悬架装置的结构与维修

    一、悬挂装置的结构

    悬挂装置是车架与车桥之间传力的弹性连接装置，主要由弹性元件、纵向、横向推力杆、横向稳定器和减振器等组成，如图2-45所示。它能传递路面通过车轮、车桥作用于车架上 得各种力和力矩，保证车轮相对于车架有一定的运动规律；缓和由不平路面传给车架的冲击载荷；衰减由冲击载荷引起的承载系统的震动。即悬架具有传递作用、导向作用、缓冲作用和减震作用，所以悬架的优劣对于汽车的形式的平稳性起着重要作用。

    悬架有非独立悬架和独立悬架两类，如图2-46所示。非独立悬架结构简单、成本低、工作可靠、使用寿命长，故广泛用于货车上，有些小客车上得驱动桥，也可采用非独立悬挂架其结构特点是两侧的车轮分别装在同一整体式车桥上，车桥通过弹性元件与车架相连这种悬架的一侧车轮因道路不平而跳动时，将影响另一侧车轮的工作。

    独立悬架，两侧的车轮分贝安装在断开式车桥两端，每一侧车轮独立地与弹性元件连接，悬架在承载式车身下面，当一侧车轮跳动时不会影响另一侧工作，故在轿车上应用较广。独立悬架结构形式分为横向摆臂式、纵向摆臂式、独立式和滑柱摆臂式（麦克菲逊式）等四种。见图2-47.

    1.悬架弹性元件

    悬架弹性元件有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、橡胶弹簧、空气弹簧和油气弹簧等几种。

    （1）钢板弹簧它由很多曲率半径不同，长度不等、宽度一样、厚度星等或不等的弹簧钢片叠成，在整体上近似等强度的弹性梁。它既起减震作用又起导向作用。

    钢板弹簧的结构如图2-48所示。其两端用销子铰接在车架的支架和吊耳上。

    ①卷耳。钢板弹簧的第一片最长，称主片，其两端或一端弯成卷耳状，内装承衬套一边用钢板销与车架连接。卷耳的形式如图2-49所示。

    主片及其卷耳受力比较复杂，除承受垂直载荷外还承受横向、纵向及弯曲和扭转载荷为了增加主片及其卷耳的强度，常将第二篇两端做成加强卷耳一般只包住卷耳的一部分，而且两者之间留有一定的空隙，以便在弹簧受力变形时两片之间有相对滑动伸缩的余地也有两者之间不留空隙的，而将第二片的中间断开，以使钢板弹簧滑动变形时卷耳不被破坏。

    ②钢板夹。为避免钢板弹簧反向变形时（车架离开车桥）各片相互分开而造成主片单独承受载荷，并防止各片横向滑动，在钢板弹簧全长内装有2或4个钢板夹，钢板夹铆在相应的最下面一块钢板上，以免松脱钢板夹开口两端穿入带有套管的螺栓（图2-48（a））套管的长度比钢板宽度大一些，同时钢板夹与钢板上平面也有一定距离，以保证钢板跳动时各片之间能够相对移动。汽车轮胎内侧与钢板弹簧外侧距离很近，当传入螺栓时应将螺栓头朝车架一侧，以防螺栓松脱时刮伤轮胎。

    ③钢板。钢板弹簧由各片钢板装合组成，钢板断面各位置的受力是不同的。为了改善其受力状况，采用不同形状的断面，如图2-50所示。

    有的钢板弹簧中每片钢板的中部有一小孔，通过中心螺栓将各片串联在一起，以保证各片的相互定位。有的钢板弹簧在每片钢板中部上表面压出两个凹坑，相应的在旗下表面则形成两个凸点，装配时各片凸点与凹坑依次相互嵌合，这样可以保证各片的相互定位并避免应力集中。

    钢板弹簧在载荷作用下变形时，各片钢板之间因相对滑动而产生的摩擦以及两端支承处的摩擦，可促使车架振动衰减，但是各片之间存在着干摩擦时会降低钢板弹簧和冲击的能力，并加速其磨损为止，在装合各钢片时应涂上较稠的润滑脂。有些钢板片之间还夹装塑料衬片，也有的将钢板片装在保护套内，以防止润滑脂流失和尘土侵入。

    （2）螺旋弹簧，螺旋弹簧广泛用于独立悬架，与钢板弹簧（片）相比，它具有无需润滑、安装空间小等优点，但螺旋弹簧智能承受垂直载荷，故在螺旋弹簧悬架中，必须设置传力、导向杆和减振器，以备传递垂直力以外的力和力矩，螺旋弹簧通常是用弹簧钢制成，当卷制成螺距时，刚度不变，当卷制成变螺距时，其刚度可变。螺旋弹簧在独立悬架上得不知如图所12-51所示。

    （3）扭杆弹簧，扭杆弹簧是具有扭转弹性的弹簧制成的杆，如图2-25所示，扭杆两端形状有花键、方形、六角或带平面的圆柱形等，以便将一端固定在车架上，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，使扭杆产生扭转弹性变形，以保证车轮与车架的弹性联系。

    （4）空气弹簧及油气弹簧空气弹簧有囊式和膜式两种。囊式空气弹簧是将压缩空气密封在气囊中构成，如图2-53所示。气囊外层用耐油橡胶，内层用气密性橡胶，一般制成2-3节。膜式空气弹簧的密闭气囊由橡胶膜片和金属压制件组成，弹性优于囊式，尺寸较小，易布置，但其制造困难，寿命短，多用于轿车。

    汽油弹簧结构如图2-54所示，在密封的容器中充入压缩空气和油液，利用气体的可压缩性实现弹簧作用。这种弹簧的刚度是可变的，但结构复杂，维修麻烦，所以油气弹簧主要用在大型工矿用自卸汽车和大型客车上。

    （5）橡胶弹簧，橡胶弹簧是利用橡胶的弹性来缓和冲击、减少振动的，见图2-55，它可以承受压缩，也可以承受扭转。其优点是储能多，隔音好，建构简单，维修方便。它多用做悬架的副簧和缓冲块；在一些汽车上也有做主簧的，但需采用能承受扭转符合的橡胶弹簧。

    2.非独立悬架

    一般载货汽车的驱动桥和转向桥都采用非独立悬架。大多数采用钢板弹簧作为弹性元件，因其既有减振作用又又导向作用，使悬架结构大为简化。

    （1）钢板弹簧式非独立悬架，在采用钢板弹簧为弹性元件的非独立悬架中，钢板弹簧一般是纵向布置的，与车桥的连接绝大多数是用两个U形螺栓，通过上盖板和下托板将钢板弹簧中部刚性地固定在车桥上部，以便传递行驶中的各种力和力矩。

    ①前悬梁。载重汽车前原悬架的河沟如图2-56所示，弹性元件是前钢板弹簧总从2，由8片不等长、不等弧度的合金钢板通过通过中心螺栓12和4个钢板弹簧夹箍装配在一起。第一片钢板前、后两端制成卷耳孔，孔中压入衬套前端卷耳孔用前支架销与前支架相连，形成一个固定的铰链指点，而后端卷耳孔则通过吊环销及吊环同吊环支架（后支架）相连接，这样可使钢板弹簧变形时，两卷耳孔中心线的距离随吊环的摆动而自由改变。在钢板弹簧总成上盖板行装有橡胶缓冲块，对应的车架上装有限位块，以限制钢板弹簧的最大变形，以防止钢板弹簧直接撞击车架。前支架销和吊环销均钻有油道，并安装润滑脂嘴，需定期用润滑脂（黄油）润滑衬套，以减少磨损。减振器的上、下两连接点是通过橡胶衬套和销轴分贝固定在车架和车桥上的上、下支架上。

    ②后悬架，载重汽车——解放CA1091型汽车的后悬架结构如图2-57所示。解放CA1091型汽车后悬架主要由主钢板弹簧总成与副钢板弹簧总成叠合而成，主钢板弹簧总成的结构形式与前悬架的钢板弹簧总成相似，与车架的连接方式也相同。副钢板弹簧总成的前后两端部均为平板，能够与车架上副钢板弹簧前、后支架的弧面接触由于主钢板弹簧的有很好的导向性，所以副钢板弹簧无导向作用。

    后悬架的主、副钢板弹簧总成用2个U型螺栓通过压板与后桥壳连接在一起。当汽车载荷过大时，主要由主钢板弹簧总成单独工作，当汽车载重大时，主、副钢板弹簧总成共同参加工作，一起承受载荷而使后悬架刚度增加，以保证车身的振动频率不致因载荷增大而变化过大。

    （2）螺旋弹簧非独立悬架螺旋弹簧非独立悬架一般应用在轿车的后悬架上车桥通过螺旋弹簧与车身连接图2-58为螺旋弹簧非独立后悬架的不、布置示意图，这种悬架结构简单，工作可靠，但乘坐舒适性较差。

    3.独立悬架

    （1）横向摆臂式独立悬架车轮在汽车横向平面内摆动的悬架称横向摆臂式独立悬架，它有单横臂式和双横臂式两种，该结构中，后桥半轴套管是断开的，主减速器的旁边有一个铰链，半轴可绕其摆动，在主减速器上面安装着可缓冲车身水平振动的油气弹性元件，它和螺旋弹簧一起承受并传递垂直力作用在车轮上的纵向只要由纵向推力杆承受。中间支承不仅可以承受侧向力，而且还可以部分地承受纵向力。双横臂式独立悬架的两个横臂可以相等，也可以不等，如图2-60所示。

    在横臂等长的悬架中（图2-60（a）），车轮上下跳动时，车轮平面没有倾斜，但轮距却发生了较大的变化，这将增加车轮侧向滑动的可能性，在横臂不等长得独立悬架中（图2-60（b）），如两臂长度适当选择，可使车轮和主销的角度及轮距的变化都不太大，不大的轮距变化在轮胎软胶时可以由轮胎变形来抵消图2-61所示为五十铃双横臂式悬架。

    （2）纵向摆臂式独立悬架，车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架称纵向摆臂式独立悬架，它有单纵臂式和双纵臂式两种。

    （3）烛式悬架和麦克费逊式悬架车轮沿固定不动的主销轴线移动的悬架称烛式悬架（独立式悬架），见图2-47（c）。车轮沿摆动的主销轴线移动的悬架称麦克费逊式悬架，见图2-47(b）。滑柱式悬架上端支撑在车身上，滑柱在作为主销的圆筒内上下移动，圆筒上端有弹簧柱，弹簧安装在弹簧座与车身之间，悬架下端有一单横臂把车轮与车架横梁铰接起来这种悬架结构简单，布置紧凑，横向刚度高，操纵稳定性好，在轿车中应用较多，如奥迪100型、高尔夫、桑塔纳等轿车。麦克费逊式悬架结构见图2-63。

    4.减振器

    汽车在不平道路上行驶时，车身将产生震动，若只靠弹性元件来消除震动，则是很缓慢的为了加速衰减车身的振动，以改善汽车行驶的平顺性，在大多数的汽车悬架系统上都安装有减振器，如图2-64所示。

    汽车减震器是利用液体作为摩擦介质当液体反复地从一个油液腔通过中间窄小的孔隙留到另一个油液腔，由于孔隙壁与油液间的摩擦及油液分子的内摩擦形成了对车身振动的阻力作用，并把振动的能量转化为油液的摩擦发热，西欧那个人吸收了振动的动能，使振动迅速衰减油液流动的摩擦阻力的大小可用孔隙通道截面积的大小、阀门弹簧的弹力强弱以及油液的稠稀等来控制。

    减振器的阻力作用越大，振动消除的越快，但阻力太大将会使悬架弹簧的缓冲。减震作用减小，甚至使减振器上得一些零件损坏，因此，减振器在悬架受压变形（车架和车桥互相靠近）时阻力较小，以便充分利用钢板弹簧的弹性来缓和冲击；减振器在悬架伸张变形（车架和 车桥相互远离）时的阻力应较大，以便迅速减振；当车架与车桥之间相对运动速度过大时，减振器应能够自动加大油液的通道截面积，使阻力始终保持在一定的限度内，避免车架和车身承受过大的冲击载荷。

    图2-65所示为解放CA1091型汽车上的筒式减振器，它主要由工作缸、储液（油）缸、活塞杆组件及各种阀门组成，其两端分别通过上、下吊环固定在车桥和车架上。

    二、悬架装置的维修

    1.钢板弹簧与减振器的维护

    （1）钢板弹簧的维护

    ①钢板弹簧的外部检查

    a 用刚死板刷清楚钢板弹簧表面的积灰、污物和忒修等。

    b 检查钢板弹簧是否断裂错位。

    c 检查钢板弹簧夹箍铆钉情况，若有松动，应重铆。检查钢板夹套管是否齐全有效。

    d 检查钢板弹簧夹箍与钢板弹簧之间的间隙，两侧渐渐要保证各弹簧片（钢板）能自由伸张；上面间隙要保证每片钢板的自由变形。

    e 检查U型螺栓是否有裂纹、断裂，螺纹是否损伤。

    f 根据各车型钢板弹簧技术数据来测量钢板长度和弧高，同车轴上左右两个钢板弹簧总成弧高差为：前钢板弹簧不超过10mm，厚钢板弹簧不超过20mm。

    ②钢板弹簧的紧固

    a 紧固钢板弹簧吊耳固定螺栓、螺母。

    b 紧固螺栓钢板弹簧夹紧固栓、螺母，减振器支架螺栓、螺母。

    c 钢板弹簧U形螺栓螺母的紧固，每隔8000~10000km在满载负荷下拧紧U形螺母一次，拧紧时均匀用力交叉拧紧。

    ③钢板弹簧润滑

    a 用润滑脂枪向前、后钢板弹簧销端面的滑脂嘴加注润滑脂，直至少量新润滑脂挤出为止。

    b 钢板弹簧的润滑，

    每隔4800km在每片钢板表面涂抹石墨钙基润滑脂或二硫化钼润滑脂，涂层厚度以0.15~0.20mm为宜，紧固后将多余的润滑脂擦去。

    （2）减振器的维护

    ①减振器的检查

    a 就车检查汽车行驶一段路程后（一般以10km以上为宜），停车用手触摸减振器，若温度不高于气温，说明已不起减震作用，若左右两个减振器温度差较为明显，说明减振器作用不一，温度低的减振器能效低。

    b 减振器的拉亚检查拆下减振器用一根圆钢穿在减振器下连接空中，用脚踩住圆钢两端用手拉住减振器上连接孔进行垂直拉伸和推压检查，垂直拉伸时的阻力应大于推压时的阻力，数次拉压阻力应稳定。

    ②减震液的添加与更换减震液是一种专用减振器油，也可以用50％的45号变压器油加上50％的22号透平油代用，加入前，需用1200~1300个/cm²孔的金属网过滤。应注意减震液不得有金属屑和棉纱线混入，不得有水混入减震液添加时须注意一下几点：

    a 清洗减振器外面尘垢，将减振器拉伸到最长位置，垂直夹持在台钳上，如图2-66所示

    b 用 专用扳手旋下储液缸螺母，取出密封环，将防尘罩、活塞杆、活塞总成及导向座从储液缸中取出。

    c 到干净减震液，抽出工作缸总成。

    d 清洗拆下的零件，检查有无损坏，视需要更换。

    e 将减震液加入储液缸，容量应符合规定（无量杯情况下，往储液缸内直接加油，直至油液距储液缸上端面125mm为止）

    f 把工作缸总成装入储液缸内。

    g 将活塞连杆、活塞及上盖总成装入工作缸内，拧紧储液缸盖螺母。每次拆装必须更换密封环，储液缸螺母拧紧力矩为60N.m。

    ③减振器的调整与检验。

    a 调整。压缩行程阻力由压缩系统零件精度和结构本身决定，不可调整的拉伸行程（原因）阻力的调整：增加复原阀上调正垫圈，同时减少下调整垫圈的厚度，可使复原行程阻力减小；反之则增大。

    b 检验维护后，减振器活塞杆应能滑动自如、无卡滞现象，减振器水平放置24h，不允许有漏油现象。

    2.钢板弹簧与减振器的检修。

    （1）钢板弹簧检修。作为在火车的悬架，钢板弹簧弧高应符合设计规定，前钢板弹簧孤高改变会影响前轮的正确定位，左右钢板片数应相同，弧高差不得大于10mm。钢板弹簧中心螺栓将各片钢板串起来外，中心螺栓头部严重磨损，必须更换钢板弹簧卡子与钢板应牢固铆接卡子内侧与钢板弹簧侧边之间应由不小于1.0mm 的间距，卡子螺栓套管与钢板弹簧上面的距离为2.0mm左右。有些车型的钢板弹簧中心螺栓距弹簧两端的距离不等，一般距中心螺栓距离短的一侧朝汽车前方装配钢板卡子的螺栓应从钢板弹簧的内侧穿入，螺母座靠向前轮，以避免螺栓松脱后，螺栓推出画上轮胎。大修时，应清除钢板弹簧上的锈渍，在各钢片之间涂抹石墨润滑脂钢板弹簧与车轴连接用U型螺栓，紧固力矩达100~400N.m。U型螺栓的工作段螺纹损伤超过2牙即应更，修理时，应更换钢板弹簧销衬套。

    （2）筒式减振器的检修。筒式减振器性能良好时，垂直固定储液缸端，反复推拉减振器活塞杆端，拉出时应感到阻力较大，推进时阻力较小横置减振器2h，应无漏油现象，若检验时达不到上述要求，应更换或检修减振器。解体筒式减振器时，应垂直固定储液缸端，抽出活塞杆，拧开储液缸螺母，从储液缸中将活塞杆组件与工作缸一起提出，再分别解体活塞杆组件及工作缸应注意认记个零部件的安装位置及方向，必要时按安装位置和方向，将卸下的零部件用铁丝串好后在清洗和放置。活塞与工作缸的配合间隙不大于0.15mm，活塞杆圆度误差不超过0.1mm，各阀片不得缺损、严重变形，否则应更换。解体后的减振器更换活塞杆油封，油封的密封唇应朝向活塞端安装原有减震液可以过滤后回用灌注减震液的荣方亮必须符合规定。

    三、悬架安置故障诊断流程

    悬架装置故障诊断流程见图2-67

    四、悬架装置常见故障排除实例

    一辆奥拓微型货车，行驶20000多千米后出现高速行驶时前轮摇头现象，用左右转动方向盘的方法检查转向传动机构，未发现异常松旷，前轮在动平衡检测仪上检测，车轮转动时的不平衡量均在允许范围内。该车前悬架采用支柱独立式前悬架，由螺旋弹簧。前悬架支柱总成、转向节臂及前桥挂壁等组成，如图2-68所示。

这种结构中，施加于前轮上得冲击，通过转向节臂从前悬架支柱总成。螺旋弹簧分配给前桥挂臂，从而被吸收，前桥挂臂内端用螺柱通过橡胶衬套与车架铰接，其外端利用球销与转向节臂连接汽车在使用过程中，长期受不平道路的颠簸，前桥挂臂的橡胶衬套或球销逐渐磨损，使前轮外倾角度变小，甚至为负值。这样，前轮与车架间正常的安装位置受到破坏，前轮工作稳定性变差，当车速达到一定程度，车轮销受冲击时，螺旋弹簧就会使前桥挂臂在松旷范围内反复车窜动，并带动两轮有节奏的左右摇摆，故出现前轮摇头现象。

    用千斤顶顶起车架，两前轮在离开地面的瞬间，轮胎底部明显向内移动，说明前桥挂臂端连接松旷。前轮离开地面后，用左手将前轮胎内侧向外扳，参照图2-69所示的方法检查主销松旷情况若此时车轮有明显摆动，也说明前桥挂臂端连接松旷。

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