悬架作用与力学特性

减振器的外特性
减震器的外特性是指减振器伴随（相对）运 动的位移或者（相对）运动的速度，与相应 产生的工作阻力之间的关系，通常是指示功 图和速度特性。作为减振器的性能，示功图 和速度特性的品质决定了它与悬架体统的匹 配质量。
悬架力学特性——刚度分析
1）悬架系统的作用：提高舒适性，降低地面不平度对车身的振动， 是行驶平顺的研究对象； 2）悬架的功能：缓冲、减振； 3）悬架对车辆性能的影响：转向时，由于悬架系统的存在，使得 车身在离心力的作用下会出现侧倾，从而造成左、右车轮的垂直 载荷分配不均，引起左、右两侧车轮的地面附着力的变化，而其 将对车辆操纵稳定性带来影响，因此，悬架分析又是操纵稳定性 分析中的重要内容。 悬架系统既是平顺性研究又是操纵稳定性研究的重要内容。 4）悬架的类型：根据车辆左、右两个半轴是否连在一起，将悬架 分为：独立悬架、非独立悬架。独立悬架－两半轴是分开的，非 独立悬架－两半轴是连在一起的。
减振器
液力减振器的作用原理是：当车架与车桥 作往复相对运动时，减振器中的活塞在缸筒内 也作往复运动，减振器壳体内的油液便反复地 从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔。 孔壁与油液间的摩擦及液体分子内的摩擦便形 成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量 转化为热能，被油液和减振器壳体所吸收，并 散到大气中。
3.悬特性
影响汽车平顺性的另一重要指标是阻尼比Ψ，它表 达为： 式中：k-代表悬架阻尼元件的阻力系数。 Ψ值取大，能使振动迅速 衰减，但会把路面较大的冲击 传递到车身，Ψ值取小，振动 衰减慢，受冲击后振动持续时 间长，使乘客感到不舒服。为 充分发挥弹簧在压缩行程中作 用，常把压缩行程的阻尼比Ψ 设计得比伸张小。
2）悬架的组成
（1）弹性元件——起缓冲作用； （2）减振元件——起减振作用； （3）导向机构——起传力和导向作用； （4）横向稳定器——防止车身产生过大侧倾。
弹性元件
弹性元件的作用是缓和来自路面的冲击。弹簧的种 类很多，有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、 油气弹簧和橡胶弹簧等。
阻尼元件
1.悬架
悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间 的所有传力连接装置的总称。 悬架是汽车上的一个非常重要的系统。它不但影响汽 车的乘坐舒适性（行驶平顺性）、还对其他性能诸如通过 性、稳定性以及附着性能都有重大影响。
1）悬架组成与功用
1）悬架的功用 （1）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，保证汽车的正常行驶，即起传力作用； （2）利用弹性元件和减振器起到缓冲减振的作用； （3）利用悬架的某些传力构件使车轮按一定轨迹相对 于车架或车身跳动，即起导向作用； （4）利用悬架中的辅助弹性元件横向稳定器，防止车 身在转向等行驶情况下发生过大的侧向倾斜。
横向稳定器
在一些轿车和客车上，为防止车身在转向等情况 下发生过大的横向倾斜，在悬架系统中加设横向稳定杆。
2.悬架系统的自然振动频率
悬架系统的频率与汽车的平顺性（也称舒适性）有直 接关系。
n——悬架的频率； M——簧载质量； K——悬架刚度； 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， 一般汽车固有频率为： 货车为1.5～2Hz； 客车为 1.2～1.8Hz， 轿车为1～1.3Hz。 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。
减振器
弹簧虽然可以减轻道路对车身的冲击，但如果不让它 的振动尽快停下来，我们乘坐的将是一辆跳个不停的汽车。 因此，要在弹簧运动的过程中加上一定的阻尼，使弹簧的 振动迅速衰减。
减振器
汽车悬架系统中的阻尼元件广泛采用液力减振器，与 弹性元件并联安装。 液力减振器的结构是带有活塞的活塞杆插入筒内， 在筒中充满油。活塞上有节流孔，使得被活塞分隔出来的 两部分空间中的油可以互相补充。阻尼就是在具有粘性的 油通过节流孔时产生的。 液力减振器 的节流孔越小，阻 尼力越大；油的粘 度越大，阻尼力越 大；如果节流孔大 小不变，当减振器 工作速度越快，阻 尼力越大。
4.减振器的内特性
减振器的阻尼力主要靠活塞阀系统和底阀系统上的各个 阀门相互配合、协调动作以及结构上必要的工艺保证 产生的。 减振器的内特性是阀系对工作液的节流作用形成的压力 差（P）和通过阀系统的工作液流量（Q）的关系式 来表征的，即 P =f（Q）
减振器的阻力主要由以下几大部分组成：
1）通孔节流阻力 油液流过横截面积不变的小孔或缺口产生的阻力。 2）缝隙泄露阻力 活塞和缸筒之间、连杆与导向器之间由于工艺和配合公差而 产生的缝隙会有工作液泄露，也产生一定的节流阻力。这部 分属于减振器不良阻力，设计时应尽量避免这种泄漏。 3）弹性零件在油压作用下而产生的阻力 如阀片或弹簧受压产生变形，形成环形间隙而产生节流阻力。
减振器
减振器与弹性元件承担着缓冲击和减振的任务，阻 尼力过小，悬架振动不能迅速衰减，阻尼过大又会影响 对弹簧冲击的吸收，甚至损坏减振器连接件。因此要求 减振器应具有以下阻尼特性。 （1）在悬架压缩行程，减振器阻尼力较小，以便充 分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。这时，弹性 元件起主要作用。 （2）在悬架伸张行程中，减振器阻尼力应较大，迅 速衰减振动。 （3）减振器工作速度过大时，要求减振器能自动加 大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避 免承受过大的冲击载荷。
悬架系统中由于弹性元件受冲击会产生振动，为衰 减振动，改善汽车行驶平顺性，与弹性元件并联安装减 振器，汽车悬架系统中采用减振器多是液力减振器，
导向机构
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。 钢板弹簧本身兼起导向作用。