汽车底盘构造-悬架
《汽车底盘构造与维修》教学课件—07悬架PPT
项目三悬架单元二行驶系项目三悬架任务一悬架结构认知一、悬架的作用与组成1．悬架的功用悬架是车身与车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是：（1）弹性地连接车桥与车架或车身；（2）衰减弹性系统引起的振动；（3）导向作用，使车轮按一定的轨迹相对车身运动。
项目三悬架任务一悬架结构认知2．悬架的组成现代汽车的悬架结构形式有很多，但一般都有弹性元件、导向装置、减振器和横向稳定杆等部件组成，如图所示。
项目三悬架任务一悬架结构认知（1）弹性元件：它使车身与车轮之间保持弹性连接，可以缓和不良路面带来的冲击和承受并传递垂直载荷。
（2）导向装置：用来传递纵向和横向间的各种力和力矩，并确定车轮相对于车身运动的关系。
（3）减振器：用来减轻对路面产生的冲击，使震动减弱，提高乘坐的舒适性和驾驶的稳定性。
（4）横向稳定杆：可以防止车身发生过大的倾斜，提高汽车行驶的平顺性、舒适性、操纵的稳定性。
项目三悬架任务一悬架结构认知二、悬架的分类悬架的结构形式很多，分类方法也不尽相同。
按导向机构形式来分，可分为非独立悬架和独立悬架两大类。
左右两上车轮安装在一根整体式车轿上，车桥通过悬架和车架相连。
当一侧车轮因路面不平整等原因而发生变化时，另一侧车轮的位置也相应发生变化。
2．独立悬架的结构特点车桥是做成断开的，两侧车轮相对独立于各自的悬架和车身。
这样，当一侧车轮因路面不平整等原因而发生变化时，另一侧车轮的位置几乎不发生变化。
三、弹性元件汽车上常用的弹性元件主要包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧等。
1．钢板弹簧钢板弹簧的中部通过U形螺栓与刚性的驱动桥相连接，如图所示；项目三悬架任务一悬架结构认知2．螺旋弹簧螺旋弹簧是用弹簧钢钢棒料卷制而成，它们有刚度不变的圆柱形螺旋弹簧和刚度可变的圆锥形螺旋弹簧，如图所示。
项目三悬架任务一悬架结构认知3．扭杆弹簧扭杆弹簧的扭杆用合金弹簧钢做成，具有较高的弹性，既可扭曲变形又可复原，它的一端与车架固定连接，另一端与悬架控制臂连接，通过扭杆的扭转变形达到缓冲作用，如图所示。
简单介绍一下常见的汽车底盘悬架类型
汽车底盘悬架是指连接车身和车轮之间的一系列装置，主要作用是传递作用在车轮和车身之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，以保证汽车能平顺地行驶。
下面是几种常见的汽车底盘悬架类型：
- 麦弗逊式独立悬架：麦弗逊式独立悬架是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一，其主要结构由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。
它的优点是结构简单、占用空间小、响应较快、制造成本低，但缺点是稳定性不佳，抗侧倾和制动点头能力较弱。
- 双叉臂式独立悬架：双叉臂式独立悬架拥有上下两个叉臂，横向力由两个叉臂同时吸收，支柱只承载车身重量，因此横向刚度大。
其优点是侧向支撑好、抓地力强、路感清晰，但缺点是制造成本高、悬架定位参数设定复杂。
- 多连杆式独立悬架：多连杆式独立悬架是由连杆，减震器和弹性元件组成的，它的优点是舒适性好、操控性好、结构简单，但缺点是占用空间大、成本高、高速稳定性较差。
- 扭力梁式非独立悬架：扭力梁式非独立悬架是由两个纵摆臂和一个横梁组成的，其优点是结构简单、占用空间小、成本低，但缺点是舒适性较差、操控性较差、抗侧倾能力较弱。
不同类型的汽车底盘悬架具有不同的特点，在选择汽车底盘悬架时，要根据车辆的用途、行驶环境等因素进行综合考虑。
汽车底盘构造与维修-教案 第27、28节 悬架
教学设计
教学过程
教学环节教师讲授、指导（主导）内容
学生学习、
操作（主体）活动
时间
分配
一二三组织教学
复习提问
（四）悬架
1.作用：把车桥和车架弹性地连接起来，并用它来吸收和缓
和行驶中因路面不平引起的车轮跳动而传给车架的冲击和振
动；传递路面作用于车轮的支持力、驱动力、制动力和侧向
力及其产生的力矩。
2.分类
⑴独立悬架
①双叉式独立悬架
②撑杆式独立悬架
⑵非独立悬架
①钢板弹簧非独立悬架
②螺旋弹簧非独立悬架
3.组成
⑴弹性元件
①钢板弹簧
②螺旋弹簧
③扭杆弹簧
④气体弹簧
⑤横向稳定杆
⑵减振器
①工作原理:利用液体流动的阻力来消耗振动的能量，使振动
消失。
可将它的工作原理分为压缩和伸张两个行程加以说明。
②影响阻尼力的因素：活塞移动速度、节流孔大小、油液粘
教师介绍这次教学
任务内容，学生了解
本次课学习内容。
通过图片介绍本节
重点
教师讲授，学生认真
听讲，记好笔记。
记忆背诵
2min
8min
10min
10min。
汽车底盘的悬挂系统全解
——悬挂系统
常见汽车悬挂解析
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现代汽车的悬挂
• 支持车身，改善乘坐的感觉。 • 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。
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飞度麦弗逊式前悬架
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悬挂系统的介绍
纵臂式独立悬挂系统
单纵臂式悬挂系统当车轮上下跳动时会使主销后倾角产生
较大的变化，因此单纵臂式悬挂系统不用在转向轮上。这种
单臂式悬挂系统已经很少在现代轿车上使用了。
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悬挂系统的介绍
多连杆式独立悬挂系统
多连杆独立悬挂，可分为多连杆前悬挂和多连杆后悬挂系统。
• 在汽车高速行驶中转向时，车身会产生很 大的横向倾斜和横向角振动。
• 为减少这种横向倾斜，常在悬架中加设横 向稳定器。
• 应用得最多的是杆式横向稳定器。
2019/9/9
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工作原理
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悬挂系统的介绍
麦弗逊式独立悬挂系统
螺旋弹簧套在减震器上组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力
麦弗逊式独立悬挂系统
麦弗逊式悬挂是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一。 麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成， 绝大部分车型还会加上横向稳定杆。
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横向稳定器
汽车悬挂系统结构原图解
汽车悬挂系统结构原理图解系统结构，汽车，原理，图解, 悬挂汽车悬挂系统结构原理图解教程什么是悬挂系统舒适性是轿车最重要的使用性能之一。
舒适性与车身的固有振动特性有关,而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关。
所以，汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部件。
同时，汽车悬架做为车架(或车身)与车轴(或车轮）之间作连接的传力机件，又是保证汽车行驶安全的重要部件。
因此，汽车悬架往往列为重要部件编入轿车的技术规格表，作为衡量轿车质量的指标之一.汽车车架（或车身）若直接安装于车桥(或车轮）上，由于道路不平，由于地面冲击使货物和人会感到十分不舒服，这是因为没有悬架装置的原因。
汽车悬架是车架（或车身）与车轴(或车轮)之间的弹性联结装置的统称。
它的作用是弹性地连接车桥和车架(或车身），缓和行驶中车辆受到的冲击力。
保证货物完好和人员舒适；衰减由于弹性系统引进的振动,使汽车行驶中保持稳定的姿势，改善操纵稳定性;同时悬架系统承担着传递垂直反力，纵向反力(牵引力和制动力）和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架（或车身)上，以保证汽车行驶平顺;并且当车轮相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用.悬架结构形式和性能参数的选择合理与否，直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。
由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之一。
一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。
弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。
弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。
减振器用来衰减由于弹性系统引起的振，减振器的类型有筒式减振器,阻力可调式新式减振器，充气式减振器。
导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩,同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动，通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。
种类有单杆式或多连杆式的。
《汽车底盘构造与维修》PPT课件-理论课12悬架
• 6、单斜臂式 悬架
• 单斜臂式悬 架是介于单横 臂与单纵臂之 间的一种悬架 结构。单斜臂 的摆动轴线与 汽车纵轴线成 一定夹角θ （0°‹θ‹90° ），如图3-38 所示。
图3-38 单斜臂式悬架
图3-32 奥迪A4轿车不等长双横臂式螺旋弹簧独立悬架
• 2、纵臂式独立悬架 • 纵臂式独立悬架是指车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架结构，又分为
单纵臂式和双纵臂式两种形式，如图3-33、3-34所示。
图3-33 单纵臂式扭杆弹簧独立悬架 图3-34 双纵臂式扭杆弹簧独立悬架
• 3、多杆式独立悬架
• 多杆式独立悬架结 构（如图3-35所示）， 独立悬架中多采用 螺旋弹簧，因而对 于侧向力，垂直力 以及纵向力需加设 导向装置即采用杆 件来承受和传递这 些力。应用：一些 轿车上为减轻车重 和简化结构采用多 杆式悬架。
图3-28 独立悬架和非独立悬架
• 钢板弹簧被用做非独立悬架 的弹性元件，由于它兼起导 向机构的作用，使得悬架系 统大为简化。应用：货车的 前、后悬架中。如图3-29所 示。图3-29 钢板式非独立 悬架螺旋弹簧作为弹性元件， 只能承受垂直载荷，所以其 悬架系统要加设导向机构和 减振器。螺旋弹簧非独立悬 架常用于轿车的后悬架。用 螺旋弹簧作为弹性元件时， 必须在悬架系统中安装导向 装置和减振器。如图3-30所 示。
图3-35 多连杆式独立悬架
• 4、烛式悬架
• 烛式悬架的 结构特点时车 轮沿主销轴线 上下移动，如 图3-36所示。
图3-36 烛式悬架
• 5、麦弗逊式独立悬架（又称滑柱摆臂式或支柱式） • 这种悬架主要由减振器、螺旋弹簧、横摆臂和横向稳定杆
等元件组成，如图3-37所示。
图3-37 麦弗逊式独立悬架
悬架的基本组成
悬架是指车辆底盘和车轮之间的连接系统，用于支撑和缓冲车身在路面行驶过程中的冲击和振动。
它由多个组成部分组成，包括：
弹簧（Spring）：弹簧是悬架系统的主要支撑元件，用于吸收和储存由路面不平和车辆运动引起的能量。
常见的弹簧类型包括线圈弹簧、扭力杆弹簧和气囊弹簧等。
减震器（Shock Absorber）：减震器（也称为阻尼器）与弹簧一起工作，用于减少车身的弹跳和振动。
它通过控制弹簧的振动速度和幅度来稳定车身，并提供更舒适的乘坐感受。
悬挂臂（Control Arm）：悬挂臂是连接车轮和车身的重要部件，它通过悬挂连接点将车轮悬挂在车身上。
悬挂臂的设计和位置对车辆的悬挂性能和操控性能有重要影响。
轴承（Bearing）：悬架系统中的轴承用于减少车轮和其他悬架部件之间的摩擦，使悬架能够顺畅运动。
连杆（Link）：连杆用于连接悬挂臂和其他悬架组件，提供结构稳定性和悬挂调节能力。
轮毂和轮胎（Hub and Tire）：轮毂连接车轮到悬架系统，而轮胎提供与路面的接触，承担车辆的负荷和提供牵引力。
悬架控制系统（Suspension Control System）：某些高级车辆配备了悬架控制系统，如主动悬架或自适应悬架，它们通过传感器和电子控制单元（ECU）监测和调节悬架系统的运动和特性，以提供更好的悬架性能和乘坐舒适性。
这些是悬架系统的基本组成部分，不同类型的车辆和悬架系统可能会有一些特定的组件或设计。
悬架系统的设计和调节对于车辆的行驶稳定性、操控性能和乘坐舒适性具有重要影响。
汽车底盘构造 第11章 悬架
二、螺旋弹簧 （弹簧钢棒卷制而成）
多用于独立悬架
☺无需润滑，不忌泥污 ☺所需纵向安装空间不大，弹簧本身质量小 必须另装减振器 只能承受垂直载荷，须装设导向机构
三、 扭杆弹簧
扭杆弹簧：由弹簧钢制成的扭杆，通过沿轴向扭转变形来 缓和冲击。
四、气体弹簧
利用气体的可压缩性实现弹簧作用，刚度可变
分类：
二、横臂式独立悬架 1. 单横臂式
目前在前悬架中很少采用
2. 双横臂式
主销内倾角不变，轮距变
主销角度和轮距变化不大
三、纵臂式独立悬架
1. 单纵臂式独立悬架
螺旋弹簧单纵臂式后独立悬架
2. 双纵臂式独立悬架
图示为矩形断面叠片式扭杆弹簧
等长纵摆臂，主销后倾角不变，适用于转向轮
四.车轮沿主销移动的悬架
前滑板式 支座
后滑板式 支座
前支架 总成
吊耳总成
渐变刚度钢板弹簧后悬架
二、螺旋弹簧式非独立悬架 常用作轿车后悬架
三、空气弹簧非独立悬架
四、油气弹簧非独立悬架 • 油气弹簧、上、下纵向推力杆，横向推力杆 • 平顺性好，可变刚度
第五节 独立悬架
一、概述
1.优点
➢ 两侧车轮单独运动互不干涉 ➢ 可减少车身振动，有助于消除车轮偏摆； ➢ 降低非簧载质量，冲击载荷小，平均车速提高； ➢ 降低汽车重心，提高行驶稳定性； ➢ 车轮跳动空间大，可减小悬架刚度，提高平顺性。
节的悬架。 半主动悬架：只有悬架阻尼可以自动调节的悬架。
按汽车悬架的结构特点分为： 非独立悬架：两侧车轮由整体式车桥刚性的连接在一起，只能共
同运动的悬架。广泛应用于货车、客车和轿车后悬架。 独立悬架：两侧车轮由断开式车桥连接，车轮单独通过悬架与车
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（1）对称/非对称钢板弹簧
► 多片式钢板弹簧
▪ 可以同时起到缓冲、减振、导向和传力的作用 ▪ 用于货车后悬架可以不装减振器
（2）变截面钢板弹簧
► 变截面钢板弹簧
▪ 一些轻型货车和客车采用由单片或2～3片变厚度断面 的弹簧片构成的少片变截面钢板弹簧
▪ 其弹簧片的断面尺寸沿长度方向是变化的，片宽保持 不变，它可以实现汽车的轻量化。
▪ 防止车身产生过大侧倾
3. 悬架自振频率
► 悬架系统的频率
▪ 与汽车的平顺性（也称舒适性）有直接关系 ▪ 悬架频率 n 随簧载质量的变化而变化 ▪ 人体最舒适的频率范围为1～1.6Hz ▪ 如果要将汽车行驶过程中的频率保持在1～1.6Hz内，
最好采用变刚度悬架
► 悬架自振频率表达式：
▪ n-悬架的频率； ▪ M-簧载质量； ▪ K-悬架刚度； ▪ g-重力加速度 ▪ f-悬架垂直变形（挠度）
2. 螺旋弹簧
► 应用
▪ 螺旋弹簧用弹簧钢棒料卷 制而成，常用于各种独立 悬架
► 特点
▪ 没有减振和导向功能，只 能承受垂直载荷
▪ 在螺旋弹簧悬架中必须另 装减振器和导向机构，前 者起减振作用，后者用以 传递垂直力以外的各种力 和力矩，并起导向作用
3. 扭杆弹簧
► 扭杆弹簧原理
▪ 是一根由弹簧钢制成的杆， 扭杆断面通常为圆形，少数 为矩形或管形。
► 特点
▪ 作用在弹簧上的载荷增加时，容器中气压升高，弹 簧刚度增大；
▪ 当载荷减小时，气压下降，刚度减小 ▪ 气体弹簧具有理想的变刚度特性
► 类型
▪ 空气弹簧 ▪ 油气弹簧
（1）空气弹簧 air spring
1）囊式空气弹簧
► 结构特点
▪ 由夹有帘线的橡胶气囊和密闭压缩空气组成 ▪ 气囊结束越多，弹性越好，但密封性越差 ▪ 节与节间有钢质腰环，防止径向扩张相互摩擦
二、弹性元件
►钢板弹簧 ►螺旋弹簧 ►扭杆弹簧 ►气体弹簧 ►橡胶弹簧
1. 钢板弹簧
► 钢板弹簧组成
▪ 由若干片等宽但不等长 的合金弹簧片组合而成
▪ 近似等强度的弹性梁， ▪ 多数情况下由多片弹簧
组成
► 钢板弹簧安装
▪ 最长的一片为主片，其 两端弯成卷耳，内装衬 套
▪ 用弹簧销与固定在车架 上的支架或吊耳作铰链 连接
4. 悬架类型
► 非独立悬架
▪ 两侧车轮通过整体式车桥相连，车桥通过悬架 与车架或车身相连
▪ 如果行驶中路面不平，一侧车轮发生跳动，整 体式车桥将迫使另一侧车轮在汽车横向平面内 摆动
悬架类型
► 独立悬架
▪ 车桥是断开的，每一侧车轮单独地通过悬架与 车架（或车身）相连
▪ 每一侧车轮可以独立跳动，互不影响
▪ 两级压力式
1）单气室油气弹簧
①油气分隔式
► 结构特点
▪ 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
▪ 防止油液乳化， 且便于充气
单气室油气弹簧
②油气不分隔式
► 结构特点
▪ 工作缸固定在车架上，管形活塞 下端与转向节相连
▪ 前悬架弹性元件和减振元件，兼 作转向主销
► 特性
▪ 变刚度特性
► 载荷不同，压力不同 ► 弹簧刚度与车身重量变化率一致
▪ 车身固有频率
► 保持不变（与行驶性能有关）
（c
▪ 氮气—弹性介质
▪ 油液—传力介质
► 特点
▪ 变刚度
▪ 液力减振
► 分类
▪ 单气室
► 油气分隔式
► 油气不分隔式
▪ 双气室(带反气压式)
悬架 suspension
轮式汽 车行驶
系
主要内容
►主要内容
▪ 悬架概述 ▪ 弹性元件（※） ▪ 减振器（※） ▪ 非独立悬架 rigid axle suspension ▪ 独立悬架（※）independent suspension ▪ 主动悬架和半主动悬架
►主题研讨活动
▪ 电控空气悬架技术
本次课程任务
► 弹性元件
▪ 钢板弹簧/螺旋弹簧/扭杆弹簧/气体弹簧
► 减振器
▪ 双向作用筒式减振器 ▪ 充气式减振器
► 非独立悬架
▪ 纵置板簧非独立悬架 ▪ 螺旋弹簧非独立悬架
► 独立悬架
▪ 横臂式独立悬架（※） ▪ 纵臂式独立悬架 ▪ 麦弗逊悬架（※）
一、悬架概述
1. 悬架功用
►悬架功用
▪ 起传力作用：把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向 反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
充油液，而反压气室内的气压下降
► 当弹簧处于伸张行程时
▪ 主活塞下移，主气室内的气压降低 ▪ 主活塞下油液流回浮动活塞的下面，推动活塞上移，而使反压
气室内的气压增高 ▪ 提高了伸张行程的弹簧刚度
②结构特点
▪ 主气室/反压力室：油 气不分隔式
▪ 工作缸体与车架相连， 下端与车桥相连
▪ 阻尼阀座上设有阻尼 阀，保证油气弹簧在 压缩和伸张行程中具 有不同的阻尼力
▪ 起缓冲减振作用：利用弹性元件和减振器 ▪ 起导向作用：利用传力构件使车轮按一定轨迹相对于
车架或车身跳动 ▪ 利用横向稳定器，防止车身在转向等行驶情况下发生
过大的侧向倾斜
2. 悬架组成
► 弹性元件
▪ 起缓冲作用；
► 减振元件
▪ 起减振作用；
► 传力机构或导向机构
▪ 起传力和导向作用；
► 横向稳定器
▪ 两端形状可以做成花键、方 形、六角形或带平面的圆柱 形等，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
4. 气体弹簧
► 原理
▪ 气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩气体，利 用气体可压缩性实现弹簧的作用
2）膜式空气弹簧
► 结构特点
▪ 由橡胶膜片和金属压制件组成 ▪ 与气囊式相比
► 弹性特性曲线比较理想 ► 因其刚度较小，车身自振频率较低 ► 因其尺寸较小，在车上便于布置，故多用于轿车
3）空气弹簧原理
► 弹簧弹力
▪ F=pi×Aw
► pi：空气压力 ► Aw：有效作用面积 ► dw：有效作用直径（褶皱最低点直径）
▪ 管形活塞内腔和环形腔充满油液 ▪ 管形活塞头上油层，既可润滑活
塞又可作为气室的密封
▪ 油层上方高压气室，充满高压氮 气，气体和油液之间没有任何隔 离装置
2）双气室油气弹簧
①工作原理 ► 当弹簧处于压缩行程时
▪ 主活塞上移，使主气室内气压增高，弹簧刚度增大 ▪ 浮动活塞下油液，在反压气室的气压作用下流入主活塞下面补