四、悬架
悬架是连接车架与车桥的弹性传力装置,其作用是缓和并衰减因路面不平引起的对车身的冲击和振动,并传递车轮和车架之间的各种力和力矩。
悬架系统由弹性元件、减振器和导向装置三部分组成,如图3-3-28所示。

图3-3-28 悬架的组成
1.弹性元件
弹性元件的作用是承受并传递垂直载荷,缓和不平路面引起的冲击,使车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间保持弹性连接。
汽车悬架系统所使用的弹性元件分为金属弹簧(如钢板弹簧、螺旋弹簧和扭杆弹簧)和非金属弹簧(如橡胶弹簧和气体弹簧)。
(1)钢板弹簧。钢板弹簧一般是由很多曲率半径不同、长度不等、宽度一样的弹簧钢板所叠成的,其构造如图3-3-29所示。由于结构简单、使用可靠、维修方便,因而被载货汽车广泛应用。

图3-3-29 钢板弹簧
钢板弹簧的第一片(最长的一片)称为主片,其两端弯成卷耳,内装有衬套,用弹簧销与固定在车架上的支架或吊耳连接。钢板弹簧的中部用U形螺栓固定在车桥上。中心螺栓用以连接各弹簧片,并保证装配时各片的相对位置。
(2)螺旋弹簧。螺旋弹簧是由弹簧钢加工成的旋管式弹性元件,如图3-3-30所示。与钢板弹簧相比,螺旋弹簧无须润滑,防污能力强,质量小,单位质量的能量吸收率较高;螺旋弹簧本身没有减振作用,因此在螺旋弹簧悬架中必须另装减振器;螺旋弹簧只能承受垂直载荷,故必须装设导向装置,以传递垂直力以外的各种力和力矩。
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图3-3-30 螺旋弹簧
(3)扭杆弹簧。扭杆弹簧是一根由弹簧钢制成的杆,如图3-3-31所示。一端固定在车架或车身上,另一端固定在悬架的摆臂上,摆臂则与车轮相连。当车轮跳动时,摆臂便绕着扭杆轴线而摆动,使扭杆产生变形,来保证车轮与车架的弹性联系。

图3-3-31 扭杆弹簧
(4)橡胶弹簧。橡胶弹簧是利用橡胶本身的弹性来起作用的弹性元件,它可以承受压缩载荷和扭转载荷。当橡胶弹簧在外力作用下而变形时,产生内部摩擦,以吸收振动。橡胶弹簧的优点是:可以制成任何形状,使用时无噪声,不需要润滑。但橡胶弹簧不适于支承重载荷。所以,橡胶弹簧主要用作辅助弹簧。
(5)气体弹簧。气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩气体,利用气体的可压缩性实现其弹簧作用的弹性元件。这种弹簧的刚度是可变的,因为作用在弹簧上的载荷增加时,容器中的定量气体受压缩,气压升高,弹簧的刚度增大;反之,当载荷减小时,弹簧内的气压下降,刚度减小,故它具有较理想的弹性特性。
2.减振器

图3-3-32 减振器和弹性 元件的安装示意图
(1)减振器的作用。汽车受到路面的冲击而产生振动时,这种振动将持续到冲击能量完全耗尽为止。为了迅速衰减车架和车身振动,在大多数悬架中装设了减振器。减振器和弹性元件是并联的,如图3-3-32所示。减振器不仅可以提高乘坐舒适性,还可提高轮胎的方向稳定性及转向稳定性。
(2)减振器的工作原理。减振器按工作原理分为单向作用式减振器和双向作用式减振器。在压缩和伸张两个行程中均能起减振作用的减振器称为双向作用式减振器,只在伸张行程中起减振作用的减振器称为单向作用式减振器。目前,大多数汽车上使用的是双向作用式减振器。如图3-3-33所示为双向作用筒式减振器的示意图。

图3-3-33 双向作用筒式减振器示意图