理论教育 汽车悬架构件设计计算:导向机构分类及优点

汽车悬架构件设计计算:导向机构分类及优点

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:按导向机构的不同,悬架可分为相关悬架、独立悬架和半独立悬架,如图1-1所示。相关悬架的优点①结构简单,制造、维修方便,成本低廉。④车身侧倾时,车轮外倾角不变,不影响侧向力的传递。③驱动桥的非悬挂质量较大,影响平顺性,破坏接地性。⑤当汽车直线行驶于不平路面时,由于左、右车轮跳动高度的不一导致轴转向,进而破坏直线行驶的稳定性。⑥作为驱动桥,输入的驱动力矩将引起左、右车轮的负荷转移。

汽车悬架构件设计计算:导向机构分类及优点

按导向机构的不同,悬架可分为相关悬架、独立悬架和半独立悬架,如图1-1所示。

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图1-1 悬架的相关与独立

a)相关悬架 b)独立悬架 c)半独立悬架

1.相关悬架

相关悬架(Interrelating Suspension)也叫非独立悬架,它是左、右车轮装在一根整体的刚性轴或非断开式驱动桥桥壳上的悬架,是左、右车轮相互关联的悬架。

(1)相关悬架的优点

①结构简单,制造、维修方便,成本低廉。

②工作可靠,寿命较长。

③悬架跳动时,轮距、前束不变,轮胎磨损较小。

④车身侧倾时,车轮外倾角不变,不影响侧向力的传递。

⑤侧倾中心较高,侧倾力臂较小,可减小车身侧倾角。

⑥板簧相关悬架,易于通过支架和摆耳的布置来获得不足转向趋势。

(2)相关悬架的缺点

车桥、车轮一起跳动,占用空间较大,影响发动机行李箱的布置。

②板簧相关前悬架,由于弹簧较短,故刚度较大,频率较高。

③驱动桥的非悬挂质量较大,影响平顺性,破坏接地性。

④当汽车行经不平路面,左、右车轮跳动高度不一致时,车身、车桥都将发生倾斜。

⑤当汽车直线行驶于不平路面时,由于左、右车轮跳动高度的不一导致轴转向,进而破坏直线行驶的稳定性。

⑥作为驱动桥,输入的驱动力矩将引起左、右车轮的负荷转移。

(3)相关悬架的部分悬架形式

①纵置板簧,如图1-2所示。

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图1-2 纵置板簧相关悬架

②交错板簧,如图1-3所示。

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图1-3 交错板簧相关悬架

③单纵臂螺旋弹簧,如图1-4所示。

④双纵臂螺旋弹簧,如图1-5所示。

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图1-4 单纵臂螺旋弹簧相关悬架

1、4—支架(固定在车厢两侧) 2、3—传力杆 5—横梁 6—加固焊接用蹄片 7—减振器下支点 8—纵臂

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图1-5 双纵臂螺旋弹簧相关悬架

⑤三杆后悬架,如图1-6所示。

⑥四杆后悬架,如图1-7所示。

⑦导向杆式平衡悬架,如图1-8所示。

⑧摆臂式平衡悬架,如图1-9所示。

挂车平衡悬架,如图1-10所示。

2.独立悬架

独立悬架(Independent Suspension)是左、右车轮分别装于车身之上,且其运动互不相关的悬架。

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图1-6 三杆后悬架

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图1-7 四杆后悬架

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图1-8 导向杆式平衡悬架

1—反作用杆上臂 2—反作用杆 3—钢板弹簧 4—支架 5—U形螺栓 6—反作用杆下臂 7—限位块 8—弹簧夹 9—螺栓

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图1-9 摆臂式平衡悬架

1—驱动轮 2—钢板弹簧 3—车架 4—液压缸 5—摆臂 6—从动轮

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图1-10 挂车平衡悬架

独立悬架有哪些优缺点呢?一般说来,这是相对相关悬架而言的。相关悬架的优点,往往是独立悬架的缺点;反之,相关悬架的缺点往往是独立悬架的优点。(www.daowen.com)

(1)独立悬架的具体优点

①非悬挂质量小,悬架受到并传给车身的冲击载荷小,有利于提高乘坐舒适性和货物安全性,同时还能提高轮胎的抓地性,保证行驶的安全性。

②左、右车轮的跳动是相互独立的,可减少车身的倾斜和振动。

③占用空间小,便于总体布置,特别是可降低发动机的高度和整车质心的高度,有利于行驶稳定性。

④易于实现驱动轮转向等。

(2)独立悬架的部分悬架形式

①水平单纵臂独立悬架,如图1-11所示。

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图1-11 水平单纵臂独立悬架

②斜置单纵臂独立悬架。

③水平双纵臂独立悬架。

④斜交双纵臂独立悬架。

⑤水平单横臂独立悬架,如图1-12所示。

⑥斜置单横臂独立悬架。

⑦半拖臂独立悬架,如图1-13所示。

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图1-12 水平单横臂独立悬架

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图1-13 半拖臂独立悬架

⑧滑柱摆臂独立悬架,如图1-14所示。

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图1-14 滑柱摆臂独立悬架

⑨典型麦弗逊独立悬架,如图1-15所示。

⑩前驱麦弗逊独立悬架,如图1-16所示。

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图1-15 典型麦弗逊独立悬架

1—横向摆臂 2—球形支承 3—减振器外筒 4—弹簧 5—上支承轴承 6—反跳缓冲弹簧

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图1-16 前驱麦弗逊独立悬架

1—转向节 2—减振器 3—弹簧下支座 4—辅助弹簧及限位块 5—轴承 6—橡胶支座 7—缓冲块 8、9—限位块 10—等速万向节 11—轮毂 12—下球铰 13—下控制臂 14—横向稳定杆

⑪非驱动桥A型双横臂独立悬架,如图1-17所示。

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图1-17 非驱动桥A型双横臂独立悬架

⑫驱动桥上置螺旋弹簧双横臂独立悬架,如图1-18所示。

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图1-18 驱动桥上置螺旋弹簧双横臂独立悬架

⑬驱动桥下置螺旋弹簧双横臂独立悬架,如图1-19所示。

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图1-19 驱动桥下置螺旋弹簧双横臂独立悬架

1、6—下摆臂及上摆臂 2、5—球头销 3—半轴等速万向节 4—立柱 7、8—缓冲块

⑭驱动桥双螺旋弹簧双减振器双横臂独立悬架,如图1-20所示。

3.半独立悬架

半独立悬架(Semi-independent Suspension),也称复合纵臂式后支持桥(Compound Crank Rear Axle)。它是在前置发动机前驱动的情况下的后支持桥,其特点是有一个与两纵臂构成一体的具有扭转弹性的冲压横梁,如图1-21所示。

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图1-20 驱动桥双螺旋弹簧双减振器双横臂独立悬架

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图1-21 复合纵臂式后支持桥

该横梁具有扭转弹性,因此其悬架与非独立悬架完全不同,可近似看成半独立悬架或半相关悬架。这种悬架具有如下独特的优点:

①质量小,结构简单,制造方便。

②侧倾刚度较大,也可不装横向稳定杆。

③占用空间尺寸小,有利于整车总布置,行李箱下还可放置燃油箱和轮胎。

④左、右车轮同向跳动时,轮距和外倾角不变;反向跳动时,外倾角变化也不大。

⑤具有抵抗车身侧倾引起的轴转向效应的能力,扭转梁随动臂的两支撑点装有异形橡胶衬套,其纵向刚度小,侧向扭转刚度较大,既可缓和冲击振动,又能减轻侧向力作用下的过多轴转向效应,保证具有较好的操纵稳定性能。

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