汽车原理与结构-悬架与转向系统
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汽车转向系统
1-操纵机构 2-控制阀 3-转向器与动力缸总成 4-传动机构 5-油罐 6-液压泵
汽车工程基础
动力转向系的组成及工作原理 2、工作原理： 工作原理：
当汽z车直线行驶时， 当汽z车直线行驶时，转向控 制阀2将转向油泵6 制阀2将转向油泵6泵出来的工作 液与油罐相通， 液与油罐相通，转向油泵处于卸 荷状态， 荷状态，动力转向器不起助力作 当汽车需要向右转向时， 用。当汽车需要向右转向时，驾 驶员向右转动转向盘， 驶员向右转动转向盘，转向控制 阀将转向油泵泵出来的工作液与 腔接通， 腔与油罐接通， R腔接通，将L腔与油罐接通，在 油压的作用下，活塞向下移动， 油压的作用下，活塞向下移动， 通过传动结构使左、 通过传动结构使左、右轮向右偏 从而实现右转向。 转，从而实现右转向。向左转向 情况与上述相反。 时，情况与上述相反。
汽车工程基础
循环球式转向器
第二级齿条 齿扇传动副
第一级螺杆 螺母传动副
汽车工程基础
循环球式转向器
汽车工程基础
蜗杆曲柄指销式转向器
传动副的组成： 传动副的组成： 主动件：转向蜗杆； 主动件：转向蜗杆； 从动件：指销。 从动件：指销。
汽车工程基础
转向传动机构
汽车工程基础
与非独立悬架配用的转向传动机构
汽车工程基础
齿轮齿条式转向器
汽车工程基础
循环球式转向器
一般采用两级传动： 一般采用两级传动： 第一级为螺杆螺母传动副； 第一级为螺杆螺母传动副； 第二级为齿条齿扇传动副。 第二级为齿条齿扇传动副。 特点： 特点： 正传动效率高达90%~95%，转向省力； ，转向省力； 正传动效率高达 寿命长，工作平稳； 寿命长，工作平稳； 逆效率也很高，容易打手。 逆效率也很高，容易打手。
汽车工程基础
动力转向系的组成及工作原理 2、工作原理： 工作原理：
当汽z车直线行驶时， 当汽z车直线行驶时，转向控 制阀2将转向油泵6 制阀2将转向油泵6泵出来的工作 液与油罐相通， 液与油罐相通，转向油泵处于卸 荷状态， 荷状态，动力转向器不起助力作 当汽车需要向右转向时， 用。当汽车需要向右转向时，驾 驶员向右转动转向盘， 驶员向右转动转向盘，转向控制 阀将转向油泵泵出来的工作液与 腔接通， 腔与油罐接通， R腔接通，将L腔与油罐接通，在 油压的作用下，活塞向下移动， 油压的作用下，活塞向下移动， 通过传动结构使左、 通过传动结构使左、右轮向右偏 从而实现右转向。 转，从而实现右转向。向左转向 情况与上述相反。 时，情况与上述相反。
汽车工程基础
循环球式转向器
第二级齿条 齿扇传动副
第一级螺杆 螺母传动副
汽车工程基础
循环球式转向器
汽车工程基础
蜗杆曲柄指销式转向器
传动副的组成： 传动副的组成： 主动件：转向蜗杆； 主动件：转向蜗杆； 从动件：指销。 从动件：指销。
汽车工程基础
转向传动机构
汽车工程基础
与非独立悬架配用的转向传动机构
汽车工程基础
齿轮齿条式转向器
汽车工程基础
循环球式转向器
一般采用两级传动： 一般采用两级传动： 第一级为螺杆螺母传动副； 第一级为螺杆螺母传动副； 第二级为齿条齿扇传动副。 第二级为齿条齿扇传动副。 特点： 特点： 正传动效率高达90%~95%，转向省力； ，转向省力； 正传动效率高达 寿命长，工作平稳； 寿命长，工作平稳； 逆效率也很高，容易打手。 逆效率也很高，容易打手。
汽车悬挂系统结构原理详细图解
汽车悬挂系统结构原理图解Post by：2010-10-419:48:00什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动，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。
钢板弹簧作为弹性元件时，可不另设导向机构，它本身兼起导向作用。
A4-04-电控悬架系统
5
自动水平控制悬架
系统组成（凯迪拉克SLS）
电控悬架控制模块 电控悬架控制模块（ESC）是整个系统的控制中心，控制悬架高度并检测系统
故障。 模块监测来自悬架高度传感器和气压传感器的输入信息，确定何时调节车身后
部高度达到车辆整备高度。 控制空气压缩泵的工作时间（限制在255秒以内），防止空气温度过高。
控制模块向减振器电磁线圈发出1000次/秒的电子指令，用以改变油液的流动特 性，使减振器获得低阻力与高阻力之间的任何状态，实现悬架系统持续可变的 实时减振。
20
控制原理
ESC输入信息 • 车身高度 • 车辆速度 • 方向盘转向角度 • 制动压力 • 偏航率
ESC输出信息 • 阻尼控制 • 诊断故障代码
30
半主动式阻尼系统
控制原理
系统工作模式 驾驶员可以通过模式开关选择4种不同的工作模式。
31
单元总结
32
谢谢
33
22
半主动式阻尼系统
系统组成
SADS系统主要由一个悬架控制模块、三个车身加速度感应传感器、两个前轮 加速度传感器和四个带阻尼调节执行器的减振器等部件组成。
1. 右前车身加速度传感器(FR) 2. 左前车身加速度传感器(FL) 3. 后部车身加速度传感器(R ) 4. 右前车轮加速度传感器(FR) 5. 左前车轮加速度传感器(FL) 6. 悬架控制模块(ECU)
吸收压缩空气中的水分，防止减振 器内部积水
空气排出气囊时，水分也随之被排 到大气中
内部包含一个能维持48～97kPa的 限压阀，以限制系统压力，提高空 气软管的可靠性。
气压传感器 气压传感器一般位于空气压缩泵
输出管路上。ESC通过气压传感器的信 号电压来判断压缩泵是否发挥作用及 系统气压是否稳定。
自动水平控制悬架
系统组成（凯迪拉克SLS）
电控悬架控制模块 电控悬架控制模块（ESC）是整个系统的控制中心，控制悬架高度并检测系统
故障。 模块监测来自悬架高度传感器和气压传感器的输入信息，确定何时调节车身后
部高度达到车辆整备高度。 控制空气压缩泵的工作时间（限制在255秒以内），防止空气温度过高。
控制模块向减振器电磁线圈发出1000次/秒的电子指令，用以改变油液的流动特 性，使减振器获得低阻力与高阻力之间的任何状态，实现悬架系统持续可变的 实时减振。
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控制原理
ESC输入信息 • 车身高度 • 车辆速度 • 方向盘转向角度 • 制动压力 • 偏航率
ESC输出信息 • 阻尼控制 • 诊断故障代码
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半主动式阻尼系统
控制原理
系统工作模式 驾驶员可以通过模式开关选择4种不同的工作模式。
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单元总结
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谢谢
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半主动式阻尼系统
系统组成
SADS系统主要由一个悬架控制模块、三个车身加速度感应传感器、两个前轮 加速度传感器和四个带阻尼调节执行器的减振器等部件组成。
1. 右前车身加速度传感器(FR) 2. 左前车身加速度传感器(FL) 3. 后部车身加速度传感器(R ) 4. 右前车轮加速度传感器(FR) 5. 左前车轮加速度传感器(FL) 6. 悬架控制模块(ECU)
吸收压缩空气中的水分，防止减振 器内部积水
空气排出气囊时，水分也随之被排 到大气中
内部包含一个能维持48～97kPa的 限压阀，以限制系统压力，提高空 气软管的可靠性。
气压传感器 气压传感器一般位于空气压缩泵
输出管路上。ESC通过气压传感器的信 号电压来判断压缩泵是否发挥作用及 系统气压是否稳定。
汽车原理与结构 悬架与转向系统讲解
许多情况下非独立悬架已无法满足车辆行驶的平顺性和 操纵的稳定性。
a）非独立悬架 整体车桥，一侧
车轮受路面影响时将 涉及到另一侧。
b）独立悬架 车桥制成分体式，
每一侧车轮都可独立 相对地面（或车架）跳动。
共22页 第2页
（1）独立悬架的结构特点 ●两侧车轮可独立跳动，行驶时减轻车架振动 ●减少汽车非簧载质量（与簧载质量相对，非簧载质 量越小，对车架的振动越小） ●断开的车桥为汽车其他总成提供了空间 （如：发动机总成位置可降低、前移；车轮上下运 动的空间加大等） ●结构复杂、制造成本高、维修困难、轮胎磨损较大 独立悬架结构类型繁多，并广泛运用于小型车辆。 目前全球各地的轿车前悬架全部采用独立悬架，越野 车通常所有轮都采用独立悬架。
共22页 第5页
转动中 心
前进方 向
左图：纵臂式独立悬架结构 示意图图
纵臂
右图：烛式和麦弗逊式独立悬架 结构示意图
●烛式：车轮可以沿固定在车架上的主销直线移动 ●麦弗逊式：滑柱连杆式，烛式的改进，增加了横摆臂
共22页 第6页
斜臂式独立悬架示意图
车轮的浮动是沿某一确定的轴线摆动，其摆动平面 倾斜于车体的纵、横截面
所有传力件为机械零件，即所谓机械转向系； 对大型汽车来说，转向控制则要兼用人力、
发动机动力（人力仅占小部分），这类系统称为 动力转向系。
10吨以上重型车，一旦动力转向失灵，人力 将很难（无法）完成汽车转向。
●机械转向系统 ●动力转向系统
共22页 第18页
一、汽车转向系统的组成
无论是机械还是动力，转向系统都是由 转向操作、运
构与纵臂式独立悬架相似。 采用钢板弹簧，并充当杠杆，两端为二、三轮轴中
心，整体相当于一套以悬架中心为支点的等臂杠杆，可 保证车轮在不平路面行驶时垂直荷载分布的均匀性。
a）非独立悬架 整体车桥，一侧
车轮受路面影响时将 涉及到另一侧。
b）独立悬架 车桥制成分体式，
每一侧车轮都可独立 相对地面（或车架）跳动。
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（1）独立悬架的结构特点 ●两侧车轮可独立跳动，行驶时减轻车架振动 ●减少汽车非簧载质量（与簧载质量相对，非簧载质 量越小，对车架的振动越小） ●断开的车桥为汽车其他总成提供了空间 （如：发动机总成位置可降低、前移；车轮上下运 动的空间加大等） ●结构复杂、制造成本高、维修困难、轮胎磨损较大 独立悬架结构类型繁多，并广泛运用于小型车辆。 目前全球各地的轿车前悬架全部采用独立悬架，越野 车通常所有轮都采用独立悬架。
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转动中 心
前进方 向
左图：纵臂式独立悬架结构 示意图图
纵臂
右图：烛式和麦弗逊式独立悬架 结构示意图
●烛式：车轮可以沿固定在车架上的主销直线移动 ●麦弗逊式：滑柱连杆式，烛式的改进，增加了横摆臂
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斜臂式独立悬架示意图
车轮的浮动是沿某一确定的轴线摆动，其摆动平面 倾斜于车体的纵、横截面
所有传力件为机械零件，即所谓机械转向系； 对大型汽车来说，转向控制则要兼用人力、
发动机动力（人力仅占小部分），这类系统称为 动力转向系。
10吨以上重型车，一旦动力转向失灵，人力 将很难（无法）完成汽车转向。
●机械转向系统 ●动力转向系统
共22页 第18页
一、汽车转向系统的组成
无论是机械还是动力，转向系统都是由 转向操作、运
构与纵臂式独立悬架相似。 采用钢板弹簧，并充当杠杆，两端为二、三轮轴中
心，整体相当于一套以悬架中心为支点的等臂杠杆，可 保证车轮在不平路面行驶时垂直荷载分布的均匀性。
《汽车悬架、转向与制动系统维修》课程标准
汽车运用与维修专业《汽车悬架、转向与制动系统维修》课程标准【课程名称】汽车悬架、转向与制动系统维修【适用专业】中等职业学校汽车运用与维修专业1．课程性质《汽车悬架、转向与制动系统维修》是中等职业学校汽车运用与维修专业的一门专业课程，使学生掌握汽车制动、悬架及转向系统维修必要的知识和基本技能，具有汽车底盘相应故障诊断与排除的能力，培养学生学习掌握相关专业知识的能力，培养学生科学、严谨的精神，为职业岗位提供高等技术应用型专门人才。
2．课程的设计思路该课程着眼于学生的终身学习与可持续性发展，关注学生素质,关注学生职业岗位能力的培养。
该课程是依据“汽车运输类专业工作任务与职业能力分析表”中的汽车运输类专业汽车制动、悬架及转向系统维修常识设置的。
其总体设计思路是，打破以知识传授为主要特征的传统学科课程模式，转变为以工作任务为中心组织课程内容，并让学生在完成具体项目的过程中学会完成相应工作任务，并构建相关理论知识，发展职业能力。
课程内容突出对学生职业能力的训练，理论知识的选取紧紧围绕工作任务的需要来进行，同时又充分考虑了中等职业教育对理论知识学习的需要，并融合了相关职业资格等级标准对知识、技能和态度的要求。
3．课程目标通过任务驱动型的项目教学活动，激发学生对本课程的学习兴趣。
掌握汽车制动、悬架及转向系统维修的内容，培养学生的创新精神、实践技能和创业能力，同时注重培养学生的认真负责的工作态度和一丝不苟的工作作风。
职业能力目标:1）掌握汽车汽车制动、悬架及转向系统作用、分类、结构和工作原理。
2）掌握汽车汽车制动、悬架及转向系统技术状况和故障的诊断与检修，能准确分析故障的原因。
3）掌握汽车汽车制动、悬架及转向系统各零部件常用的检修方法。
4）掌握汽车汽车制动、悬架及转向系统的故障诊断与排除方法。
5）了解常见汽车制动、悬架及转向系统诊断仪器和设备的使用方法。
4．课程内容和要求5．实施建议⑴教材编写1）以“工作任务”为主线设计教材，将本专业知识分解成若干任务进行学习。
14 汽车构造-第十三章 汽车转向系统
2020/11/17
29
第四节 轿车四轮转向系统
二、前轮主动转向系统 为了全面改进汽车在各种使用条件下的转向性能，有的汽车采用前轮主动转 向系，如图13-24所示。
图13-24 前轮主动转向系示意图
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1-转向器 2-电控单元 3-转向电动机 4-转向角度叠加机构
30
• 前轮主动转向系的组成见图13-25，它是在电控动力转向系的基础上 增加可变转向传动比的双排行星齿轮机构。
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11
一、转向操纵机构
1.转向盘
图13-6 转向盘的构造 a)三根辐条 b)四根辐条 c)转向盘外观
1—轮缘 2—轮辐 3—轮毂
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12
一、转向操纵机构
2.安全转向柱 对于轿车，要求转向柱套管必须备有缓和冲击的吸能装置。安全转向柱 和转向柱套管的吸能装置有多种形式。其基本结构原理是，当受到巨大 冲击时，安全转向柱产生轴向位移，使支架或某些支承件产生塑性变形， 从而吸收冲击能量。
3
2.动力转向系统
图13-2所示为液压式动力转向系的结构图。
图13-2 液压式动力转向系结构图
1-转向盘 2-安全转向柱 3-转向传动轴 4-转向万向节 5-护罩 6-转向横拉杆
7-球头销 8-转向器 9-储油罐 10-转向助力泵 11-转向动力缸 12-回油管
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4
2.动力转向系统
传给转向传动机构。 • 汽车上采用许多种结构形式的转向器，如齿轮齿条式、循环球式等。
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14
1.齿轮齿条式转向器
齿轮齿条式转向器的结构与工作原理如图13-8所示。
图13-8 齿轮齿条式转向器工作原理示意图 1-防尘罩 2-转向齿轮 3-转向齿条 4-转向传动轴
汽车原理与结构-悬架与转向系统讲解共24页
Thank you
汽车原理与结构-悬架与转向系统讲解
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 5是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
汽车原理与结构-悬架与转向系统讲解
51、没有哪个社会可以制订一部永远 适用的 宪法， 甚至一 条永远 适用的 法律。 ——杰 斐逊 5是这样 一种的 网，触 犯法律 的人， 小的可 以穿网 而过， 大的可 以破网 而出， 只有中 等的才 会坠入 网中。 ——申 斯通 54、法律就是法律它是一座雄伟的大 夏，庇 护着我 们大家 ；它的 每一块 砖石都 垒在另 一块砖 石上。 ——高 尔斯华 绥 55、今天的法律未必明天仍是法律。 ——罗·伯顿
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
培训悬架和转向课件
活塞速度
活塞速度
活塞速度
高（坚固）
中（跑车）
低（软）
低（软）
中（跑车）
高（坚固）
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
概述
(1/1)
2. 类型
按作用划分
单作用
按结构划分
按工作介质分
多作用
单筒
双筒
液压
充气
减震器规格
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
结构和操作
(1/4)
活塞杆
杆导
油封
回弹限位块
特性
(2/4)
2. 阻尼力和弹簧刚性控制
(1) 防后坐控制
(2) 防侧倾控制
(3) 防点头控制
(4) 高速控制
(5) 变速后坐控制
N
D
底盘技师>>悬架和转向>>EMS和空气悬架
EMS（电子调节悬架）和空气悬架
特性
(3/4)
(6) 半主动控制
粗糙路面控制
纵倾控制
跳动控制
底盘技师>>悬架和转向>>EMS和空气悬架
滚动膜
6. 空气弹簧
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
概述
(1/1)
弹簧
轮胎
减振器
悬架连杆和车桥
不带减振器
带减振器
时间
振幅
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
概述
(1/1)
1.工作原理
1. 工作原理
节流孔
活塞
阀
活塞速度
活塞速度
高（坚固）
中（跑车）
低（软）
低（软）
中（跑车）
高（坚固）
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
概述
(1/1)
2. 类型
按作用划分
单作用
按结构划分
按工作介质分
多作用
单筒
双筒
液压
充气
减震器规格
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
结构和操作
(1/4)
活塞杆
杆导
油封
回弹限位块
特性
(2/4)
2. 阻尼力和弹簧刚性控制
(1) 防后坐控制
(2) 防侧倾控制
(3) 防点头控制
(4) 高速控制
(5) 变速后坐控制
N
D
底盘技师>>悬架和转向>>EMS和空气悬架
EMS（电子调节悬架）和空气悬架
特性
(3/4)
(6) 半主动控制
粗糙路面控制
纵倾控制
跳动控制
底盘技师>>悬架和转向>>EMS和空气悬架
滚动膜
6. 空气弹簧
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
概述
(1/1)
弹簧
轮胎
减振器
悬架连杆和车桥
不带减振器
带减振器
时间
振幅
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
概述
(1/1)
1.工作原理
1. 工作原理
节流孔
活塞
阀
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事故
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障碍
系统功能的实现
普通车辆的转向系统是由人力操作的，系统 所有传力件为机械零件，即所谓机械转向系； 对大型汽车来说，转向控制则要兼用人力、 发动机动力（人力仅占小部分），这类系统称为 动力转向系。 10吨以上重型车，一旦动力转向失灵，人力 将很难（无法）完成汽车转向。 ●机械转向系统 ●动力转向系统
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转动中 心
左图：纵臂式独立悬架结构 示意图图
前进方 向
纵臂
右图：烛式和麦弗逊式独立悬架 结构示意图
●烛式：车轮可以沿固定在车架上的主销直线移动 ●麦弗逊式：滑柱连杆式，烛式的改进，增加了横摆臂
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斜臂式独立悬架示意图 车轮的浮动是沿某一确定的轴线摆动，其摆动平面 倾斜于车体的纵、横截面
共22页 第9页
（5）多轴汽车平衡悬架
多轴汽车的车轮较多，若是采用简单的非独立悬架 或直接与车架刚性连接，则不能保证所有车轮与地面的 接触；若都采用一般的独立悬架则结构过于复杂，特别 是多轴全驱动车辆，底盘构造更加复杂，不符合实际的 需求。
三轴汽车行驶情况示意图
左图：刚性连接
共22页
右图：等臂式平衡悬架
共22页 第7页
（3）烛式独立悬架 特点：
●主销固定在车架上，悬架变 形时主销参数不变
●采用螺旋弹簧，与主销制成 一体 ●转向节沿主销方向上下移动， 变形时仅轮距略变
●有利于操纵、行驶的稳定， 但主销承受全部侧向力，现代 汽车已很少采用
共22页
第8页
（4）麦弗逊式独立悬架
筒式减振器7兼有立式滑 柱的功能，横摆臂12两端分 别与车架、转向节 相连；滑柱7（减振 器）两端也分别与 车架、转向节相连。 因此该结构行驶 过程所承受侧向力 的大部分由横摆臂12 承担，减轻了滑柱的 负担。
为保证转向时所有车轮均相对地面作纯滚，车轮偏转 参数应满足以下关系：（见下图） ctgα＝OE / L＝（OD＋DE）/L ctgβ＝OD / L 则：两侧转向轮偏转角 ctgα－ ctgβ＝B / L 当取αmax有： Rmin＝L/ αmax Rmin称为车辆的最小转弯半径
共22页 第20页
E
D 双轴汽车转 向轮偏角
共22页
第22页
悬架系统的刚度、阻尼特性可以根据汽车行驶状态、
路面状况等条件不同，进行动态自适应调节，从而使悬 架始终处于最佳减振状态。
悬架刚性的可变性将大幅度提高车辆行驶的速度和
平稳性。
共22页
第13页
②主动悬架分类 20世纪八十年代以来世界各大公司争相研发这类系
统，目前丰田、沃尔沃（瑞典）等已有较成功的运用。
第10页
特点：
●使前桥转向轮承受足够的垂直荷载，保证转向功能 ●所有车轮分担的垂直荷载与平路行驶时接近，有利 于发挥汽车的设计性能（特别是多轴驱动越野车） ●避免因荷载分配不均造成的局部超载 等臂式平衡悬架是三轴汽车常见的一种悬架，其结 构与纵臂式独立悬架相似。 采用钢板弹簧，并充当杠杆，两端为二、三轮轴中
共22页
第3页
（2）独立悬架类型
●横臂式：车轮在车体横向平面内摆动 ●纵臂式：车轮在车体纵向平面内摆动 ●烛式和麦弗逊式 ；滑柱连杆形式，车轮沿直线移动 ●斜臂式：车轮在与车体成斜向的平面内摆动
如图：横臂式 独立悬架结臂
两半轴套管是独立的， 可在横截面上相对摆动
驱动桥横臂式独立悬架结构示意图
主动悬架系统按是否拥有动力源，分为全主动悬架 系统和半主动悬架系统两大类。
③全主动悬架构造
基本构造：由弹性元件、减振单元、导向机构、作 用力控制装置四大部分组成。
主动悬架中常规零部件与一般悬架功能、作用相
同，其关键部分是作用力控制装置。
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第14页
作用力控制装置包括四部分： ●执行机构： 执行控制系统的指令，按要求完成具体操作。 常用元件由液压缸、气缸、伺服电机、电磁铁等。 ●测量系统： 适时测量系统各种状态，为控制提供依据。 ●控制系统： 核心部件为计算机，完成数据的处理和发出 各种控制指令。 ●能源系统： 为以上各个部件提供能源。
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一、汽车转向系统的组成
无论是机械还是动力，转向系统都是由转向操作、运 动转换、转向传动三大部分组成，动力转向系统中则另附
有液压传力等动力装置。 5 转向器 运动转换
1、2、4为 操作部分 3 万向节
6、7、8、 10为传 动部分
机 械 转 向 系 统 示 意 图
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二、理想状态两侧转向轮偏转角
转向近似机构 设计转向传动机构各杠杆时，必须准确计
算主要参数以保证上述关系。
迄今为止，世界上所有车辆的转向传动机 构尚不能做到绝对准确，一般仅能达到α、β
在一定范围内足够接近理想状态。
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思考题：
1.独立悬架有什么结构特点？主动悬架与
传统悬架有何异同？
2.为什么要求两侧转向轮转向偏角不同？什么是转 向条件？其理想关系如何？
上次课内容回顾 轮式行驶系统 一、车轮及轮胎
●辐板式车轮
二、悬架的组成
●辐条式车轮
●轮胎
（轮辋、轮胎标准及参数）
●弹性元件
三、弹性元件
●减振部件
●导向机构
●钢板弹簧（螺旋弹簧、扭杆弹簧等） ●油气弹簧（原理：两腔四阀） 四、非独立悬架 ●悬架的功能 ●钢板弹簧非独立悬架的基本构造
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6、独立悬架
心，整体相当于一套以悬架中心为支点的等臂杠杆，可
保证车轮在不平路面行驶时垂直荷载分布的均匀性。 （如图所示）
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三轴汽车中后驱动桥平衡悬架外观图
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（6）主动悬架概述
传统的悬架（被动悬架）其刚度、阻尼特性等都是
按经验或优化设计的方法确定，这类悬架一旦用于汽
车，在任何环境下，性能保持不变。 ①主动悬架
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四轮各安 装一个油气 液 油 弹簧，经油 压 气 路相连形成 系 弹 全闭环式环 统 簧 路控制系统。 车身、车轮 的振动量经 传感器转换 伦敦城市客车所用的一 成一种信息 种主动悬架 传到控制系 统进行处理并发出指令达到执行系统，调整油气弹簧的高度 和刚度。
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第七章 汽车转向系统 操作转向系统使行进中的汽车，能按驾驶 员的意志改变行驶方向。 就轮式汽车而言，所控制的是转向桥（前 桥）车轮相对汽车纵轴线（前进方向）偏转一 定角度；另外，驾驶员也能通过这一机构校正 行驶中因意外受力所造成的车轮偏转。 交通 ●弯道 弯道 ●路面干扰 ●交通干扰 ●意外事件
随着汽车活动范围的扩展和行驶速度的不断提高， 许多情况下非独立悬架已无法满足车辆行驶的平顺性和
操纵的稳定性。
a）非独立悬架 整体车桥，一侧 车轮受路面影响时将 涉及到另一侧。 b）独立悬架 车桥制成分体式， 每一侧车轮都可独立 相对地面（或车架）跳动。
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（1）独立悬架的结构特点
●两侧车轮可独立跳动，行驶时减轻车架振动 ●减少汽车非簧载质量（与簧载质量相对，非簧载质 量越小，对车架的振动越小） ●断开的车桥为汽车其他总成提供了空间 （如：发动机总成位置可降低、前移；车轮上下运 动的空间加大等） ●结构复杂、制造成本高、维修困难、轮胎磨损较大 独立悬架结构类型繁多，并广泛运用于小型车辆。 目前全球各地的轿车前悬架全部采用独立悬架，越野 车通常所有轮都采用独立悬架。
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障碍
系统功能的实现
普通车辆的转向系统是由人力操作的，系统 所有传力件为机械零件，即所谓机械转向系； 对大型汽车来说，转向控制则要兼用人力、 发动机动力（人力仅占小部分），这类系统称为 动力转向系。 10吨以上重型车，一旦动力转向失灵，人力 将很难（无法）完成汽车转向。 ●机械转向系统 ●动力转向系统
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转动中 心
左图：纵臂式独立悬架结构 示意图图
前进方 向
纵臂
右图：烛式和麦弗逊式独立悬架 结构示意图
●烛式：车轮可以沿固定在车架上的主销直线移动 ●麦弗逊式：滑柱连杆式，烛式的改进，增加了横摆臂
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斜臂式独立悬架示意图 车轮的浮动是沿某一确定的轴线摆动，其摆动平面 倾斜于车体的纵、横截面
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（5）多轴汽车平衡悬架
多轴汽车的车轮较多，若是采用简单的非独立悬架 或直接与车架刚性连接，则不能保证所有车轮与地面的 接触；若都采用一般的独立悬架则结构过于复杂，特别 是多轴全驱动车辆，底盘构造更加复杂，不符合实际的 需求。
三轴汽车行驶情况示意图
左图：刚性连接
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右图：等臂式平衡悬架
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（3）烛式独立悬架 特点：
●主销固定在车架上，悬架变 形时主销参数不变
●采用螺旋弹簧，与主销制成 一体 ●转向节沿主销方向上下移动， 变形时仅轮距略变
●有利于操纵、行驶的稳定， 但主销承受全部侧向力，现代 汽车已很少采用
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（4）麦弗逊式独立悬架
筒式减振器7兼有立式滑 柱的功能，横摆臂12两端分 别与车架、转向节 相连；滑柱7（减振 器）两端也分别与 车架、转向节相连。 因此该结构行驶 过程所承受侧向力 的大部分由横摆臂12 承担，减轻了滑柱的 负担。
为保证转向时所有车轮均相对地面作纯滚，车轮偏转 参数应满足以下关系：（见下图） ctgα＝OE / L＝（OD＋DE）/L ctgβ＝OD / L 则：两侧转向轮偏转角 ctgα－ ctgβ＝B / L 当取αmax有： Rmin＝L/ αmax Rmin称为车辆的最小转弯半径
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E
D 双轴汽车转 向轮偏角
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悬架系统的刚度、阻尼特性可以根据汽车行驶状态、
路面状况等条件不同，进行动态自适应调节，从而使悬 架始终处于最佳减振状态。
悬架刚性的可变性将大幅度提高车辆行驶的速度和
平稳性。
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②主动悬架分类 20世纪八十年代以来世界各大公司争相研发这类系
统，目前丰田、沃尔沃（瑞典）等已有较成功的运用。
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特点：
●使前桥转向轮承受足够的垂直荷载，保证转向功能 ●所有车轮分担的垂直荷载与平路行驶时接近，有利 于发挥汽车的设计性能（特别是多轴驱动越野车） ●避免因荷载分配不均造成的局部超载 等臂式平衡悬架是三轴汽车常见的一种悬架，其结 构与纵臂式独立悬架相似。 采用钢板弹簧，并充当杠杆，两端为二、三轮轴中
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（2）独立悬架类型
●横臂式：车轮在车体横向平面内摆动 ●纵臂式：车轮在车体纵向平面内摆动 ●烛式和麦弗逊式 ；滑柱连杆形式，车轮沿直线移动 ●斜臂式：车轮在与车体成斜向的平面内摆动
如图：横臂式 独立悬架结臂
两半轴套管是独立的， 可在横截面上相对摆动
驱动桥横臂式独立悬架结构示意图
主动悬架系统按是否拥有动力源，分为全主动悬架 系统和半主动悬架系统两大类。
③全主动悬架构造
基本构造：由弹性元件、减振单元、导向机构、作 用力控制装置四大部分组成。
主动悬架中常规零部件与一般悬架功能、作用相
同，其关键部分是作用力控制装置。
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作用力控制装置包括四部分： ●执行机构： 执行控制系统的指令，按要求完成具体操作。 常用元件由液压缸、气缸、伺服电机、电磁铁等。 ●测量系统： 适时测量系统各种状态，为控制提供依据。 ●控制系统： 核心部件为计算机，完成数据的处理和发出 各种控制指令。 ●能源系统： 为以上各个部件提供能源。
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一、汽车转向系统的组成
无论是机械还是动力，转向系统都是由转向操作、运 动转换、转向传动三大部分组成，动力转向系统中则另附
有液压传力等动力装置。 5 转向器 运动转换
1、2、4为 操作部分 3 万向节
6、7、8、 10为传 动部分
机 械 转 向 系 统 示 意 图
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二、理想状态两侧转向轮偏转角
转向近似机构 设计转向传动机构各杠杆时，必须准确计
算主要参数以保证上述关系。
迄今为止，世界上所有车辆的转向传动机 构尚不能做到绝对准确，一般仅能达到α、β
在一定范围内足够接近理想状态。
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思考题：
1.独立悬架有什么结构特点？主动悬架与
传统悬架有何异同？
2.为什么要求两侧转向轮转向偏角不同？什么是转 向条件？其理想关系如何？
上次课内容回顾 轮式行驶系统 一、车轮及轮胎
●辐板式车轮
二、悬架的组成
●辐条式车轮
●轮胎
（轮辋、轮胎标准及参数）
●弹性元件
三、弹性元件
●减振部件
●导向机构
●钢板弹簧（螺旋弹簧、扭杆弹簧等） ●油气弹簧（原理：两腔四阀） 四、非独立悬架 ●悬架的功能 ●钢板弹簧非独立悬架的基本构造
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6、独立悬架
心，整体相当于一套以悬架中心为支点的等臂杠杆，可
保证车轮在不平路面行驶时垂直荷载分布的均匀性。 （如图所示）
共22页
第11页
三轴汽车中后驱动桥平衡悬架外观图
共22页 第12页
（6）主动悬架概述
传统的悬架（被动悬架）其刚度、阻尼特性等都是
按经验或优化设计的方法确定，这类悬架一旦用于汽
车，在任何环境下，性能保持不变。 ①主动悬架
共22页
第15页
四轮各安 装一个油气 液 油 弹簧，经油 压 气 路相连形成 系 弹 全闭环式环 统 簧 路控制系统。 车身、车轮 的振动量经 传感器转换 伦敦城市客车所用的一 成一种信息 种主动悬架 传到控制系 统进行处理并发出指令达到执行系统，调整油气弹簧的高度 和刚度。
共22页 第16页
第七章 汽车转向系统 操作转向系统使行进中的汽车，能按驾驶 员的意志改变行驶方向。 就轮式汽车而言，所控制的是转向桥（前 桥）车轮相对汽车纵轴线（前进方向）偏转一 定角度；另外，驾驶员也能通过这一机构校正 行驶中因意外受力所造成的车轮偏转。 交通 ●弯道 弯道 ●路面干扰 ●交通干扰 ●意外事件
随着汽车活动范围的扩展和行驶速度的不断提高， 许多情况下非独立悬架已无法满足车辆行驶的平顺性和
操纵的稳定性。
a）非独立悬架 整体车桥，一侧 车轮受路面影响时将 涉及到另一侧。 b）独立悬架 车桥制成分体式， 每一侧车轮都可独立 相对地面（或车架）跳动。
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（1）独立悬架的结构特点
●两侧车轮可独立跳动，行驶时减轻车架振动 ●减少汽车非簧载质量（与簧载质量相对，非簧载质 量越小，对车架的振动越小） ●断开的车桥为汽车其他总成提供了空间 （如：发动机总成位置可降低、前移；车轮上下运 动的空间加大等） ●结构复杂、制造成本高、维修困难、轮胎磨损较大 独立悬架结构类型繁多，并广泛运用于小型车辆。 目前全球各地的轿车前悬架全部采用独立悬架，越野 车通常所有轮都采用独立悬架。