汽車與構造驅(qū)動橋-懸架備課

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1、汽車構造 （驅(qū)動橋/懸架部分） 各位同仁： 根據(jù)湖7^公司06年培訓計劃，要求研發(fā)人員向邵陽公司員工講授汽車構造 方面的知識。 第一章驅(qū)動橋 驅(qū)動橋由主減速器、差速器、半軸和驅(qū)動橋殼 等組成。 其功用是：1,將萬向傳動裝置（傳動軸）傳來的發(fā)動機動力（轉矩）通過 主減速器、差速器、半軸等傳遞到驅(qū)動車輪，實現(xiàn) 降速、增矩的功用；2, 通過主減速器圓錐齒輪輪副（傳動副）改變轉矩的傳遞方向； 3,通過差速 器實現(xiàn)兩側車輪的差速作用，保證內(nèi)、外側車輪以不同轉速轉向。4,橋（橋 殼）有一定的承載能力（軸荷）5,整車結構的重要組成總成。 驅(qū)動橋的類型有 斷開式驅(qū)動橋和非斷開式驅(qū)動橋2種。

2、驅(qū)動橋通過懸架系統(tǒng)與車架連接，由于半軸與橋殼是剛性連成一體 的，因此半軸和驅(qū)動輪不能在橫向平面運動。故稱這種驅(qū)動橋為非斷開 式驅(qū)動橋，亦稱整體式驅(qū)動橋。 一般汽車的驅(qū)動橋總成構造如圖所示。1-1 它由驅(qū)動橋殼1,主減速器2,差速器3,半軸4和輪轂組成。 從變速器或分動器-傳動軸-主減速器2 （降速、增矩）-差速器3 一左、右半軸（外端凸緣盤法蘭）一輪轂（輪轂在半軸套管上轉動） 一輪胎輪桐（鋼圈）。 為了提高汽車行駛的平順性和通過性，有些轎車和越野車全部或 部分驅(qū)動輪采用獨立懸架，即將兩側的驅(qū)動輪分別采用彈性懸架與車 架相聯(lián)系，兩輪可彼此獨立地相對車架上、下跳動。與此相應

3、主減速 器固定在車架上。驅(qū)動橋半軸制成兩段并通過錢鏈連接， 這種驅(qū)動橋 稱為斷開式驅(qū)動橋。如圖1-2 第一節(jié) 驅(qū)動橋和轉向驅(qū)動橋 第二汽車制造廠東風EQ2080E型越野車的轉向驅(qū)動橋 東風EQ2080E型6x6越野車的轉向驅(qū)動橋有主減速器和差速器動 力從內(nèi)半軸、外半軸、凸緣盤傳遞到前輪輪轂上。前輪轉向和動力傳 遞，使用了三軸銷式等角速萬向節(jié)。 II * *三軸情式等* 角速萬向節(jié) ||箱式準等角速萬向節(jié)的驅(qū)動前橋 第二節(jié)主減速器 一，單級主減速器 主減速器的功能是進一步降低轉速，將傳動軸輸入轉矩進一步增 大，以滿足驅(qū)動輪克服阻力矩，使汽車正常起動和行駛

4、。 東風EQ1090E型中型貨車的后橋單級主減速器齒輪是準雙曲面齒 輪，主減速比為6.33。 圓錐滾子軸承固定主動錐齒輪。叉形凸緣用花梢螺母緊在主動錐 齒輪軸上，可調(diào)節(jié)圓錐滾子軸承的預緊度。 差速器殼固定在主減速器殼上。軸承調(diào)整螺母用來調(diào)節(jié)軸承預緊 度。主從動齒輪裝配時，調(diào)整墊片用來調(diào)節(jié)縱向嚙合深度。左右調(diào)整 螺母用來調(diào)節(jié)橫向嚙合深度。正反轉嚙合印記在略靠齒面小頭、 1/3 高處、印記占齒面積的2/3為合格。 單級主減速器 \ I.LLL 3 二 13* 17* 回椎 滾子軸承4. i 減速拚：5. 速黑殼6.支承 螺抬7,從動鐐 “輪8,進油道 9. H.調(diào)整墊片 10.

5、防空罩11. 形凸繚12.油 封15,軸承他 It-回油小 18.主助港肉輪 】9,圓柱濾子軸承 2%行單小輪舉片 2U行邠齒輪 ?3千軸齒輪推力 望片囑半軸街 輪24.行皇1輪 軸「卜字岫》 工5.蟀松 二，雙級主減速器 雙級主減速器可獲得較大的傳動比，同時又能保證有較大的離地 間隙，使汽車通過性能較好。兩級傳動比分別由螺旋錐齒輪副和圓柱 齒輪副決定。 第一級主動齒輪的軸由圓錐滾子軸承支撐。 軸承預緊度用調(diào)整墊 片調(diào)整?？缰檬降牡谝患墢膭渝F齒輪和第二極主動斜齒圓柱齒輪的軸 由圓錐滾子軸承支撐。調(diào)整墊片的厚度可調(diào)整軸承預緊度和第一級從 動錐齒輪的水平位置，同時調(diào)整第一級主、從動錐齒輪的橫

6、向嚙合深 度?？v向嚙合深度也用調(diào)整墊片來調(diào)整。第二極從動齒輪齒圈 調(diào)整織片、 式度墊片、 第二級 主動值輪」. 謁站理母 一「 3 ….皿斗 第一板 主幼齒輪幢 ..就承座 第-事 主幼齒死 X 毛器殼 -—譚監(jiān)幻F」 ；一?軸承霹 0I 第一儂 從幼蛇幫 差懣器無- 第二雄 從功為鈴 三，輪邊減速器（略祥） 單級（或雙級）主減速器附輪邊減速器 礦山、水利及其他大型工程等所用的重型汽車， 工程和軍事上用 的重型牽引越野汽車及大型公共汽車等， 要求有高的動力性，而車速 可相對較低，因此其傳動系的低擋總傳動比都很大。 在設計上述重型 汽車、大型

7、公共汽車的驅(qū)動橋時，為了使變速器、分動器、傳動軸等 總成不致因承受過大轉矩而使它們的尺寸及質(zhì)量過大， 應將傳動系的 傳動比以盡可能大的比率分配給驅(qū)動橋。 這就導致一些重型汽車、 大 型公共汽車驅(qū)動橋的主減速比往往要求很大。 當其值大于 12 時， 一般 結構的主減速器難于達到要求， 因此許多重型汽車、 大型公共汽車往 往采用單級（或雙級）主減速器附加 輪邊減速器 的結構型式，將驅(qū)動 橋的一部分減速比分配給安裝在輪轂中間或近旁的輪邊減速器。 這不 僅使驅(qū)動橋中間部分主減速器的尺寸減小，保證了足夠的離地間隙， 而且可得到比較大的驅(qū)動橋總減速比（其值往往在 16~26左右）；由 于

8、半軸位于輪邊減速器前，其所承受的轉矩也大為減小，因而半軸、 差速器及主減速器從動齒輪等零件的尺寸也可以減小。 但是輪邊減速 器在一個驅(qū)動橋上就需要兩套，使結構復雜，成本提高，因此只有當 驅(qū)動橋的總減速比大于 12 時，才推薦采用。 按齒輪及其布置型式， 輪邊減速器有行星齒輪式和普通圓柱齒輪 式兩種類型，它們各有不同的布置方案。 第三節(jié) 差速器 差速器不起差速作用時，左右車輪轉速相同，行星齒輪本身不轉 動。差速器起差速作用，行星齒輪轉動，左右車輪轉速不等。 十字軸固定在差速器殼內(nèi)，與從動錐齒輪以相同的轉速轉動，并 通過半軸齒輪帶動左右半軸和驅(qū)動車輪轉動。 半軸齒輪 推力

9、墊片 半 軸行星 齒齒輪 輪r 半半事由輪差速器殼 軸推力整片 J行星齒輪 行星齒輪 球面墊片 行星齒輪一邊隨十字軸繞半軸齒輪（太陽齒輪）公轉，一邊繞十 字軸軸頸自轉時，可以推導出下列關系式 W1 + W2 = 2W0 或 V1 + V2 = 2V0 , 即：左右半軸齒輪的轉速之和等于從動錐齒輪轉速的兩倍， 而與行星 齒輪本身的自轉轉速無關。差速器行星齒輪自轉產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力矩的 一半加到轉速慢的車輪上，另一半加到轉速快的車輪上。 扭矩的分配：對稱式錐齒輪差速器轉矩的分配情況。當行星齒輪轉動, 左右車輪出現(xiàn)轉速差?？燹D車輪獲得的轉矩略小，慢轉車輪獲得的轉 矩略大。

10、 行星齒輪不自轉，差速器無差速作用時，左右半軸齒輪平分從動 錐齒輪傳遞的驅(qū)動轉矩 M0,即 M1=M2=1/2M0 。 行星齒輪自轉，差速器起差速作用，行星齒輪與半軸齒輪間產(chǎn)生 摩擦力F1和F2,并產(chǎn)生摩擦力矩 MT。MT的一半使轉速快的半軸 齒輪獲得的轉矩 M1減小，另一半使轉速慢的半軸齒輪獲得的轉矩 M2增大，即 M1 = 1/2 (M0-MT)、 M2=1/2 (M0+MT)。 定義K=M2/M1為差速器的鎖緊系數(shù)。 普通錐齒輪差速器的 K值較小（K=1）。當汽車在良好路面直 線行駛或轉向行駛時，差速器的差速性能是滿意的。但汽車在壞路面, 比如泥濘或冰雪路面行駛時，則因某側

11、驅(qū)動輪行駛在摩擦力小的路面 上，另一側驅(qū)動輪獲得的轉矩僅有 1/2M0稍多一點而嚴重影響汽車 的行駛能力。 差速器強制鎖止式 當左右驅(qū)動輪與路面附著條件相差較大時，普通差速器不能使汽車獲 得足夠牽引力?？够畈钏倨髂軐⑤斎朕D矩更多或全部給附著條件好， 滑 轉程度低的車輪。 抗滑差差速器有強制鎖止式、自由輪式和高摩擦自鎖式等類型，后者 又有摩擦片式和滑塊凸輪式等結構。 普通錐齒輪差速器加上差速鎖就成為強制鎖止式抗滑差差速器。 當一 側驅(qū)動車輪打滑，駕駛員接通壓縮空氣，使其進入差速鎖的工作缸，推動 活塞右移，使外、內(nèi)結合器的齒面咬合在一起，半軸與差速器殼成為一體 普通錐齒輪差速

12、器失去作用，不打滑驅(qū)動車輪獲得主減速器從動錐齒輪傳 遞的全部轉矩。因此，此時普通錐齒輪差速器的鎖緊系數(shù) K為無窮大。汽 車駛入打滑路面將差速鎖結合時，要暫時停車。汽車再駛入好路面時要及 時解除差速鎖，這就造成強制鎖止式差速器使用起來很不方便。 rrr h 2 活冰皮碗 氣路管以頭i - > - - - 11 丁力M1 ] .■外站合器 /內(nèi)結合器 差速器克 第四節(jié)半軸與橋殼 后橋整體鑄造橋殼和半軸套管 東風EQ1090E型中型貨車的后橋整體鑄造橋殼，半軸套管壓裝在后 橋殼上，用來套裝半軸和支撐車輪輪轂。橋殼上的通氣塞作用是，當 主減速器內(nèi)的潤滑油霧壓力太高時，

13、從該孔泄漏，保證主減速器內(nèi)油 霧壓力不致太高，從而保證潤滑油質(zhì)量和使用周期。 這種整體式橋殼 剛度大、強度高，但鑄造困難。 整體式驅(qū)動橋殼 整體式后橋殼 軸套管 通氣塞 c 后蓋 第二章懸架 第一節(jié) 概述 1,懸架的功用和組成 懸架是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間的一切傳力 連接裝置的總稱。 綱板押餓I一大多用」作獨立.技里 ?不變剛度一多用于中型及亞型汽車 1起科性兒件和導向機/作用《可杳去導向機構）. 梆蝠彈線是近似不受闡度的等強區(qū)樊，曹，；同

14、時有 一-的減振作用.） ?支支剛度一季用于裝載質(zhì)量也化m度技大的中型,車 ?漸變刖頂一筆用于粽型版舉 彈性元目一 懸架 44,或承 載式4q） 與車柝（或 車輪》之間 切傳力遑 接連接裝置 的總稱 （蔻免道路井」 力"接件列車梁 .斗身*/和沖 擊力》 ?作化力構件的 一螺阪蚌簧-廣泛用;獨立心栗，特別是前輪敕立懸架，有些轎車 后輪非獨。旦架.此項加減丁器和導向機構. ?號蝶密不變剛度 ?黎螺蝶剛授 T引桿彈詵|掇杯本身初話劇發(fā)是流8b但果用扭桿彈注的量里是 變剛度的. -匚匹歪］交瀏國澗黃，依也W向機構 哌叵司一卷作懸架副簧和崔沖塊 「I油液式雙向「用力式狀報

15、闔一件壓維和伸張場行程內(nèi)都起減振作用 一4液式通向作用減振器］僅市伸興仃程起他振作用 T 油氣充I式誠捱湍 用力可消式減振器 一當懸架系統(tǒng)某一整數(shù)變化時?減振 糊的阻力也隨之改笑. 同時，使車輪按 一定能跡相對于 車架和車身跳動 *起導向作用） 慢|用穩(wěn)定器 學晟濟百邛二客車I.） 防止汽軍轉向時. 發(fā)生過大的橫向 WM. 它的功用是把路面作用于車輪上的垂直反力（支承力）、縱向反 力（牽引力和制動力）和側向反力以及這些反力所造成的力矩都要傳 遞到車架（或承載式車身）上，以保證汽車的正常行駛。 現(xiàn)代汽車的懸架盡管有各種不同的結構形式，但是一般都由 1, 彈性元件；2,

16、減振器；3導向機構三部分組成。（如圖） 由于汽車行駛的路面不可能絕對平坦， 路面作用于車輪上的垂直 反力往往是沖擊性的，特別是在壞路面上高速行駛時，這種沖擊力將 達到很達的數(shù)值。沖擊力傳到車架和車身時，可能引起汽車機件的早 期損壞，傳給乘員和貨物時，將使乘員感到極不舒適，貨物也可能受 到損傷。為了緩和沖擊，在汽車行駛系統(tǒng)中，除了采用彈性的充氣輪 胎之外，在懸架中還必須裝有 彈性元件，使車架（或車身）與車橋（或 車輪）之間做彈性聯(lián)系。但彈系統(tǒng)在受到?jīng)_擊后，將產(chǎn)生振動。持續(xù) 的振動易使乘員感到不舒適和疲勞。故懸架還應具有減振作用，使振 動迅速衰減（振幅迅速減?。?。為此，在許多結構形式的汽

17、車懸架中 都設有專門的減振器。 車輪相對于車架和車身跳動時，車輪（特別是轉向輪）的運動軌 跡應符合一定的要求，否則對汽車行駛性能（特別是操縱穩(wěn)定性）有 不利的影響。 因此， 懸架中的傳力構件同時還承擔著使車輪按一定軌 跡相對于架和車身跳動的任務， 因此這些傳力構件還起導向作用， 故 稱 導向機構 。 由此可見， 上述這三個組成部分分別起 緩沖、 減振和導向的作用 ， 然而三者共同的任務則是 傳力 。 在多數(shù)的轎車和客車上， 為防止車身在轉向行駛等情況下發(fā)生過 大的橫向傾斜，在懸架中還設有輔助彈性元件 ---橫向穩(wěn)定器。 應當指出， 懸架只要具備上述各個功能， 在結構上并非一

18、定要設 置上述這些單獨的裝置不可。 例如常見的鋼板彈簧， 除了作為彈性元 件起緩沖作用外， 本身安裝形式就具有導向作用， 因此就沒有必要另 行設置導向機構。此外，鋼板彈簧是多片疊成的，其本身具有一定的 減振能力， 因而在對減振要求不高時， 采用鋼板彈簧作為彈性元件的 懸架中，也可以不裝減振器 （例如一般中、重型載貨汽車都不裝減振 器） 2，懸架系統(tǒng)的自然振動頻率 由懸架剛度和懸架彈簧支承的質(zhì)量 （簧載質(zhì)量） 所決定的車身自 然振動頻率 （亦稱振動系統(tǒng)的固有頻率） 是影響汽車行駛的平順性的 懸架重要性能指標之一。人體所習慣的垂直振動頻率是步行時身體 上、下運動的頻率，約為1~

19、1.6Hz。車身自然振動頻率應當盡可能地 處于或接近這一頻率范圍。 根據(jù)力學分析， 如果將汽車看成一個在彈 性懸架上作單自由度振動的質(zhì)量， 則懸架系統(tǒng)的自然振動頻率 （固有 頻率）為： n=1/2*3.14 「 K/M 」 =1/2*3.14 「g/f 」 式中： g---重力加速度 f---懸架的垂直變形（撓度） ； M---懸架的載質(zhì)量； K=Mg/f 懸架的（剛度） 由上式可見； 1） 在 懸架所受垂直載荷一定時，懸架剛度愈小，則汽車自然振動頻 率低。但懸架剛度愈小，在一定載荷下懸架垂直變形就愈大，即 車輪上下跳動所需要的空間愈大，這對于簧載質(zhì)量大的貨車，在 結構

20、上是難以保證的，故實際上貨車的車身自然振動頻率往往偏 高，而大大超過上述理想的頻率范圍； 2） 當 懸架剛度一定時，簧載質(zhì)量愈大，則懸架垂直變形全愈大，而 自然振動頻率愈低。 故空車行駛時的車身自然振動頻率要比滿載行駛 時的高。簧載質(zhì)量變化范圍愈大，則頻率變化范圍也愈大。 為了使簧載質(zhì)量從相當于汽車空載到滿載的范圍內(nèi)變化時， 車身 自然振動頻率保持不變或變化很小，就需要將懸架剛度做成可變的， 即空車時懸架剛小，而載荷增加時，懸架的剛度隨之增加。 有些彈性元件本身的剛度就是可變的，如氣體彈簧；有些懸架所 用的彈性元件的剛度雖是不變的，但是，當安裝在懸架系統(tǒng)中，可使 整個懸架系統(tǒng)

21、具有可變的剛度，例如扭桿彈簧懸架。 3） 汽車懸架類型 汽車懸架可分為兩大類：非獨立懸架和獨立懸架 1）非獨立懸架（如圖）其結構特點是兩側的車輪由一根整體車橋 相連，車輪連同車橋一起通過彈性懸架與車架（或車身）連接。 當一側車輪因道路不平而發(fā)生跳動時，必然引起另一側車輪在汽 車橫向平面內(nèi)擺動，故稱為 非獨立懸架。 2）獨立懸架（如圖）其結構特點是車橋做成斷開的，每一側的車 輪可以單獨地通過彈性懸架與車架（或車身）連接，兩側車輪可 以單獨跳動，互不影響。故稱為 獨立懸架。 第二節(jié) 彈性元件 一，鋼板彈簧 鋼板彈簧是汽車懸架中應用最廣泛的一種彈性元件， 它是由若

22、干 片等寬但不等長（厚度可以不等）的合金彈簧片組合而成的一根近似 等強度的彈性梁，其一般構造（如圖）所示。 1 卷耳；2,彈簧夾3,鋼板彈簧4 ,中心螺栓5 ,螺栓; 鋼板彈簧3的第一片（最長的一片）稱為主片，其兩端彎成卷耳 環(huán)，內(nèi)裝青銅或塑料，橡膠、粉末冶金制成的襯套，以便用彈簧銷與 固定在車架上的支架或吊耳作錢鏈連接。 鋼板彈簧的中部一般用U形 螺栓固定在車橋上。 中心螺栓4用以連接各彈簧片，并保證裝配時各片的相對位置。 中心螺栓距兩端卷耳中心的距離可以相等（稱為對稱式鋼板彈簧如 圖），也可以不相等（非稱為對稱式鋼板彈簧如圖）。 當鋼板彈簧安裝在汽車懸架中，所承受的垂

23、直載荷為正向時，各個力 的方向和作用點如圖中箭頭所示。 各彈簧片都受力變形，有向上拱彎 的趨勢。這時，車橋和車架便互相靠近。當車橋與車架互相遠離時， 鋼板彈簧所受的正向垂直載荷和變形便逐漸減小，有時甚至會反 向。 二，螺旋彈簧 螺旋彈簧廣泛地應用于獨立懸架， 特別是前輪獨立懸架中。然而 在有些轎車的后輪非獨立懸架中，其彈性元件也采用螺旋彈簧（如 圖）。螺旋彈簧與鋼板彈簧比較，具有以下優(yōu)點：無需潤滑，不忌泥 污；安置它所需的縱向空間不大；彈簧本身質(zhì)量小。 橫向推力桿橫向穩(wěn)定器 彈性元件 （螺旋彈簧） 縱向推力桿 減振器 雙向筒式） 螺旋彈簧本身沒有減振作用，因此在螺旋彈

24、簧懸架中必須另裝減 振器。止匕外，螺旋彈簧只能承受垂直載荷，故必須裝設導向機構以傳 遞垂直力以外的各種力和力矩。 螺旋彈簧用彈簧鋼棒料卷制而成， 可做成等螺距或變螺距。前者 剛度不變，后者剛度可變的。 三，扭桿彈簧 扭桿彈簧本身是一根由彈簧鋼制成的桿1 （如圖） 扭桿彈簧的扭轉，使車 輪繞捫桿軸線實現(xiàn)上下 跳動. 扭桿的數(shù)斷面通常為圓形，少數(shù)為矩形或管形。其兩端形狀可以 做成花鍵、方形、六角形或帶平面的圓柱形等等，以便一端固定在懸 架的擺臂2上。擺臂則與車輪相連。當車輪跳動時，擺臂便以扭桿軸 線而擺動，使扭桿扭轉彈性變形，扭桿彈簧系用銘鈕合金彈簧鋼制成, 表面加工后很光滑。

25、 扭桿在制造過程中，經(jīng)熱處理后預先施加一定的扭轉力矩載荷， 使之產(chǎn)生一個永久的扭轉變形，從而使其具有一定的預應力。 左、右扭桿有不同的標記。 四，氣體彈簧 氣體彈簧是在一個密封的容器中充入壓縮氣體（氣壓為 0.5~1MPa),利用氣體的可壓縮性實現(xiàn)其彈簧作用的 1 ,空氣彈簧 氣體彈簧有囊式和膜式結構。氣囊的內(nèi)層防漏，外層耐油。隨著氣囊 節(jié)增加，彈簧的彈性越好。膜式彈簧的膜片可允許彈簧有較大的變形。 膜式彈簧剛度較小，車身自振頻率低，尺寸也較小，適合于轎車使用 但制造要求高，壽命較短。 2 ,油氣彈簧 1) 單氣室油氣彈 單氣室油氣彈簧的兩種名^構方式和用在上海 SH3

26、80型礦用自卸 車上的單氣室油氣分隔式油氣彈簧。 黑 油,分隔式油氣不分隔式 2) 雙氣室油氣彈簧 五，橡膠彈簧 橡膠彈簧是利用橡膠本身的彈性來起彈性元件的作用。 第三節(jié) 減振器 為加速車架和車身振動的衰減，以改善汽車行駛平順性，在大多數(shù)汽 車的懸架系統(tǒng)內(nèi)都裝有減振器。減振器和彈性元件是并聯(lián)安裝的

27、（如 圖）懸架系統(tǒng)的減振器與彈性元件并聯(lián)， 彈性元件可避免道路沖擊力 直接傳到車架、車身，緩和路面沖擊力。減振器可迅速衰減振動。 減振器廣泛采用液力減振器。當車橋與車架有相對運動時，壓縮行程是兩者間距離變小，伸張行程是兩者間距離變大，于是減振器內(nèi)的油 液在活塞的上下腔間流動。油液流動通過閥或小孔時，由于節(jié)流產(chǎn)生 阻尼力，從而實現(xiàn)減振作用。 彈性元件一旦受到外力作用開始振動，減緩了外力車體的沖擊。 但若振動不迅速衰減，也會造成汽車乘坐不舒適。減振器起到迅速衰 減振動的作用。 車橋或車輪 汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用液力減振器。 一，雙向作用筒式減振器 雙向作用筒式減振器一般都具有四

28、個閥（如圖，）即壓縮閥、伸 張閥、流通閥和補償閥 圖dm一】l 1.連接環(huán)襯套2.連接環(huán)橡膠套3.油缸4.壓縮閥總成5.活塞及活塞 桿總成6.導向座7.油封8 壓縮行程 伸張行程 二，新型減振器 1 ,充氣式減振器是一種較新型的減振器。圖為單筒充氣式減振器。 單筒充氣式減振器的浮動活塞將油氣分隔，下腔的高壓氮氣壓力有 2~3 MPa。用彈簧鋼片制作的壓縮閥和伸張閥，開啟程度可隨工作活 塞的運動速度改變。壓縮閥簧片彈性系數(shù)小，壓縮閥打開時開度大， 油液流動阻尼力小，故壓縮行程時可充分利用彈性元件的彈性。 伸張 閥簧片彈性系數(shù)大，伸張閥打開時開度小，油液流動阻尼力大，故伸

29、張行程可使振動迅速衰減。 充氣式減振器的優(yōu)點是結構簡單，高壓氣體能消除高頻振動和振 動噪聲，能產(chǎn)生足夠的阻尼力。缺點是密封要求嚴，充氣麻煩，一旦 缸筒變形，減振器不能工作。 活塞桿、 I:作缸、 壓縮閥 。形密封圈、 ?伸張閥 、工作活塞 第四節(jié) 非獨立懸架 非獨立懸架因其結構簡單，工作可靠，而被廣泛應用于貨車的前、 后懸架。在轎車中，非獨立懸架僅用于后橋。 懸架的結構，特別是導向機構的結構，隨所采用的彈性元件不同 而有差異，而且有時差別很大。采用螺旋彈簧、氣體彈簧時需要有較 復雜的導向機構。而采用鋼板彈簧時，由于鋼板彈簧本身可兼起導向 機構的作用，并有一

30、定的減振作用，使得懸架結構在為簡化。因而在 非獨立懸架中多數(shù)采用鋼板彈簧作為彈性元件。 縱置板簧式非獨立懸架 鋼板彈簧通常是縱向安置的。解放CA1091型汽車的前懸架。這種 用錢鏈和吊耳將鋼板彈簧兩端固定在車架上的結構是目前廣泛采用的 一種連接形式。（如圖所示） 第五節(jié) 獨立懸架 隨著高速公路網(wǎng)的發(fā)展，促使汽車速度的不斷提高，使得非獨立 懸架已不能滿足汽車行駛平順性和操縱穩(wěn)定性等方面提出的要求。 因 止匕，在汽車懸架系統(tǒng)中采用獨立懸架已備受關注， 尤其是在轎車的前 懸架中已無例外地采用了獨立懸架。 前已述及，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（圖），因而具

31、有以下優(yōu)點： 減振器 ；轉向節(jié) 減振器 改進燭式懸架 （支弗遜標架） 吉林JL1010微型汽才 車輪 螺旋彈黃 1）在懸架彈性元件一定的變形范圍內(nèi)，兩側車輪可以單獨運動，而 互不影響， 這樣在不平道路上行駛時可減少車架和車身的振動， 而且 有助于消除轉向輪不斷偏擺的不良現(xiàn)象。 2）減少了汽車的非簧載質(zhì)量（即不由彈簧支承的質(zhì)量）。在非獨立 懸架的情況下， 整個車橋和車輪都屬于非簧載質(zhì)量部分。 在用獨立懸 架時，對驅(qū)動橋而言，由于主減速器、差速器及其外殼都固定在車架 上，成了簧載質(zhì)量；對轉向橋而言，它僅具有轉向主銷和轉向節(jié)，而 中部的整體梁不再存在。 所以在采

32、用獨立懸架時， 非簧載質(zhì)量只包括 車輪質(zhì)量和懸架系統(tǒng)中的一部分零件的全部或部分質(zhì)量， 顯然比用非 獨立懸架時的非簧載質(zhì)量要小得多。 在道路條件和車速相同時， 非簧 載質(zhì)量愈小， 則懸架所受到的沖擊載荷也愈小。 故采用獨立懸架可以 提高汽車的平均行駛速度。 3）采用斷開式車橋，發(fā)動機總成的位置便可以降低和前移，使汽車 重心下降， 提高了汽車行駛穩(wěn)定性。 同時能給予車輪較大的上下運動 的空間，因而可以將懸架剛度設計得較小，使車身振動頻率降低，以 改善行駛平順性。以上優(yōu)點使獨立懸架廣泛地被采用在現(xiàn)代汽車上， 特別是轎車的轉向輪普遍采用了獨立懸架。 但是， 獨立懸架結構復雜， 制造

33、成本高；維修不便；在一般情況下，車輪跳動時，由于車輪 外傾角與輪距變化較大， 輪胎磨損較嚴重。 具有特殊要求的某些越野 汽車全部車輪采用獨立懸架還是合理的，因為除上述優(yōu)點外，可 保證汽車在不平道路上行駛時， 所有車輪和路面有良好的接觸， 從而 增大牽引力； 此外可增大汽車的離地間隙， 因而大大提高越野汽車的 通過性能。獨立懸架中多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧作為彈性元件， 鋼 板彈簧和其他形式的彈簧用得較少。 獨立懸架的結構類型很多，主要地可按車輪運動形式分成以下四類 （圖略）： 1）車輪在汽車橫向平面內(nèi)擺動的懸架（橫臂式獨立懸架）。 2）車輪在汽車縱向平面內(nèi)擺動的懸架（縱臂式獨立

34、懸架）。 3）車輪沿主銷移動的懸架，其中包括：燭式懸架和麥弗遜式懸架（滑 柱連桿式懸架）。 4）車輪在汽車的斜向平面內(nèi)擺動的懸架（單斜臂式獨立懸架） 第六節(jié) 多軸汽車的平橫懸架 任何多軸車輛的全部車輪如果都是單獨地剛性懸掛在車架上， 則 在不平道路上行駛時將不能保證所有車輪同時接觸地面（圖）。 圖5. 3 49三軸汽車在不平道路上行駛情況示意圖 當有彈性懸架而道路不平度較小時，雖然不一定會出現(xiàn)車輪懸空 的現(xiàn)象，但各個車輪間的垂直載荷分配比例會有很大的改變。 在車輪 垂直載荷變小甚至為零時，則車輪對地面的附著力隨之變小甚至等于 零。轉向車輪遇此情況將使汽車操縱能力大大

35、降低以致失去操縱 （即 駕駛員無法控制汽車的行駛方向） ； 驅(qū)動車輪遇此情況將不能產(chǎn)生足 夠的（甚至沒有）牽引力。此外，還會使其他車橋及車輪有超載的危 險。 如上節(jié)所述， 全部車輪采用獨立懸架， 可以保證所有車輪與地面 的良好接觸， 但將使汽車結構變得復雜， 對于全輪驅(qū)動的多軸汽車尤 其是如此。 若將兩個車橋（如三軸汽車的中橋與后橋）裝在平衡桿的兩端， 而將平衡桿中部與車架作鉸鏈式連接（圖）。這樣，一個車橋抬高將 使另一車橋下降。而且，由于平衡桿兩臂等長，則兩個車橋上的垂直 載荷在任何情況下都相等，不會產(chǎn)生如圖所示的情況。 這種能保證中后橋車輪垂直載荷相等的懸架稱為平衡懸架

36、。 1，等臂式平衡懸架 等臂式平衡懸架是三軸和四軸越野汽車上普遍采用的一種平衡懸架 結構形式。 鋼板彈簧的兩端自由地支承在中、后橋半軸套管上的滑板式支架內(nèi)。 這樣，鋼板彈簧便相當于一根等臂平衡桿，它以懸架心軸為支點轉動， 從而可保證汽車在不平道路上行駛時，各輪都能著地，且使中、后橋 車輪的垂直載荷平均分配。 為保證軸承轂與懸架心軸之間的潤滑， 在轂內(nèi)設有油道和壓力加 注潤滑脂的滑脂嘴，在蓋上有加油孔螺塞。加油時，將螺塞擰下，即 可加注變速器用齒輪油，使油面高度升至加油孔下邊緣。而在心軸軸 承轂下方的滑脂嘴是供新車裝配時用壓力加注潤滑脂用的，而 不用于平時維護加油。如上裝置的鋼板彈簧

37、只能傳遞垂直力和側向 力，而不能傳遞牽引力、制動力及其相應的反作用力矩，為此在中、 后橋上還裝有導向桿！。每一車橋有一根上導向桿及兩根下導向桿。 上導向桿一端以球頭銷和橋殼上的導向桿上臂相連，另一端用球頭銷 與固定在車架上的支架#1接。下導向桿一端用球頭銷與橋殼上的導 向桿下臂相連，另一端用球頭銷與懸架心軸支架連接。 橫向力由裝在心軸軸承轂內(nèi)的推力墊圈和推力環(huán)承受。 2,擺臂式平衡懸架 圖所示為擺臂式平衡懸架的示意圖。擺臂式平衡懸架主要用于6*2的 貨車上。這種貨車的結構特點是前橋為轉向橋，中橋為驅(qū)動橋，后橋 是可以升降的支持橋。當汽車在輕載或空載行駛時，可操縱舉升油缸， 通

38、過杠桿機構將后輪（支持輪）舉起，使6*2汽車變?yōu)?*2汽車。這不 僅可減少輪胎的磨損和降低油耗，同時還可以增加空車行駛時驅(qū)動輪 上的附著力，以免由于牽引力不足而使驅(qū)動輪發(fā)生滑轉的現(xiàn)象。 為適 應這種汽車總布置的需要，中（驅(qū)動）橋和后（支持）橋就有必要采 用圖示的擺臂式平衡懸架。中橋的懸架采用普通縱置半橢圓鋼板彈 簧，后吊耳不與車架相連接，而是與擺臂（的前端相連。擺臂軸支架 固定在車架上。擺臂的后端與汽車的后橋（支持橋）相連。左、右后 支持輪之間沒有整軸聯(lián)系。擺臂相當于一個杠桿，中、后橋上的垂直 載荷的分配比例，取決于擺臂的杠桿比及鋼板彈簧前、后段長度之 擺臂式平衡懸架還具有結構簡單， 多數(shù)

39、零部件能與原 " + % 汽車通用 等優(yōu)點。 目前我國一汽生產(chǎn)的 , CA1140K2T2 型（和二汽生產(chǎn)的 EQ1130F 型8T貨車的中、后橋即采用這種擺臂式平衡懸架，后輪的舉升油缸 根據(jù)用戶的需要而裝用。 第七節(jié) 主動懸架和半主動懸架 上面講述的是傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)， 其剛度和阻尼是按經(jīng)驗或優(yōu)化設 計的方法確定的， 根據(jù)這些參數(shù)設計的懸架結構， 在汽車行駛過程中， 其性能是不變的， 也是無法進行調(diào)節(jié)的， 使汽車行駛平順性和乘坐舒 適性受到一定影響。 故稱傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)為被動懸架。 如果懸架系統(tǒng) 的剛度和阻尼特性能根據(jù)汽車的行駛條件 （車輛的運動狀態(tài)和路面狀 況等）進行動態(tài)

40、自適應調(diào)節(jié)，使懸架系統(tǒng)始終處于最佳減振狀態(tài)，則 稱為主動懸架。 主動懸架系統(tǒng)按其是否包含動力源可分為全主動懸架 （有源主動 懸架）和半主動懸架（無源主動懸架）系統(tǒng)兩大類。 （后略） 第三章 汽車行駛系概述 汽車行駛系由汽車的行路機構和承載機構組成， 它包括車輪、 車 軸和橋殼、 懸架及推力桿、 車架或承載式車身或封閉式傳動軸套管等。 汽車行駛系的功用是支承整車質(zhì)量， 傳遞和承受路面作用于車輪的各 種力和力矩， 并緩和沖擊、 吸收振動以保證汽車在其相應使用條件下 的正常行駛。 汽車行駛系的結構型式與汽車的類型、 其經(jīng)常行駛的路面性質(zhì)及 對汽車行駛性能的要求等有關。 轎車多行駛

41、于市區(qū)及城市間的高速公 路上， 道路狀況十分良好， 承載質(zhì)量又相對不大， 但要求快速、 舒適、 安全、平穩(wěn)和低噪聲。因此轎車的行駛系常選擇承載式車身、斷開式 前驅(qū)動橋及前后獨立懸架等結構。 在選擇懸架型式的性能參數(shù)時， 既 要求有好的平順性， 又要采取抗側傾及抗俯傾等措施， 也要注意前后 懸架結構型式的合理匹配以獲得良好的操縱穩(wěn)定性與安全性。 近年來 各國都在加緊研究、 開發(fā)并已裝車試驗的主動懸架與半主動懸架最能 滿足這方面的要求。 由彈性元件、 減振器及導向裝置等組成的普通懸 架， 其彈性特性與阻尼特性是一定的， 當由路面產(chǎn)生的激振力作用于 車輪時，汽車簧上質(zhì)量被動地發(fā)生振

42、動（即響應），故這類懸架可稱 為被動懸架。 主動懸架的特點是其自身具有能源， 并通過執(zhí)行部件對 簧上質(zhì)量的振動響應進行積極的干預， 以獲得理想的平順性、 穩(wěn)定性 和安全性。但其結構復雜、質(zhì)量大，特別是能量消耗大。在復雜的道 路條件（如 ! 型彎道、傾斜路面等）和行駛狀態(tài)下，主動懸架可以保 證汽車的平順性和安全性。半主動懸架和普通懸架一樣，無能源，但 增加了自動調(diào)節(jié)裝置， 懸架阻尼是根據(jù)汽車行駛狀態(tài)的動力學要求作 無級調(diào)節(jié)。微處理機根據(jù)由傳感器提供的速度、位移、加速度等信號 計算出需要的相應阻尼值， 并給出信號控制步進電動機， 經(jīng)閥桿調(diào)節(jié) 閥門使節(jié)流孔阻尼作相應變化， 以調(diào)節(jié)振

43、動特性， 并可減輕汽車在急 速起步、制動與彎道行駛時出現(xiàn)的過大后仰、前俯與側傾等。在普通 的懸架安裝中， 為了減少噪聲和高頻振動， 常在承載式車身與獨立懸 架之間加裝以多個橡膠軟墊或襯套與車身相連的副車架， 以隔音、隔 振。采用螺旋彈簧作為懸架彈性元件時， 也常在螺旋彈簧的頂部加裝 橡膠隔離體以隔音。為了同樣的目的，各導向桿、推力桿的連接處普 遍采用橡膠襯套或橡膠節(jié)點。由于車架容易隔音和隔振，故在現(xiàn)代高 級轎車上仍常采用。 高速汽車對其輪胎的要求是減小滾動阻力、 增強承載能力；采用 小直徑、寬胎面，以降低車高、適應汽車的高速穩(wěn)定性需要。子午線 輪胎的強度高、滾動阻力小、附著性能與緩沖性

44、能好及壽命長，但存 在著側向穩(wěn)定性差及噪聲大等缺點。 客車的行駛系設計，除應考慮安 全、舒適、平穩(wěn)和低噪聲外，對市區(qū)的公共汽車還應提出上下車方便 的要求。為此，當采用車架時應專門設計彎曲的縱梁，以降低地板高 度，方便乘客上。承載式車身結構的質(zhì)量小、剛度大、高度低，已為 客車所廣泛采用。為了提高乘坐舒適性，大客車可采用能調(diào)節(jié)車身高 度的空氣懸架或油氣懸架，以保證振動頻率在不同承載下的變化 很小，并使車廂地板保持在適當位置。 越野汽車要在壞路面上和無路地區(qū)使用，因此要求這些汽車具有 良好的通過性，即要求汽車在滿載情況下能以足夠高的平均車速通過 各種壞路及無路地帶，如松軟地面（松軟的土壤、沙漠、雪

45、地、沼澤 等）、坎坷不平地段和具有克服各種障礙（陡坡、側坡、臺階、壕溝 等）的能力。行駛系對汽車的通過性有最直接的影響。首先，在汽車 行駛系的布置中要保證有足夠的離地間隙， 汽車的最小離地間隙通常 位于橋（軸）下；其次，輪胎的氣壓、花紋、尺寸等結構參數(shù)及其 機械性能，汽車前后輪胎的布置方法及其載荷分配等， 對汽車在松軟 地面上的通過性有很大影響。在松軟地面上輪胎氣壓應降低以增大接 地面積，降低接地比壓，從而減小輪胎在松軟地面的沉陷量及滾動阻 力。超低壓越野輪胎應具有薄而堅固且富有彈性的胎體， 以減小其變 形的遲滯損失并保證其使用壽命。在硬路面上輪胎氣壓應恢復正常 值，裝用輪胎的中央充氣系統(tǒng)

46、，可使司機能根據(jù)路面情況隨時調(diào)節(jié)輪 胎氣壓。增大車輪直徑和寬度都能降低接地比壓。 正確地選擇輪胎花 紋對提高汽車在一定類型地面上的通過性有極大作用。寬而深的越野 花紋適用于松軟土壤，因為嵌入松軟土壤中的花紋增加了土壤的剪切 面積，從而提高了附著系數(shù)，越野花紋的形狀也應有利于其自身脫掉 泥濘的性能。當汽車在濕的硬路面上行駛時，花紋的凸起部分以較高 的單位壓力與地面接觸以擠出水層， 使之有足夠的附著系數(shù)。行駛于 干砂、凍結的粒狀雪地等摩擦性土壤上面的輪胎，不是靠輪胎花紋對 土壤的剪切產(chǎn)生土壤推力，而是靠輪胎花紋間的砂子相對于靜止砂體 兩方砂粒間的摩擦產(chǎn)生的推力推動汽車前進。因此沙漠輪胎雖 也要求大

47、尺寸（尤其是胎面要寬）及超低氣壓，但輪胎花紋與松軟土 壤用的則完全不同以適應砂地工作的特點。 越野汽車常采用扭轉剛度 大的車架，并用低角剛度的懸架與之相配，以減少車架的扭角。采用 獨立懸架可減小車架的扭轉負荷。較接式越野汽車具有特種的行駛系 結構，使汽車可以擺動前進，前驅(qū)動橋也可以垂直升起而爬上較高的 垂直障礙，從而大大地提高汽車克服障礙的能力。 同時可做到全部驅(qū) 動車輪著地并使其負荷分配較均勻，使驅(qū)動車輪具有良好的附著性 第四章 車架與車身設計 概述 車架作為汽車的承載基體，為貨車、中型及以下的客車、中高級 和高級轎車所采用，支承著發(fā)動機、離合器、變速器、轉向器、非承 載式車身和貨

48、箱等所有簧上質(zhì)量的有關機件， 承受著傳給它的各種力 和力矩。為此， 車架應有足夠的彎曲剛度，以使裝在其上的有關機構 之間的相對位置在汽車行駛過程中保持不變并使車身的變形最??； 車 架也應有足夠的強度， 以保證其有足夠的可靠性與壽命， 縱梁等主要 零件在使用期內(nèi)不應有嚴重變形和開裂。 車架剛度不足會引起振動和 噪聲， 也使汽車的乘座舒適性、 操縱穩(wěn)定性及某些機件的可靠性下降。 貨車車架的最大彎曲撓度通常應小于 !"## 。但車架扭轉剛度又不宜過 大，否則將使車架和懸架系統(tǒng)的載荷增大并使汽車輪胎的接地性變 差，使通過性變壞。通常在使用中其軸間扭角約為。在保證強度、剛 度的前提下車

49、架的自身質(zhì)量應盡可能小， 以減小整車質(zhì)量。 貨車車架 質(zhì)量一般約為整車整備質(zhì)量的 1/10。從被動安全性考慮，乘用車車架 應具有易于吸收撞擊能量的特點。 此外，車架設計時還應考慮車型系列化及改裝車等方面的要求。 中級及以下或軸距小的轎車， 通常都采用整體承載式車身， 大型客車 也趨于采用承載式車身而無單獨的車架。 采用車架與無車架結構相比 有以下優(yōu)點： （ 1）來自動力 / 傳動系統(tǒng)和路面引起的振動與噪聲可通過車架與車 身間的橡膠墊減振，使之不易傳到車身上和車廂內(nèi)； （ 2）便于車身的變型和改裝，亦可采用塑料和玻璃鋼車身以及鋁車 身； （ 3）汽車底盤和車身可分別裝配。采用

50、車架的汽車，其高度及質(zhì)量 都會增大，也需要有大型壓力機制造，這是其缺點。 車身是用作保護司機、乘客、貨物或被運載對象不受外界因素干擾， 保護這些運載對象在運載過程中不丟失， 使司機及乘客乘坐舒適并在 道路 / 交通事故中得到保護。當轎車和客車采用承載式車身而無單獨 的車架時可使其質(zhì)量最小。 轎車和客車車身是薄殼封閉體， 由于其高、 寬的尺寸大， 因此具有大的彎曲和扭轉剛度影響著整車的剛性。 車架 與固定其上的車身組成汽車的承載系統(tǒng)。 根據(jù)車身本身剛度和它與車 架聯(lián)接柔性的不同， 汽車的承載系統(tǒng)可能有以下組合情況： 僅由車架 承載；車架與車身；中間隔以彈性墊的車架與車身；剛性聯(lián)接或焊在 一起的車架與車身； 無車架的承載式車身。 而具有可翻傾式駕駛室的 自卸貨車的整車剛度則完全由車架確定。 轎車的承載系統(tǒng)應有足夠的 剛度，以免因車身變形使風擋玻璃、后窗玻璃損壞和車門楔住等，特 別是當汽車前部或后部的一側被千斤頂抬高時。 同樣， 由于車架的扭 轉剛度不大， 載貨汽車的駕駛室亦應有足夠的剛性， 而它與車架之間 可用彈性墊聯(lián)接。