轎車前輪懸掛及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)

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1、 懸 架 系 統(tǒng) 的 概 述一 、 功 用 汽 車 懸 架 是 車 架 (或 承 載 式 車 身 )與 車 橋 (或 車 輪 )之 間 一 切 傳 力 裝 置的 總 稱 。 它 具 有 以 下 功 用 ： (1)對 不 平 整 路 面 所 造 成 的 汽 車 行 駛 中 的 各 種 搖 擺 和 振 動 等 ， 與 輪胎 一 起 ， 予 以 吸 收 和 減 緩 ， 從 而 保 障 乘 客 和 貨 物 的 安 全 ， 并 提 高 駕駛 穩(wěn) 定 性 。 (2)將 路 面 與 車 輪 之 間 的 摩 擦 所 產(chǎn) 生 的 驅(qū) 動 力 和 制 動 力 ， 傳 輸 至 車架 和 車 身 。 (3)支 承 車

2、 橋 上 的 車 身 ， 并 使 車 身 與 車 輪 之 間 保 持 適 當(dāng) 的 幾 何 關(guān) 系 。 二 、 組 成 懸 架 系 統(tǒng) 由 彈 性 元 件 、 減 振 器 、 導(dǎo) 向 裝 置 和 橫 向 穩(wěn) 定 桿 三 部 件 組成 ， 如 圖 所 示 (1)彈 性 元 件 ： 承 受 并 傳 遞 垂 直 載 荷 ，緩 和 不 平 路 面 引 起 的 沖 擊 ， 使 車 架(或 承 載 式 車 身 )與 車 橋 (或 車 輪 )之 間保 持 彈 性 連 接 。 (2)減 振 器 ： 用 于 衰 減 振 動 ， 提 高 乘坐 舒 適 性 (3)導(dǎo) 向 裝 置 (包 括 橫 向 導(dǎo) 桿 和 縱 向

3、推力 桿 )： 用 來 傳 遞 除 垂 直 力 以 外 的 各種 力 和 力 矩 ， 并 確 定 車 輪 相 對 于 車架 (或 車 身 )的 運(yùn) 動 關(guān) 系 三 、 類 型 1、 汽 車 懸 架 可 分 為 兩 大 類 ： 非 獨(dú) 立 懸 架 和 獨(dú) 立 懸 架 。 1) 非 獨(dú) 立 懸 架非 獨(dú) 立 懸 架 (如 圖 )的 結(jié) 構(gòu) 特 點(diǎn)是 兩 側(cè) 車 輪 安 裝 在 一 根 整 體式 車 橋 上 ， 車 輪 和 車 橋 一 起通 過 彈 性 元 件 懸 掛 在 車 架 (或車 身 )下 面 。 (圖 中 左 側(cè) 車 輪擺 動 )。 2) 獨(dú) 立 懸 架 獨(dú) 立 懸 架 (如 圖 )則 是

4、 兩 側(cè) 車輪 各 自 獨(dú) 立 地 通 過 彈 性 元 件懸 掛 在 車 架 下 面 ， 其 配 用 的車 橋 都 是 斷 開 式 車 橋 。 一 側(cè) 車 輪 因路 不 平 等 車架 的 位 置 發(fā)生 變 化 ， 另一 側(cè) 車 輪 的位 置 也 發(fā) 生變 化當(dāng) 一 側(cè) 車 輪 相 對 于 車 架 位 置 發(fā) 生變 化 時 ， 另 一 車輪 幾 乎 不 產(chǎn) 生 影響 a.非 獨(dú) 立 懸 架 b. 獨(dú) 立 懸 架 2、 獨(dú) 立 懸 架 的 特 點(diǎn) 如 下 ： 兩 側(cè) 車 輪 可 獨(dú) 立 跳 動 ， 行 駛 時 減 輕 車 架 振 動 減 少 汽 車 非 簧 載 質(zhì) 量 （ 與 簧 載 質(zhì) 量 相

5、對 ， 非 簧 載 質(zhì) 量 越 小 ， 對 車 架 的 振 動 越 小 ） 斷 開 的 車 橋 為 汽 車 其 他 總 成 提 供 了 空 間 （ 如 ： 發(fā) 動 機(jī) 總 成 位 置 可 降 低 、 前 移 ； 車 輪 上 下 運(yùn) 動 的 空 間 加 大 等 ） 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 、 制 造 成 本 高 、 維 修 困 難 、 輪 胎 磨 損 較 大 獨(dú) 立 懸 架 結(jié) 構(gòu) 類 型 繁 多 ， 并 廣 泛 運(yùn) 用 于 小 型 車 輛 。目 前 全 球 各 地 的 轎 車 前 懸 架 全 部 采 用 獨(dú) 立 懸 架 ， 越 野 車 通 常 所有 輪 都 采 用 獨(dú) 立 懸 架 。 3、 獨(dú) 立 懸

6、 架 的 類 型雙 橫 臂 式 獨(dú) 立 懸 架 雙 V形 擺 臂 懸 架不 等 長 雙 橫 臂 式 懸 架滑 柱 擺 臂（ 麥 弗 遜 式 ） 式 懸 架類 型 （ 1） 雙 橫 臂 式 獨(dú) 立 懸 架 雙 橫 臂 式 獨(dú) 立 懸 架 上 下 兩擺 臂 不 等 長 ， 選 擇 長 度 比 例 合適 ， 可 使 車 輪 和 主 銷 的 角 度 及左 右 車 輪 接 地 點(diǎn) 間 距 離 變 化 不大 。 擺 臂 大 多 做 成 V（ 或 稱 A）字 形 。 上 下 兩 個 V形 擺 臂 的 內(nèi)端 與 車 架 鉸 接 ， 外 端 與 轉(zhuǎn) 向 節(jié)鉸 接 。 雙 橫 臂 式 獨(dú) 立 懸 架 雙 V形 擺

7、 臂 獨(dú) 立 懸 架 汽 車 車 輪 上 下 運(yùn) 動 時 ， 上 、 下臂 外 端 鉸 接 點(diǎn) 分 別 作 圓 弧 運(yùn) 動 。使 左 右 車 輪 接 地 點(diǎn) 間 距 離 變 化 不大 ， 這 種 結(jié) 構(gòu) 有 利 于 減 少 輪 胎 磨損 。 （ 2） 雙 V形 擺 臂 懸 架 （ 3） 不 等 長 雙 橫 臂 式 懸 架 在 不 等 長 雙 橫 臂 式 獨(dú) 立 懸 架 中 ， 把 上 擺 臂 軸 的 前 端 適 當(dāng) 向 上 傾斜 布 置 ， 能 使 懸 架 具 有 抗 制 動 點(diǎn) 頭 能 力 ， 這 種 懸 架 橫 臂 外 端 與 轉(zhuǎn) 向節(jié) 連 接 處 ， 必 須 采 用 球 鉸 。 （ 4）

8、 滑 柱 擺 臂 （ 麥 弗 遜 式 ） 式 懸 架 滑 柱 擺 臂 式 （ 麥 弗 遜 式 ） 懸 中 ， 減振 器 起 到 引 導(dǎo) 車 輪 跳 動 的 滑 柱 的 作 用 。 減 振 器 上 端 通 過 橡 膠 支 承 與 車 身相 連 接 ， 該 橡 膠 支 承 能 起 到 球 鉸 的 作用 。 減 振 器 缸 筒 下 端 固 定 在 轉(zhuǎn) 向 上 ， 轉(zhuǎn)向 節(jié) 通 過 鉸 鏈 與 橫 擺 臂 連 接 ， 該 鉸 鏈中 心 與 減 振 器 上 端 球 鉸 中 心 的 連 線 構(gòu)成 轉(zhuǎn) 向 主 銷 軸 線 。 該 懸 架 占 用 橫 向 空 間 小 ， 有 利 于 發(fā) 動 機(jī) 向 下 布 置

9、 ， 使 汽 車 的 重 心 降低 ， 目 前 在 轎 車 前 懸 架 中 采 用 很 多 。 麥 弗 遜 式 懸 掛 由 螺 旋 彈 簧 、 減 震器 、 三 角 形 下 擺 臂 組 成 ， 絕 大 部 分車 型 還 會 加 上 橫 向 穩(wěn) 定 桿 。 主 要 結(jié)構(gòu) 簡 單 的 來 說 就 是 螺 旋 彈 簧 套 在 減震 器 上 組 成 ， 減 震 器 可 以 避 免 螺 旋彈 簧 受 力 時 向 前 、 后 、 左 、 右 偏 移的 現(xiàn) 象 ， 限 制 彈 簧 只 能 作 上 下 方 向的 振 動 ， 并 可 以 用 減 震 器 的 行 程 長短 及 松 緊 ， 來 設(shè) 定 懸 掛 的

10、軟 硬 及 性能 。 麥 弗 遜 式 懸 掛 是 當(dāng) 今 世 界 用 的 最 廣 泛 的 轎 車 前 懸 掛 之 一 典 型 的 麥 弗 遜 式 懸 掛 麥 弗 遜 式 懸 掛 結(jié) 構(gòu) 簡 單 所 以 它 輕量 、 響 應(yīng) 速 度 快 。 并 且 在 一 個 下 搖臂 和 支 柱 的 幾 何 結(jié) 構(gòu) 下 能 自 動 調(diào) 整車 輪 外 傾 角 ， 讓 其 能 在 過 彎 時 自 適應(yīng) 路 面 ， 讓 輪 胎 的 接 地 面 積 最 大 化 ，雖 然 麥 弗 遜 式 懸 架 并 不 是 技 術(shù) 含 量很 高 的 懸 架 結(jié) 構(gòu) ， 但 麥 弗 遜 式 懸 掛在 行 車 舒 適 性 上 的 表 現(xiàn)

11、還 是 令 人 滿意 ， 不 過 由 于 其 構(gòu) 造 為 直 筒 式 ， 對左 右 方 向 的 沖 擊 缺 乏 阻 擋 力 ， 抗 剎車 點(diǎn) 頭 作 用 較 差 ， 懸 掛 剛 度 較 弱 ，穩(wěn) 定 性 差 ， 轉(zhuǎn) 彎 側(cè) 傾 明 顯 。 主 要 優(yōu) 點(diǎn) ： 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 占 用 空 間 小 、 響 應(yīng) 較 快 、 制 造 成 本 低 。 主 要 缺 點(diǎn) ： 橫 向 剛 度 小 、 穩(wěn) 定 性 不 佳 、 轉(zhuǎn) 彎 側(cè) 傾 較 大 。 適 用 車 型 ： 中 小 型 轎 車 、 中 低 端 SUV前 懸 架 。 4、 獨(dú) 立 懸 架 的 發(fā) 展 可 調(diào) 式 懸 掛 系 統(tǒng) ： 根 據(jù) 車

12、輛 不 同 的 需 求 狀 態(tài) 來 對 懸掛 的 高 度 和 軟 硬 進(jìn) 行 調(diào) 整 ， 從 而 使 車 輛 處 在 最 佳 的形 式 狀 態(tài) 。 當(dāng) 下 汽 車 的 可 調(diào) 式 懸 掛 按 控 制 類 型 可 分為 三 大 類 。 空 氣 式 可 調(diào) 懸 掛類 型 液 壓 式 可 調(diào) 懸 掛電 磁 式 可 調(diào) 懸 掛 根 據(jù) 車 速 和 路 況 ， 通 過 增 減某 種 （ 壓 縮 空 氣 、 液 壓 油 、 電磁 ） 的 方 式 調(diào) 整 汽 車 底 盤 的 離地 間 隙 來 實(shí) 現(xiàn) 車 身 高 度 升 降 變化 的 一 種 懸 掛 方 式調(diào) 整 原 理 ： 電 磁 懸 掛 系 統(tǒng) 結(jié) 構(gòu)

13、圖 空 氣 式 懸 掛 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 VDIM控制 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng)用 來 改 變 或 恢 復(fù) 汽 車 行 駛方 向 的 專 設(shè) 機(jī) 構(gòu) ， 稱 為 汽 車轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 。轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 的 功 用 是 ： 保 證汽 車 能 夠 按 照 駕 駛 員 的 意 圖 沿 給定 方 向 行 駛 。 1.機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)組 成 ： 轉(zhuǎn) 向 操 縱 機(jī)構(gòu) 、 轉(zhuǎn) 向 器 、 轉(zhuǎn) 向 傳動 機(jī) 構(gòu) 。從 轉(zhuǎn) 向 盤 到 轉(zhuǎn) 向 器之 間 的 零 部 件 ， 均 屬于 轉(zhuǎn) 向 操 縱 機(jī) 構(gòu) 。 由轉(zhuǎn) 向 器 至 轉(zhuǎn) 向 節(jié) 之 間的 零 部 件 （ 不 含 轉(zhuǎn) 向節(jié) ） ， 均 屬 于 轉(zhuǎn) 向 傳動 機(jī)

14、構(gòu) 。一、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)類型和組成 動 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 是 兼 用 駕駛 員 體 力 和 發(fā) 動 機(jī) （ 或電 動 機(jī) ） 的 動 力 作 為 轉(zhuǎn)向 能 源 的 轉(zhuǎn) 向 系 。動 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 是 在 機(jī) 械轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 的 基 礎(chǔ) 上 加 設(shè)一 套 轉(zhuǎn) 向 加 力 裝 置 而 形成 的 。2.動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 1、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的組成及布置組 成 ： 轉(zhuǎn) 向 盤 、 轉(zhuǎn)向 柱 管 、 轉(zhuǎn) 向 軸 、上 萬 向 節(jié) 、 下 萬 向節(jié) 和 轉(zhuǎn) 向 傳 動 軸 等 。二、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu) 2、轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)的部件及安全裝置.轉(zhuǎn)向盤 轉(zhuǎn) 向 盤 的 構(gòu) 造 對 于 轎 車 要 求 轉(zhuǎn) 向 柱 管 必 須

15、裝 備 能 夠 緩 和 沖 擊 的 吸 能 裝 置 。 其 基 本 結(jié) 構(gòu)原 理 是 ： 當(dāng) 轉(zhuǎn) 向 軸 受 到 巨 大 沖 擊 而 產(chǎn) 生 軸 向 位 移 時 ， 使 支 架 或 某 些 支 承 件產(chǎn) 生 塑 性 變 形 ， 從 而 吸 收 沖 擊 能 量 。（2）.轉(zhuǎn)向軸和轉(zhuǎn)向柱管及其吸能裝置 汽 車 裝 用 網(wǎng) 格 狀 轉(zhuǎn) 向 柱 管 或 波 紋 管 式 轉(zhuǎn) 向 柱 管 的 吸 能 裝 置 ， 當(dāng) 發(fā) 生 猛烈 撞 車 導(dǎo) 致 人 體 沖 撞 到 轉(zhuǎn) 向 盤 上 的 力 超 過 允 許 值 時 ， 則 網(wǎng) 格 部 分 或 波 紋管 部 分 將 被 壓 縮 ， 產(chǎn) 生 塑 性 變 形 ，

16、吸 收 沖 擊 能 量 ， 以 減 輕 對 人 體 的 傷 害 。 三 、 轉(zhuǎn) 向 器 將 轉(zhuǎn) 向 盤 的 轉(zhuǎn) 動 變 為 轉(zhuǎn) 向 搖 臂 的 擺 動 或 齒 條 軸 的 直 線 往 復(fù)運(yùn) 動 ， 并 對 轉(zhuǎn) 向 操 縱 力 進(jìn) 行 放 大 的 機(jī) 構(gòu) 。 轉(zhuǎn) 向 器 一 般 固 定 在汽 車 車 架 或 車 身 上 ， 轉(zhuǎn) 向 操 縱 力 通 過 轉(zhuǎn) 向 器 后 一 般 還 會 改 變傳 動 方 向 。1、定義齒 輪 齒 條 式 轉(zhuǎn) 向 器種 類2、種類循 環(huán) 球 式 轉(zhuǎn) 向 器 蝸 桿 曲 柄 指 銷 式 轉(zhuǎn) 向 器 四、轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)功 用 ： （ 1） .將 轉(zhuǎn) 向 器 輸 出 的 力

17、和 運(yùn) 動 傳 給 轉(zhuǎn) 向節(jié) ， 使 轉(zhuǎn) 向 輪 偏 轉(zhuǎn) ； （ 2） .使 兩 側(cè) 轉(zhuǎn) 向 輪 的 偏 轉(zhuǎn) 角 滿 足 ：cot=cot+B/L 1、與非獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)組 成 ： 轉(zhuǎn) 向 搖 臂 、 轉(zhuǎn) 向 直 拉 桿 、 轉(zhuǎn) 向 節(jié) 臂 和 轉(zhuǎn) 向 梯 形 。布 置 ： 在 前 橋 僅 為 轉(zhuǎn) 向 橋 的 情 況 下 ， 轉(zhuǎn) 向 梯 形 一 般 布 置 在前 橋 之 后 。 在 發(fā) 動 機(jī) 位 置 較 低 或 轉(zhuǎn) 向 橋 兼 充 驅(qū) 動 橋 的 情 況下 ， 為 避 免 運(yùn) 動 干 涉 ， 往 往 將 轉(zhuǎn) 向 梯 形 布 置 在 前 橋 之 前 。 當(dāng) 轉(zhuǎn) 向 輪 獨(dú) 立 懸

18、掛 時 ， 每 個 轉(zhuǎn) 向 輪 分 別 相 對 于 車 架作 獨(dú) 立 運(yùn) 動 ， 因 而 轉(zhuǎn) 向 橋 必 須 是 斷 開 式 的 。 與 此 相 應(yīng) ，轉(zhuǎn) 向 傳 動 機(jī) 構(gòu) 中 的 轉(zhuǎn) 向 梯 形 也 必 須 斷 開 。2、與獨(dú)立懸架配用的轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu) 五、轉(zhuǎn)向加力裝置 由 轉(zhuǎn) 向 油 泵 、 轉(zhuǎn) 向 油 管 、轉(zhuǎn) 向 儲 油 罐 以 及 位 于 整 體 式轉(zhuǎn) 向 器 內(nèi) 部 的 轉(zhuǎn) 向 控 制 閥 及轉(zhuǎn) 向 動 力 缸 等 組 成 。 動 力 轉(zhuǎn) 向 系 統(tǒng) 由 機(jī) 械 轉(zhuǎn) 向系 統(tǒng) 和 轉(zhuǎn) 向 加 力 裝 置 組 成 。 根 據(jù) 助 力 能 源 形 式 的 不 同可 以 分 為 液 壓 助 力 、 氣 壓 助力 和 電 動 助 力 三 種 類 型 。 謝 謝 ！