汽车构造（下册） 第4版 课件 第23章 悬架.pptx

第23章悬架

驱动桥位于汽车传动系统的末端,主要由主减速器、差速器、半轴和驱动桥壳等组成。其功用是:①将万向传动装置传来的发动机转矩通过主减速器、差速器、半轴等传到驱动车轮,实现降低转速、增大转矩;②通过主减速器锥齿轮副改变转矩的传递方向;③通过差速器实现两侧车轮的差速作用,保证内、外侧车轮以不同转速转向。第23章悬架

第一节概述

悬架是车架(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。它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力支承力)、纵向反力(驱动力和制动力)和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架(或承载式车身)上,以保证汽车的正常行驶。现代汽车的悬架尽管有各种不同的结构形式,但是一般都由弹性元件1、减振器3和导向机构(纵、横向推力杆2、5)等三部分组成(图23-1)。此外,有的还辅设有缓冲块和横向稳定器。23.1概述一、悬架的功用和组成图23-1l—弹性元件2—纵向推力杆3—减振器4—横向稳定器5—横向推力杆

由于汽车行驶的路面不可能绝对平坦,因此,路面作用于车轮上的垂直反力往往是具有冲击性的,特别是在坏路面上高速行驶时,这种冲击力将达到很大的数值。冲击力传到车架(或车身)上时,可能引起汽车机件的早期损坏,还将使驾驶人及乘员感到极不舒适,或使货物受损。为了缓和冲击,在汽车行驶系统中,除了采用弹性的充气轮胎之外,在悬架中还必须装有弹性元件,使车架(或车身)与车桥(或车轮)之间保持弹性联系。但弹性系统在受到冲击后将产生振动,持续的振动易使驾乘人员感到不舒适或疲劳,故悬架还应当具有减振作用,使振动迅速衰减(振幅迅速减小)。为此,在许多结构形式的汽车悬架中都设有专门的减振器。车轮相对于车架和车身跳动时,车轮(特别是转向轮)的运动轨迹应符合一定的要求,否则对汽车的某些行驶性能(特别是操纵稳定性)有不利的影响。因此,悬架中某些传力构件同时还承担着使车轮按一定轨迹相对于车架和车身跳动的任务,因而这些传力构件还起导向作用,故称导向机构。导向机构的主要作用是传递垂向力以外的车轮和车身之间的各种力和力矩,并保证它们之间有确定的运动关系。由此可见,上述这三个组成部分分别起缓冲、减振和导向的作用,然而三者共同的任务则是传力。23.1概述一、悬架的功用和组成

在多数轿车和客车上,为了防止车身在转向行驶等情况下发生过大的横向倾斜,在悬架中还设有辅助弹性元件——横向稳定器。为限制弹簧的最大变形并防止弹簧直接撞击车架,在货车上辅设有缓冲块。在一些轿车上也设有缓冲块,以限制悬架的最大变形。应当指出,悬架只要具备上述功能,在结构上并非一定要设置上述这些单独的装置。例如常见的钢板弹簧,除了作为弹性元件起缓冲作用外,当它在汽车上纵向安置并且一端与车架作固定铰链连接时,它本身还能起到传递各向力和力矩以及决定车轮运动轨迹的作用,因而没有必要再另行设置导向机构。此外,一般钢板弹簧是多片叠成的,其本身具有一定的减振能力,因而在对减振要求不高的车辆的后悬架,也可以不装减振器。23.1概述一、悬架的功用和组成

由悬架刚度和悬架弹簧支承的质量(称为簧载质量)所决定的车身固有频率(亦称振动系统的自然振动频率),是影响汽车行驶平顺性的重要性能指标之一。人体所习惯的垂直振动频率是步行时身体上下运动的频率,约为1~1.6Hz。车身固有频率应当尽可能地处于或接近这一频率范围。根据力学分析,如果将汽车看成一个在弹性悬架上做单自由度振动的质量,则悬架系统的固有频率(自然振动频率)为23.1概述二、悬架系统的固有频率式中,g为重力加速度;f为悬架垂直变形(挠度);M为悬架簧载质量;K(K=Mg/f)为悬架刚度(不一定等于弹性元件的刚度),是指使车轮中心相对于车架和车身向上移动的单位距离(即使悬架产生单位垂直压缩变形)所需要加于悬架上的垂直载荷。

由上式可知:1)在悬架所受垂直载荷一定时,悬架刚度越小,则汽车固有频率越低。但悬架刚度越小,在一定载荷下悬架垂直变形就越大,即车轮上下跳动所需要的空间越大。这对于簧载质量大的货车,在结构上是难以保证的,故实际上货车车身的固有频率往往偏高,而超过了上述理想的频率范围。2)当悬架刚度一定时,簧载质量越大,则悬架垂直变形越大,固有频率越低,故空车行驶时车身的固有频率要比满载行驶时的高。簧载质量变化范围越大,则频率变化范围也越大。为了使簧载质量从相当于汽车空载到满载的范围内变化时,车身固有频率保持不变或变化很小,就需要将悬架刚度做成可变的,即空车时悬架刚度小,而载荷增加时,悬架刚度随之增加。有些弹性元件本身的刚度就是可变的,如气体弹簧;有些悬架所用的弹性元件的刚度虽然是不变的,但是当安装在悬架系统中之后,可使整个悬架系统具有可变的刚度,如扭杆弹簧悬架。23.1概述二、悬架系统的固有频率

汽车悬架可分为两大类:非独