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《汽车总体设计——悬架系统》 第一节 概 述 悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把悬架(或车身)与车轴(或车轮)弹性地连接起 来。其主要任务是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩，并且缓和路面传给 车架(或车身)的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车的行驶平顺性；保证 车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速 行驶能力。 悬架由弹性元件、导向装置、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。 导向装置由导向杆系组成，用来决定车轮相对于车架(或车身)的运动特性，并传递除弹 性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。当用纵置钢板弹簧作弹性元件时，它兼起导向装 置作用。缓冲块用来减轻车轴对车架(或车身)的直接冲撞，防止弹性元件产生过大的变形。 装有横向稳定器的汽车，能减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角振动。 对悬架提出的设计要求有： 1)保证汽车有良好的行驶平顺性。 2)具有合适的衰减振动能力。 3)保证汽车具有良好的操纵稳定性。 4)汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾；转弯时车身侧倾角要合适。 5)有良好的隔声能力。 6)结构紧凑、占用空间尺寸要小。 7)可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保 证有足够的强度和寿命。 为了满足汽车具有良好的行驶平顺性，要求由簧上质量与弹性元件组成的振动系统的固 有频率应在合适的频段，并尽可能低。前、后悬架固有频率的匹配应合理，对轿车，要求前 悬架固有频率略低于后悬架的固有频率，还要尽量避免悬架撞击车架(或车身)。在簧上质量 变化的情况下，车身高度变化要小，因此，应采用非线性弹性特性悬架。 汽车在不平路面上行驶，由于悬架的弹性作用，使汽车产生垂直振动。为了迅速衰减这 种振动和抑制车身、车轮的共振，减小车轮的振幅，悬架应装有减振器，并使之具有合理的 阻尼。利用减振器的阻尼作用，使汽车的振动振幅连续减小，直至振动停止。 要正确地选择悬架方案和参数，在车轮上、下跳动时，使主销定位角变化不大、车轮运 动与导向机构运动要协调，避免前轮摆振；汽车转向时，应使之稍有不足转向特性。 独立悬架导向杆系铰接处多采用橡胶衬套，能隔绝车轮所受来自路面的冲击向车身的传 递。 近年来，主动悬架的出现不仅能很好地提高汽车行驶性能，而且能更好地保持车厢姿态， 减小侧倾、纵倾。 《汽车总体设计——悬架系统》 第二节 悬架结构形式分析 一、非独立悬架和独立悬架 悬架可分为非独立悬架和独立悬架两类。非独立悬架的结构特点是左、右车轮用一根整 体轴连接，再经过悬架与车架(或车身)连接。独立悬架的结构特点是左、右车轮通过各自的 悬架与车架(或车身)连接(图6—1)。 图6—1 悬架的结构形式简图 a)非独立悬架 b)独立悬架 以纵置钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置的非独立悬架，其主要优点是结构简单，制造 容易，维修方便，工作可靠。缺点是由于整车布置上的限制，钢板弹簧不可能有足够的长度 (特别是前悬架)，使之刚度较大，所以汽车平顺性较差；簧下质量大；在不平路面上行驶时， 左、右车轮相互影响，并使车轴(桥)和车身倾斜(图6—2)；当汽车直线行驶在凹凸不平的路 段上时，由于左右两侧车轮反向跳动或只有一侧车轮跳动时，会产生不利的轴转向特性；汽 车转弯行驶时，离心力也会产生不利的轴转向特性；车轴(桥)上方要求有与弹簧行程相适应 的空间。这种悬架主要用在货车、大客车的前、后悬架以及某些轿车的后悬架上。 图6-2 非独立悬架左、