陷，如杂质、磕碰等,3.2 悬挂系统常用螺纹紧固件介绍,Q184/185 六角法兰面螺栓 粗杆（标准型） Q328/329 1型非金属嵌件六角锁紧螺母 T326/327 SPL六角小法兰面放松螺母 CQ326/327 六角头突缘锁紧螺母,3.3 螺纹紧固件的装配原则,1. 注意螺母的安装方向 某些防松螺纹是单方向的，只在一个方向上 旋入才有防松性能，如果装反了，则不具有 防松功能。 2. 按图纸标注的安装力矩旋紧螺母 注意是否涂油 安装

46、力矩有两个取值：一个是螺栓、螺母的配合 状态为润滑状态下的力矩值，一个是非润滑状态 下，即干态下的力矩值。 一定要确保施加的扭矩达到最小需要扭矩 施加的扭矩不要超过使用极限 施加的扭矩过大会使螺栓过度伸长,3.3 螺纹紧固件的装配原则,3. 按图纸标注的规格、强度等级选用螺栓、螺母,四、悬架的装配,前悬架的装配 1.1 前钢板弹簧支架的装配 前钢板弹簧前支架与车架下翼面连接螺栓螺母的扭紧力矩为（30030）Nm，前钢板弹簧前支架与车架加长梁连接螺栓扭紧力矩为（30030）Nm,四、悬架的装配,1.2 前轴与钢板弹簧总成的装配 装配前钢板弹簧U形螺栓螺母时，应均匀扭紧，螺栓螺纹涂齿轮油，扭紧力矩

47、为(50050)Nm。齿轮油牌号 80W/90 GL-5 按Q/CAM-29.3。 1.3 前轴钢板弹簧总成与车架支架的装配 装配钢板弹簧销时，应涂以汽油机油（牌号不限，按GB 11121），并允许使用软合金制的锤子。 钢板弹簧支架销螺栓螺母的扭紧力矩为（10020）Nm。,四、悬架的装配,1.4 前减振器的装配 前减振器的连接采用上下均为连接环的形式。上下连接环处螺母扭紧力矩为(22030)Nm。,四、悬架的装配,1.5 横向稳定杆的装配 1.5.1 横向稳定杆装配要求 横向稳定杆涂白漆位置用于横向稳定杆装配定位。横向稳定杆涂白漆处装配横向稳定杆衬套及横向稳定杆支架，装配后涂白漆部分被横向稳

48、定杆衬套遮盖。,四、悬架的装配,1.5.2 横向稳定杆装配检验要求 横向稳定杆装配后，横向稳定杆吊臂与板簧的距离L1、L2相差不超过2mm（见图5、图6）。,四、悬架的装配,2 后平衡悬架的装配 2.1 平衡悬架支架与车架连接螺栓螺母的装配 首先将大支架最左侧以及最右侧的定位孔（孔1、孔2）的螺栓力矩扭紧到规定力矩的80%，然后再将其它螺栓带上，螺栓螺纹涂齿轮油，齿轮油牌号 80W/90 GL-5，按Q/CAM-29.3。最后将所有连接螺栓均匀扭紧到规定力矩值。,四、悬架的装配,2.2 平衡悬架轴垫圈的装配 垫圈大圆角朝向内侧装配，与平衡轴圆角配合,或带有“外侧”字样一边朝向车架外。 垫圈大圆

49、角一侧平面与支架平面贴合,四、悬架的装配,2.3 平衡悬架轴橡胶衬套及平衡轴上下盖的装配 装配平衡悬架轴橡胶衬套时，为了便于装配及保证衬套使用性能要求，需在衬套内外表面均匀涂一层衬套专用润滑油牌号P80, 衬套缺口应对准钢板弹簧座上下盖结合面。 装配平衡悬架轴上、下盖时应成对装配，其连接采用施必牢螺母，螺栓螺纹涂齿轮油，齿轮油牌号 80W/90 GL-5，按Q/CAM-29.3。扭紧力矩为(50050)Nm。,四、悬架的装配,2.4 后钢板弹簧的装配 装配后钢板弹簧U形螺栓螺母时，应均匀扭紧，螺栓螺纹涂齿轮油，齿轮油牌号 80W/90 GL-5，按Q/CAM-29.3。扭紧力矩为(75050)Nm。,四、悬架的装配,2.5 反作用杆带橡胶接头总成的装配 a) 带标记的表面朝向整车上方； b) “箭头”方向指向整车前进方向； c) I杆各螺栓螺母应均匀扭紧至规定力矩值； d) V杆各螺栓螺母应均匀扭紧至规定力矩值； e) 螺栓螺纹涂齿轮油，齿轮油牌号 80W/90 GL-5，按Q/CAM-29.3。,四、悬架的装配,2.6 限位支架总成的装配 限位支