汽车悬架控制臂

汽车悬架控制臂

悬架系统是现代汽车上的重要总成，对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性有很大的影响。控制臂( C o n t r o l a r l T l ，也称摆臂) 作为汽车悬架系统的导向和传力元件，将作用在车轮上的各种力传递给车身，同时保证车轮按一定轨迹运动。控制臂分别通过球铰或者衬套把车轮和车身弹性地连接在一起。控制臂( 包括与之相连的衬套及球头)应有足够的刚度、强度和使用寿命。

汽车摆臂分为前摆臂和下摆臂，前摆臂是悬架的向导和支撑，其变形影响车轮的定位，降低行车稳定性；而下摆臂主要作用是用来支撑车身，减震器并且缓冲行驶中的震动。减速器对下悬挂臂能起到好的辅助作用，它与减震器和弹簧的默契配合才能构成一套出色的悬挂系统（总成）。

A.控制臂球铰总成结构

先介绍两种常见结构形式的控制臂球铰总成。

图1中球销6 装在球碗2 ，球碗2 为聚乙烯材料制成，避免了球销6 直接与球座1 接触。防尘罩4 上端通过卡环5 装在球销6上，下端通过卡环3 装在球座1 上，防尘罩4 通常为橡胶材料或者聚乙烯材料。

图2 中的球座2 底部为开放式，利用铝制挡板1 锁止球销8 ,和球碗7脱出。球铰总成通常通过球座与控制臂臂体装配，装配方式为球座与控制臂臂体锻为一体，嵌入、焊接、铆接或者螺栓联接。

B.汽车控制臂的结构：1.横向稳定杆连杆2.横拉杆3.纵拉杆4.单

控制臂5.叉( V)形臂 6.三角臂

1.横向稳定杆连杆

在悬架安装时，稳定杆连杆一端通过橡胶衬套或球铰与横向稳定杆连接，另一端通过橡胶衬套或球铰与控制臂或筒式减振器连接，横

向稳定杆连杆在悬架中对称使用，起提高操纵稳定性的作用。两种横向稳定杆连杆的结构图，如图3 、图4所示。图3 为双

衬套稳定杆。臂体2 为锻铝件，橡胶衬套1，3与臂体2装配时为紧配合，因此，橡胶衬套1,3与臂体2无相对运动，图4为双球铰稳定杆，臂体2为钢制拉杆，

球铰总成1,3的轴线与臂体2的相对位置根据需求可以设计为0°，90°，180°。球铰总成1,3与臂体2焊接在一起。

2 .横拉杆

在悬架安装时，横拉杆一端的橡胶衬套与副车架或车身连接，另

一端的橡胶衬套与轮毂连接。此类控制臂多应用于汽车的多连杆悬架

和转向系统的横拉杆，主要承受横向载荷，同时对车轮运动导向。两种横向拉杆的结构图如图5、图6 所示。图5为不可调横向拉杆，臂体2 为钢制拉杆，橡胶衬套1 ,3, 外管与臂体2 焊接在一起。图

6 为可调横向拉杆，臂体由钢制螺纹拉杆2 、4 和螺纹导套3 组成，可以通过调节螺纹拉杆2，4 和螺纹导套3 的相对位置得到不同长度的拉杆。

3.纵拉杆

纵拉杆多用于拖拽臂式悬架，传递牵引力和制动力。图7 为纵向拉杆的结构图。臂体2 由钢材冲压成形。橡胶衬套1 、3 、4 外管与臂体2 焊接在一起。橡胶衬套1 安装在车身中部的受力部位，橡胶衬套4与轮毂连接，橡胶衬套3 安装在减振器的下端，起支承和减振的作用。

4.单控制臂

此类控制臂多用于多连杆悬架，两个单控制臂配合使用，可以传递来自车轮的横向和纵向载荷。

图8 为一种结构型式上悬控制臂的结构图。臂体2 为锻铝件。橡胶衬套1 与臂体2 装配时为紧配合，因此，橡胶衬套1 和臂体2 之间无相对运动。球铰总成3 为球座嵌铝板式，球座与臂体2 的装配方式为嵌入式。在悬架安装中，橡胶衬套1与副车架或车身连接，球铰总成3与轮毂连接。橡胶衬套1 也可以为液压衬套。

图9 为另外一种结构形式的单控制臂，也称为支承臂。臂体2 为锻铝件，橡胶衬套1 、4 与臂体2 装配时为紧配合，因此，橡胶衬套1 、4 和臂体2 无相对运动。球铰总成5 的球座与臂体2 锻为一体。在悬架安装中，橡胶衬套1 与副车架或车身连接，球铰总成5 与轮毂连接，臂体2 上的安装孔3 用以安装稳定杆，橡胶衬套4 与筒式减振器下端连接。

5. 叉( V)形臂

图10、图11为两种叉( V)形臂的结构图。此类控制臂多用于双横臂独立悬架的上下臂或麦弗逊悬架的下臂，臂体的叉( V)形结构主要传递横向载荷。在悬架安装时，图1 0 、图11示的叉( V)形臂的橡胶衬套与副车架或车身连接，球铰总成与轮毂连接。

图10中，臂体3为钣金冲压件焊接成形。橡胶衬套1,2 与臂体3装配时为紧配合，因此，橡胶衬套1,2 与臂体3之间无相对运动。球铰总成4 与臂体2 铆接在一起。图11中，臂体2为锻铝件。橡胶衬套1，5 与臂体2装配为紧配合，因此，橡胶衬套1，5和臂体2 之间无相对运动。球铰总成3 为球座嵌挡板式，球座与臂体2 装配方式为嵌入式。对图1 1 所示叉形臂的结构，臂体2在锻造成形时，由于T形区金属流动比较大，锻造工艺要求较高。

6. 三角臂

此类控制臂多用于前悬麦弗逊悬架的下臂，用来传递横向和纵向的载荷，控制车轮与车身的相对运动。图1 2 、图1 3 为两种三角臂的

结构图。图1 2 为双衬套、单球铰三角臂，臂体2 为钣金冲压件焊接成形。橡胶衬套1 、4 与臂体2 装配为紧配合，因此，橡胶衬套1 ，4 与臂体2 之间无相对运动。球铰总成3为球座嵌挡板式，与臂体2 装配方式为铆接。图1 3 为单衬套、双球铰三角臂，臂体2 为锻铝件。橡胶衬套4 管与臂体2 装配时为紧

配合，因此，橡胶衬套4 与臂体2 之间无相对运动。球铰总成1 为球座嵌挡板式，球座与臂体装配方式为嵌入式；球铰总成3 为球座无挡板式，球座与臂体2 锻造为一体。悬架安装时，图1 2 中橡胶衬套1 、4 与副车

架或车身连接，球铰总成1 与轮毂连接；图1 3 中球铰总成1 和橡胶衬套4 与副车架或车身相连，球铰总成3 与轮毂相连。橡胶衬套1 的动态特性主要由汽车的操纵稳定性要求确定，橡胶衬套4 的动态特性主要由汽车的平顺性要求确定。

C．汽车的悬挂系统

1.汽车悬挂系统：汽车悬挂系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器组成整个支持系统。悬挂系统应有的功能是支持车身，改善乘坐的感觉，不同的悬挂设置会使驾驶者有不同的驾驶感受。外表看似简单的悬挂系统综合多种作用力，决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性，是现代轿车十分关键的部件之一。

悬挂系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。典型的悬挂系统结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，而现代轿车悬挂系统多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别高级轿车则使用空气弹

簧。悬挂系统是汽车中的一个重要总成，它把车架与车轮弹性地联系起来，关系到汽车的多种使用性能。从外表上看，轿车悬挂系统仅是由一些杆、筒以及弹簧组成，但千万不要以为它很简单，相反轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成，这是因为悬挂系统既要满足汽车的舒适性要求，又要满足其操纵稳定性的要求，而这两方面又是互相对立的。比如，为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动，这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵不稳定等。

2.汽车悬挂系统的分类

非独立悬挂系统和独立悬挂系统

3.非独立悬挂系统

非独立悬挂系统的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身的下面。非独立悬挂系统具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上。

4.独立悬挂系统

独立悬挂系统是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身下面的。其优点是：质