汽车底盘维修课件：项目八 悬架的拆装与检修 81页

项目八 悬架的拆装与检修 知识目标了解悬架的功用、组成和类型；熟悉弹性元件的类型；掌握非独立悬架、独立悬架和减振器的结构特 点。 能 力目标学会正确使用工具和设备；能对悬架进行检修。 任务一 悬架的认知 一、悬架的功用和分类 1 ．悬架的功用　　汽车车架或车身若直接安装于车桥上 , 则会由于道路不平而上下颠簸振动 , 从而使车上的乘员感到不舒服或者使货物损坏。因此 , 汽车上必须装有具缓冲、减振和导向作用的悬架装置。汽车悬架是车架或车身与车轿之间一切传力连接装置的统称 , 它的功用是： 一、悬架的功用和分类 （ 1 ）弹性地连接车轿与车架或车身 , 缓和行驶中车辆受到的由不平路面引起的冲击力 , 保证乘坐舒适和货物完好 ; 　　（ 2 ）迅速衰减由于弹性系统引起的振动 , 传递垂直、纵向、侧向反力及其力矩 ; 　　（ 3 ）并起导向作用 , 使车轮按一定轨迹相对车身运动。 一、悬架的功用和分类 2 、悬架的分类　　汽车悬架可分为两大类：非独立悬架和独立悬架。　　非独立悬架的特点是左右车轮安装在一根整体式车桥两端，车桥则通过悬架与车架相连。当一侧车轮发生位置变化后会导致另一侧车轮的位置也发生变化。如图 8-1 （ a) 所示。 一、悬架的功用和分类 图 8-1 非独立悬架与独立悬架的示意图 一、悬架的功用和分类 2 、悬架的分类　　独立悬架的结构特点是车桥做成断开的，每一侧车轮单独通过悬架与车架（或车身）连接。如图 8-1 （ b) 所示。 一、悬架的功用和分类 2 、悬架的分类　　与非独立悬架相比较，汽车采用独立悬架有以下优点：　　（ 1 ）两侧车轮可以单独运动而互不影响，这样在不平道路上可减少车架和车身的振动，而且有助于消除转向轮不断偏摆的不良现象。　　（ 2 ）减少了汽车的非簧载质量（即不由弹簧支承的质量）。在道路条件和车速相同时，非簧载质量越小，悬架受到的冲击载荷也就越小，因而采用独立悬架可以提高汽车的平均行驶速度。　　（ 3 ）由于采用断开式车桥，发动机总成的位置可以降低和前移，使汽车重心下降，因而可提高汽车的行驶稳定性；同时由于难予了车轮较大的上下运动的空间，故可以将悬架刚度设计得较小，以降低车身振动频率，改善行驶平顺性。　　 一、悬架的功用和分类 2 、悬架的分类　　　　（ 4 ）越野汽车全部车轮采用独立悬架还可保证汽车在不平道路上行驶时，所有车轮和路面有良好的接触，从而可增大牵引力；此外，可增大汽车的离地间隙，使汽车的通过性能大大提高。　　由于具有以上优点，独立悬架被现代汽车广泛采用。但是，独立悬架结构复杂，制造成本高，保养维修不便，在一般情况下，车轮跳动时，由于车轮外倾角与轮距变化较大，轮胎磨损较严重。 二、悬架的结构 现代汽车的悬架一般都由弹性元件、减振器、导向机构等组成，轿车一般还有横向稳定器。悬架的组成如图 8-2 所示。 图 8-2 悬架的组成 二、悬架的结构 弹性元件用于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。　　减振器用于限制弹性元件的自由振荡，吸收和衰减振动，提高乘坐舒适性。　　导向装置 ( 包括横向导杆和纵向推力杆 ) 用于传递除垂直力以外的各种力和力矩，并确定车轮相对于车架 ( 或车身 ) 的运动轨迹。 　　　上述三部分装置所起作用的侧重点不同，分别是缓冲、减振和导向，但三者共同的任务是传递车轮与车架之间的各种力和力矩，控制车身的各种振动。 三、弹性元件 汽车悬架系统所使用的弹性元件分为钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、橡胶弹簧和气体弹簧等类型。 1 、钢板弹簧 钢板弹簧也称叶片弹簧，其结构如图 8-3 所示，在车桥靠近车架或车身时靠钢板弹簧的弹性形变来起缓冲作用，并在车桥靠近和离开车架或车身的整个过程中，通过各片相互之间的滑动摩擦，部分衰减路面的冲击作用。　　钢板弹簧具有如下特点 : 由于弹簧有足够的刚性使车桥适当定位，所以不需要导向装置，钢板之间的摩擦可控制弹簧自身的振荡，适用于重载，寿命长，由于片间的摩擦，很难吸收来自路面的微小振颤。所以，钢板弹簧一般用在货车和大型客车上。 1 、钢板弹簧 图 8-3 钢板弹簧 　 2 、螺旋弹簧 螺旋弹簧广泛用于独立悬架，但有些轿车的后轮非独立悬架也采用螺旋弹簧作为弹性元件。螺旋弹簧是由特殊的弹簧钢杆卷制而成，如图 8-4 所示，可以做成圆柱形或圆锥形 . 也可以做成等螺距或不等螺距。圆柱形等螺距螺旋弹簧的刚度不变，圆锥形或不等螺距螺旋弹簧的刚度是可变的。在螺旋弹簧上施加载荷时，随着弹簧的收缩，整条钢杆扭曲。这样便储存了外力的能量，缓和了冲击。 　 2 、螺旋弹簧 图 8-4 螺旋弹簧 　 2 、螺旋弹簧 与钢板弹簧相比，螺旋弹簧无需润滑，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，因此在姻旋弹赞悬架中必须另装减振器 ; 螺旋弹赞只能承受垂直载荷，故必须装设导向装置，以传递垂直力以外的各种力和力矩。 3 、扭杆弹簧 扭杆弹簧一般是用弹簧钢制成的杆件，如图 8-7 所示。扭杆的一端固定在车架上 , 另一端通过摆臂与车轮相连。当车轮跳动时 , 摆臂便绕着扭杆轴线摆动 , 使扭杆产生扭转弹性变形 , 在车轮与车架之间起弹性连接的作用。 3 、扭杆弹簧 　图 8-7 扭杆弹簧示意图 3 、扭杆弹簧 扭杆弹簧与钢板弹簧相比 , 质量较轻 , 而且不需润滑 , 保养维修简便。扭杆弹簧可以节省纵向空间 , 适用于小型车及箱式车的悬架系统。 4 、橡胶弹簧 橡胶弹簧是利用橡胶本身的弹性起作用的弹性元件。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，便产生内部摩擦，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，或用作悬架部件的衬套、垫片、垫块、挡块及其他支承件，如图 8 -8 所示 4 、橡胶弹簧 图 8-8 橡胶弹簧 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 ( 气压为 0.5 ～ 1 MPa) ，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。 5 、气体弹簧 　图 8 -9 空气弹簧 　图 8 -10 油气弹簧 四、减振器 1 、减振器的功用及原理　　减振器在汽车中的作用是迅速衰减由车轮通过悬架弹簧传给车身的冲击和振动，提高汽车行驶的平顺性能。减振器在汽车悬架中是与弹性元件并联安装的（图 8-11 ）。 四、减振器 图 8-11 减振器和弹性元件的安装示意图 四、减振器 1 、减振器的功用及原理　　减振器在汽车中的作用是迅速衰减由车轮通过悬架弹簧传给车身的冲击和振动，提高汽车行驶的平顺性能。减振器在汽车悬架中是与弹性元件并联安装的（图 8-11 ）。 四、减振器 1 、减振器的功用及原理　　目前，汽车悬架系统中广泛采用液压减振器，其基本原理如图 8-12 所示。 图 8-12 液压减振器的基本原理 四、减振器 1 、减振器的功用及原理　　当车架与车桥作往复的相对运动而使活塞在缸筒内往复移动时，减振器壳体内的油液便反复地从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一个内腔，此时孔壁与油液间的摩擦及液体分子内的摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能被油液和减振器壳体所吸收，然后扩散到大气中。减振器阻尼力的大小随车架与车桥（或车轮）间相对速度的变化而增减，并且与油液的黏度有关。 四、减振器 1 、减振器的功用及原理　　阀门越大，阻尼力越小，反之亦然。相对运动速度越大，阻尼力越大，反之亦然。　　阻尼力越大，振动的衰减越快，但悬架弹性元件的缓冲效果不能发挥，乘坐也不舒适，因此弹性元件的刚度与减振器的阻尼力要合理搭配，才能保证乘坐舒适性和操纵稳定性的要求。 四、减振器 2 、双向作用筒式减振器　　目前在汽车上应用最广泛的液力减振器是双向作用式减振器，它在伸张行程和压缩行程都具有阻尼减振作用。　　双向作用筒式减振器如图 8-12 所示。双向作用筒式减振器在内筒和外筒之间设计了补偿孔，它可以调整油液量以适应活塞杆的移动体积。 四、减振器 2 、双向作用筒式减振器　　如图 8-13a ）所示，在节流孔①上设置阀门，节流孔②没有阀门。压缩时，阀门①打开，下腔的油液通过节流孔①和②流到上腔，使活塞容易下行。伸张时，阀门①关闭，上腔的油液只能通过节流孔②流回下腔，使活塞上行阻尼增大。这样就实现了减振效果，它可以很快的吸收路面冲击，但汽车在坏路上行驶时的行驶平顺性较差。 四、减振器 2 、双向作用筒式减振器　　　如图 8-13b ）所示，在节流孔②上设计阀门②，伸张时油液通过节流孔②，压缩时油液通过节流孔①，因此在压缩和伸张时都受到阻尼力。对于激烈的车身振动，下腔的油液在伸张时通过补偿阀上的节流孔流入补偿腔，产生阻尼力；压缩时补偿阀打开，油液无阻尼地通过补偿阀。补偿腔的上部有氮气，可以被油液压缩。 四、减振器 2 、双向作用筒式减振器　　 图 8-13 双向作用筒式减振器的结构及工作原理 五、横向稳定器 横向稳定器结构如图 8-14 所示。 图 8-14 横向稳定器结构组成 五、横向稳定器 横向稳定器利用扭杆弹簧原理，如图 8-15 所示，将左右车轮通过横向稳定杆连接起来。在车身倾斜时，稳定杆两边的纵向部分向不同方向偏转，于是横向稳定杆便被扭转。弹性的稳定杆产生的扭转内力矩就阻碍了悬架弹簧的变形，从而减少车身的横向倾斜。 五、横向稳定器 横向稳定器原理 图 8-15 横向稳定器的作用原理 六、非独立悬架 非独立悬架由于结构简单 , 工作可靠 , 被广泛用于一般货车和客车的悬架上 , 而用在轿车上往往只作为后悬架。　　按照采用弹性元件的不同，非独立悬架可以分为钢板弹簧式非独立悬架和螺旋弹簧式非独立悬架。 　 1 、钢板弹簧非独立悬架 图 8-16 为钢板弹簧式非独立悬架。钢板弹簧中部通过 U 形螺栓（骑马螺栓）固定在前桥上。钢板弹簧的前端卷耳用弹簧销与前支架相连，形成固定式铰链支点，起传力和导向作用；而后端卷耳则用吊耳销与可在车架上摆动的吊耳相连，形成摆动式铰链支点，从而保证了弹簧变形时两卷耳中心线间的距离有改变的可能。 　 1 、钢板弹簧非独立悬架 图 8-16 钢板弹簧非独立悬架 　 1 、钢板弹簧非独立悬架 减振器的上、下两个吊环通过橡胶衬套和连接销分别与车架上的上支架和车桥上的下支架相连接。盖板上装有橡胶缓冲块，以限制弹簧的最大变形，并防止弹簧直接碰撞车架。 2 、螺旋弹簧非独立悬架 螺旋弹簧非独立悬架由螺旋弹簧、减振器、纵向推力杆和横向推力杆组成。一般只用于轿车的后悬架，如图 8-17 所示。 2 、螺旋弹簧非独立悬架 图 8-17 螺旋弹簧非独立悬架 七、独立悬架 日前，大多数轿车的前后悬架都采用了独立悬架的形式。常见的独立悬架系统为双横臂式、纵臂式、麦弗逊式和多杆式独立悬架。 1 、双横臂式独立悬架 双横臂式独立悬架的两个横摆臂有等长的和不等长的，如图 8-18 所示。摆臂等长的独立悬架当车轮上下跳动时，虽然车轮平面不倾斜、主销轴线的方向也不发生变化，但轮距发生较大的变化，这将引起车轮的侧滑和轮胎的磨损。而摆臂不等长的独立悬架当车轮上下跳动时，虽然车轮平面、主销轴线、轮距都发生变化，但如果选择长度比例合适，可使车轮和主销的角度及轮距变化不大，这种独立悬架被广泛用在轿车前轮上。 1 、双横臂式独立悬架 图 8-18 双横臂式独立悬架示意图 2 、纵臂式独立悬架 纵臂式独立悬架也分为单纵臂式和双纵臂式两种。　　单纵臂式独立悬架如果用于前轮，车轮上下跳动时会使主销后倾角变化很大，所以单纵臂式独立悬架都用于后轮。　　双纵臂式独立悬架的两纵摆臂一般长度相等，形成平行四连杆机构，如图 8-19 所示。这种悬架当车轮上下跳动时，车轮外倾角、轮距和主销后倾角都不发生变化，所以适用于前轮。 2 、纵臂式独立悬架 图 8-19 双纵臂式独立悬架 3 、麦弗逊式独立悬架 麦弗逊式悬架是目前轿车和某些轻型客车应用比较普遍的悬架结构形式。如图 8-20 所示，筒式减振器为滑动立柱，横摆臂的内端通过铰链与车身相连，外端通过球铰链与转向节相连。 3 、麦弗逊式独立悬架 减振器的上端与车身相连，减振器的下端与转向节相连，车轮所受的侧向力大部分由横摆臂承受，其余部分由减振器活塞和活塞杆承受。筒式减振器上铰链的中心与横摆臂外端球铰链中心的连线为主销轴线，此结构也为无主销结构。当车轮上下跳动时，减振器下支点随前悬架摇臂摆动，故主销轴线角度是变化的，这说明车轮是沿着摆动的主销轴线而运动。 3 、麦弗逊式独立悬架 图 8-20 麦弗逊式独立悬架 4 、多杆式独立悬架 独立悬架中多采用螺旋弹簧，因而对于侧向力、垂直力以及纵向力需增设导向装置，即采用杆件来承受和传递这些力，因而一些轿车上为减轻车重和简化结构采用多连杆式悬架，如图 8-21 所示。上连杆用上连杆支架与车身（或车架）相连，上连杆外端与第三连杆相连。 4 、多杆式独立悬架 上连杆的两端都装有橡胶隔振套。第三连杆的下端通过重型止推轴承与转向节连接。下连杆与普通的下摆臂相同，其内端通过橡胶隔振套与前横梁相连接，球铰将下连杆的外端与转向节相连。多杆前悬架系统的主销轴线从下球铰延伸到上面的轴承，它与上连杆和第三连杆无关。 4 、多杆式独立悬架 图 8-21 多杆式独立悬架 任务二 前悬架总成拆装及检修 一、实训准备 1 、实训器材（ 1 ）普通桑塔纳轿车。（ 2 ）常用工、量具。（ 3 ）拆装专用工机。 2 、准备工作（ 1 ）汽车进入工位前，将工位清理干净，准备好相关的器材。（ 2 ）将汽车停驻在举升机中央位置。（ 3 ）拉紧驻车制动器操纵杆，并将变速杆置于空挡位置。（ 4 ）套上转向盘护套、变速杆手柄套和座位套，铺设脚垫。 一、实训准备 3 、拆装注意事项（ 1 ）在拆卸过程中，注意不要损坏制动软管；（ 2 ）不允许对前悬架总成进行焊接或整形处理，不合格的零部件应更换；（ 3 ）所有螺栓和螺母应按规定力矩拧紧；（ 4 ）所有自锁螺母必须更换新件。 二、前悬架总成拆装 1 、前悬架总成的拆卸（ 1 ）取下车轮装饰罩。（ 2 ）旋下轮毂与传动轴的紧固螺母，车轮必须着地。如图 8-22 所示。 图 8-22 旋下轮毂与传动轴的紧固螺母 二、前悬架总成拆装 1 、前悬架总成的拆卸（ 3 ）卸下垫圈，拧松车轮紧固螺母，拆下车轮。（ 4 ）旋下制动钳紧固螺栓，如图 8-23 所示，取下制动盘。 图 8-23 旋下制动钳紧固螺栓 二、前悬架总成拆装 1 、前悬架总成的拆卸（ 3 ）卸下垫圈，拧松车轮紧固螺母，拆下车轮。（ 4 ）旋下制动钳紧固螺栓，如图 8-23 所示，取下制动盘。 图 8-23 旋下制动钳紧固螺栓 二、前悬架总成拆装 1 、前悬架总成的拆卸 （ 5 ）取下制动软管支架，并用铁丝将制动钳固定在车身上 ( 如图 8-23 中上部箭头所示 ) 。 （ 6 ）拆下球头销紧固螺栓 ( 如图 8-23 中下部箭头所示 ) 。（ 7 ）压下转向横拉杆接头，如图 8-24 所示。 图 8-24 压下转向横拉杆接头 二、前悬架总成拆装 1 、前悬架总成的拆卸 （ 8 ）拆下横向稳定器的紧固螺栓，如图 8-25 所示。 （ 9 ）拆下传动轴与轮毂的固定螺母。 图 8-25 拆下横向稳定器 二、前悬架总成拆装 1 、前悬架总成的拆卸 （ 10 ）向下掀压前悬架下摇臂，从车轮轴承壳内拉出传动轴；或利用两个固定车轮凸缘上的螺孔，将压力装置 V.A-G1389 固定在轮毂上，用压力装置从轮毂中拉出传动轴，如图 8-26 所示。然后卸下压力装置。 图 8-26 用压力装置从轮毂中拉出传动轴 器 二、前悬架总成拆装 1 、前悬架总成的拆卸 （ 11 ）取下盖子，支承减振器支柱下部或沿反方向固定。旋下活塞杆螺母，用内六角扳手阻止活塞杆的转动，如图 8-27 所示。 图 8-27 旋下活塞杆螺母 二、前悬架总成拆装 2 、前悬架总成的安装安装顺序与拆卸顺序相反。但在安装时应注意以下事项： （ 1 ）不允许对前悬架总成进行焊接或整形处理，不合格的要更换新的零部件总成。（ 2 ）安装传动轴时，应擦净传动轴与轮毂花键齿面上的油污，去除防护剂的残留物。将外等速万向节（ RF 节）花键面涂上一圈 5mm 宽的防护剂 D6 ，然后进行传动轴装配。涂防护剂 D6 的传动轴装车后应停车 60min 之后才可使用。（ 3 ）安装时，所有螺栓和螺母的紧固力矩应符合规定。所有自锁螺母，必须更换新件。 三、前悬架的检修 1 、减振器的检查和更换 在车辆行驶过程中，如减振器发出异常的响声，则说明该减振器已损坏，必须更换。一般减振器是不进行修理的，如有很小的渗油现象不必调换，如漏油较多，可通过拉伸和压缩减振器来检查渗油现象。漏出的减振器油不能再加入减振器内重新使用，漏油的减振器不能再使用。 三、前悬架的检修 1 、减振器的检查和更换更换减振器的方法如下：（ 1 ）用拉具压住弹簧座圈，压缩压紧弹簧，如图 8-28 所示。如果没有专用工具 V.A G1403 ，可用专用工具 VW340 代替。 三、前悬架的检修 1 、减振器的检查和更换 图 8-28 用拉具压缩压紧弹簧 三、前悬架的检修 （ 2 ）松开开槽螺母，放松弹簧，可以用扳手 A 阻止活塞杆的转动，以便松开螺母，如图 8-29 所示。 图 8-29 松开开槽螺母 三、前悬架的检修 （ 3 ）拆卸减振器，如图 8-30 所示。 图 8-30 拆卸减震器 三、前悬架的检修 （ 4 ）按照拆卸相反的顺序安装减振器。 三、前悬架的检修 2 、前悬架支柱总成的检修（ 1 ）拆卸。拆下制动盘，拆下挡泥板，压出轮毂，如图 8-31 所示。 图 8-31 压出轮毂 三、前悬架的检修 2 、前悬架支柱总成的检修（ 1 ）拆卸。再拆下两侧弹簧挡圈，压出车轮轴承，如图 8-32 所示。 图 8-32 压出车轮轴承 三、前悬架的检修 2 、前悬架支柱总成的检修（ 1 ）拆卸。拉出轴承内圈，如图 8-33 所示。 　 图 8-33 拉出轴承内圈 三、前悬架的检修 2 、前悬架支柱总成的检修 （ 2 ）检查。在零件全部解体后，应进行清洗、检查，必要时要进行测量。 三、前悬架的检修 （ 3 ）安装与调整 先装外弹簧挡圈，在车轮轴承座涂上润滑脂，然后压入轴承，压至极限位置，最后装上内弹簧挡圈，如图 8-34 所示。 图 8-34 将轴承 A 压至终止位置 三、前悬架的检修 （ 3 ）安装与调整 调整内、外弹簧挡圈开口的位置，使其相差 180° ，然后转动轴承内圈，观察其是否正常。在轮毂花键和轴承颈上涂上润滑脂，然后压入轴承内，如图 8-35 所示。 图 8-35 压入轮毂 三、前悬架的检修 （ 3 ）安装与调整用三个 M6 螺栓固定挡泥板，使其紧贴在车轮轴承座的凸缘上。用非纤维材料擦净制动盘工作表面，不能有油污。装上制动盘，且紧贴在轮毂的结合面上。 四、工作页 THE END