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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，并起导向作用，使车轮按一定轨迹相对车身运动。

第一节概述

悬架一般由弹性元件、导向装置、减振器和横向稳定杆等组成。

弹性元件用来承受并传递垂直载荷、缓和不平路面、紧急制动、加速和转弯引起的冲击或车身位置的变化。

常见的弹性元件包括钢板结弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。

一、悬架种类

按照控制形式不同，悬架可分为被动式悬架和主动式悬架两大尖。

目前多数汽车上采用被动式悬架。

根据汽车导向装置的不同，悬架又可分为独立悬架和非独立悬架。

如图11-2所示。

P285

非独立悬架的特点是两侧车轮安装于一整体式车桥上，车轮连同车桥一起通过弹性元件悬挂在车架或车身上。

独立悬架的两侧车轮分别独立地与车架或车身弹性地连接，当一侧车轮受到冲击时，基运动不会直接影响到另一侧车轮。

二、汽车性能对悬架的要求

汽车的固定频率是衡量汽车平顺性的重要参数，它由悬架刚度和悬架弹簧支承的质量（簧载质量）所决定。

人体所习惯的垂直振动频率约为1-1.6HZ,车身振动的固有频率应接近或处于人体适应的频率范围,才能感觉舒适.

第二节弹性元件

县架采用的弹性元件常见有钢板弹簧、螺讳弹簧、空气弹簧和油气弹簧

一、钢板弹簧

钢板弹簧在汽车县架中使用最为广泛的弹性元件。

钢板弹簧是由若干不等长的合金弹簧片叠加在一起组合成一根近似等强度的梁，其构造如图11-3所示P286

中心螺栓4用来连接各种弹簧片，并保证各片装配时的相对位置。

中心螺栓到两端卷耳中心的距离可以相等，称为对称式钢板弹簧。

二、螺旋弹簧

螺旋弹簧大多应用在独立悬架上，尤其是前轮独立悬架中，在有些轿车上，后轮非独立悬架中也使用螺旋弹簧作为弹性元件。

螺旋弹簧用弹簧钢料卷制而成，有刚度不变的圆柱形螺旋弹簧和刚度可变的圆锥形螺旋弹簧两种。

由于螺旋弹簧只能承受垂直载荷，用它做弹性元件的悬架要加设导向装置和减振器。

与钢板弹簧相比，螺旋弹簧具有不需润滑、防污性强、占用纵向空间小及弹簧本身质量小的特点，因而在现代轿车上被广泛采用。

此外，螺旋弹簧变形时，不产生摩擦力，所以在其悬架中必须装有减振器，用于衰减因冲击而产生的振动。

三、扭杆弹簧

扭杆断面常为圆形，少数是矩形或管状。

如图11-6所示。

P288

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。

四、气体弹簧

气体弹簧主要有空气弹簧和油气弹簧两种。

气体弹簧是以空气做弹性介质，即在一个密闭的容器内装入压缩空气（气压为0.5-1PMA）,利用气体的可压缩性弹簧的作用.空气弹簧又可分为囊式和膜式两种.如图11-8所示P289

衷式空气弹簧由夹有帘线的橡胶制成的气囊和密闭在其中的压缩空气构成.

膜式空气弹簧由像胶片和金属压制件组成,它比囊式空气弹簧的弹性曲线更为理想,固定有频率更低些,且尺寸小,便于布置,因而多于用小轿车上.但其造价较贵,寿命较短.

由于空气和油气弹簧只能承受垂直载荷,因此采用这种弹簧的悬架也必须加设导向装置和减振器.

第三节减振器

汽车在行驶中四个车轮在垂直方向上会受到不同力的作用,悬架系统中的弹性元件受冲击会相应产生振动,因此需要在悬架中与弹性元件并联安装减振器,以衰振动,提高汽车行驶的平顺性,如图11-10所示.P289

汽车悬架系统中通常采用液力减振器.

1、在悬架压缩行程中（车桥和车架相互靠近），减振器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。

这时，弹性元件起主要作用。

2、在悬架伸张行程中（车桥和车架相互远离），减振器阻尼力应较大，以迅速减振，此时减振器起主要作用。

3、以车架或车身与车桥间的相对运动速度过大时，要求减振器能自动加大液流量，使阻尼力始终保护在一定限度之内，以避免车架或车身承受过大的冲击载荷。

在汽车悬架系统中广泛采用的液力减振器是筒式减振器，由于其在压缩和伸张行程中的能起减振作用，因此又称为双向作用式减振器。

双向作用筒式减振器的工作过程如下：

压缩行程时，此时减振器被压缩，汽车车轮移近车身，减振器内的活塞3向下移动，下腔的容积减小，油压升高。

2、有些车型的悬架系统采用充气式减振器和阻尼力可调式减振器。

图11-12所示为充气式减振器，这种减振器的缸筒下部装有一个浮动活塞2，在浮动活塞和缸筒一端形成一个封闭气室1，内部装有高压氮气。

浮动活塞（封气活塞）的上面是油液，活塞上装有大断面的O型密封圈，作用是把油和气完全隔开，在工作活塞8上装有压缩阀4和伸张阀7，它们的通道载面积随工作活塞运动速度的变化而变化。

从而产生不同的阻尼力。

伸张阀和压缩阀均由一组厚度相同、直径不等，由大到小排列的弹簧钢片组成。

与双向作用筒式减振器相比，充气式减振器有如下优点；

1）由于采用浮动活塞而减少了一套阀的系统，使结构简化，重量减轻。

2）由于减振器里充有高压氮气，能减少车轮爱突然冲击时的振动，并可消除噪声。

3）由于充气式减振器的工作缸和活塞直径都大于相同条件的双向作用筒式减振器，因而其阻尼力更大。

工作可靠性更强。

4）充气式减振器内部的高压气体和油液被浮动活塞隔开，消除了油的乳化现象。

充气式减振器的不足之处是油封要求高，充气工艺复杂，不易维修，当缸筒受外界较大冲击而变化时，则不能工作

第四节横向稳定器

现代轿车悬架很软，即固有频率很低。

汽车高速行驶转弯时，车身会产生较大的侧向倾斜和侧向角振动。

为了提高悬架的侧倾角刚度，减小侧倾，常在悬架中加设稳定器。

图11-13所示P292为标式横向稳定器。

当车身受到振动而两侧县架变形相同时，横向稳定杆在套管内自由转动，此时横向稳定杆不起作用。

当两侧县架变形不等，车身相对路面发生侧向倾斜时，弹性的稳定杆产生扭杆内力矩就阻碍了悬架弹簧的变形，从而减小了车身的侧倾和侧向角振动。

即车架的一侧移近弹簧下支座稳定杆的同侧末端就相对车架向上抬起，而另一侧车架远离弹簧座，相应一侧横向稳定杆的末端应相对车架下移。

同时，横向稳定杆中部对于车架没有相对运动，而稳定杆两边的纵向部分向不同方向偏转，于是稳定杆被扭转。

第四节非独立悬架与独立悬

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。

钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件，由于它起导向装置的作用，并有一定的减振作用，使得悬架系统大为简化。

独立悬架采用断开式车桥，两侧车轮分别通过独立悬架与车架或车身相连，每侧车轮可单独运动，互不干扰。

轿车和载质量在1000KG以下的货车的转向轮广泛采用独立悬架，这样可以满足行驶平顺性，操纵稳定性等方面的要求。

但是，独立悬架结构复杂，制造成本高，维修不方便。

独立悬架中的弹性元件往往都使用螺旋弹簧和扭杆弹簧，钢板弹簧和其它形式的弹簧很少使用。

根据悬架导向装置的不同，独立悬架可分为双横臂、单横臂、纵臂式、单斜臂、多杆式及滑柱连杆（摆臂）式（麦弗逊式）等多种，目前采用较多的是不等长双臂式、滑柱连杆式和斜置单臂式。

一、钢板弹簧式非独立悬架

在使用钢铁弹簧为弹性元件的非独立悬架上，由于钢板弹簧是纵向布置，所以又称国纵置板簧式非独立悬架。

如图11-14所示P293

螺旋弹簧非独立悬架常用于轿车的后悬架，由于作用螺旋弹簧作为弹性元件，仅仅能受垂直载荷，因此，其悬架系统需要安装导向装置和减振器。

图11-17为奥迪轿车后悬架装置。

三、空气弹簧非独立悬架

空气弹簧非独立悬架多用于重型车和高级轿车中。

现代电子控制主动或半主动悬架多采用空气弹簧做弹性元件。

五、滑柱摆臂式独立悬架

滑柱摆臂式独立悬架也称麦弗逊式独立悬架，目前此种悬架广泛应用于发动机前置前轮驱动轿车的前悬架中。

这种悬架由减振器、螺旋弹簧、横摆臂和横向稳定杆等组成。

图-11-29所示P301

六、多杆式独立悬架

独立悬架中的弹性元件多采用螺旋弹簧，对于侧向力及纵向力的承受和传递，就需加设导向装置即杆件来完成。

因而一些轿车上为减轻自重和简化结构采用多杆式悬架。

如图11-33所示P301

第六节半主动悬架与主动悬架

对于传统悬架当其结构确定后，就具有固定的悬架刚度和阻尼系数，在汽车行驶的过程中不能人为地控制加以调节，因此称为被动悬架。

电控悬架可以调节悬架刚度和阻尼系数，突破被动悬架的局限区域，因此，电近代悬架是一种主动悬架。

悬架根据调节悬架的刚度和阻尼系数分为半主动悬架系统和全主动悬架系统。

一、半主动悬架系统

半主动悬架是对悬架的刚度和阻尼系其中这一能进行实时调节控制的悬架。

半主动悬架系统又根据调节阻尼系数的特点分为有级式半主动悬架和无级式半主动悬架两种。

由于半主动悬架控制系统较简单，而且又能达到与全主动悬架相近的性能，故应用较广泛。

二、全主动悬架系统

全主动悬架系统是对悬架的刚度和阻尼系数均能进行实时调节，可以同时提高车辆的平顺性和操纵稳定性，全主动悬架系统的示意图，如图11-36所示P305

全主动悬架系统根据控制的介质可分为主动空气悬架、主动油气悬架和主动液力悬架三种。

全主动悬架一般包括控制机构和执行机构。

控制机构是由ECU和传感器等组成的闭环控制系统，通过传感器监测道路条件、汽车的运行状态和驾驶员的需求，按照设定的控制规律向执行机构（空气弹簧、动力源等）适时地发出控制信号，以调节悬架刚度和阻尼系数。

三、电控悬架的功用

电控悬架系统结构如图11-39所示P306，它具有车高调节、悬架刚度和减振器阻尼系数“软→中→硬”能级转换控制功用。

电控悬架还具有汽车高度调整控制的功能。

1、弹簧弹性系数（刚度）与阻尼系数（减振力）控制；

2、车高调整功能

第七节电子控制悬架系统

一、零部件在汽车上的位置

电控悬架由空气弹簧减振器组件、执行器、电控悬架ECU、高度控制压缩机、高度传感器、相关传感器（转向传感器、车速传感器、节气门位置传感器）等组成。

如图11-41所示。

P309，下面以几个常见的电控悬架系统来介绍零部件在汽车上的位置。

三、电控悬架的结构原理

电控悬架控制原理示意图如图11-50所示P312。

由于电控悬架需要进行车身高度、弹簧刚度和阻尼系数的控制，因此系统由车高传感器、车速传感器、节气门位置传感器、转向传感器和控制空气弹簧进行适应性地调节，保持车辆平顺性和操纵稳定性。

1）车高传感器

检测汽车高度和因道路不平坦而引起的悬架位移量，其工作原理如图11-51所示。

P314

车高传感器由一个开口圆盘和两个光电传感器组成。

2）转向传感器

转向传感器装在转向器上，用来检测转向时的转向角度和汽车转弯的方向，主要为转弯时提高操纵稳定性防止侧倾，向ECU提供车态信号。

其外形和工作原理如图11-52和图11-53所示。

转向传感器由一个有槽圆盘和两个光电传感器组成。

3）其它传感器和开关

车速传感器安装在车轮上，检测出转速信号，ECU利用此信号作为防下坐控制的一个工作状态参数。

车门传感器是为了防止行驶过程中车门末关闭而设置的。

模式选择开关用来选择悬架的“软”、“中”、“硬”状态，ECU检测到开关的状态后，操纵悬架控制执行器，从而改变减振器的弹簧刚度和阻尼系数。

停车灯开关是当踩下制动踏板时，停车灯开便关接通，ECU接收这个信号作为防栽头控制用的一个起始状态。

2、空气弹簧和减振器

1）空气弹簧

电控悬架用空气弹簧代替传统悬架的螺旋弹簧或钢板弹簧，空气弹簧在其气室内装入空气而具有弹性功能，关键是用ECU对汽车行驶的状态进行车高、弹簧刚度和阻尼系数和调节，使车辆的性能得到提高。

（1）弹簧刚度的调节：

弹簧刚度越小，即弹簧柔软，振动就较小，乘坐舒适性，平顺性就越好，弹簧刚度增加，即弹簧坚硬，操纵稳定性得到提高。

（2）车高控制：

是指汽车高度可以根据乘员人数，载质量变化和汽车的状态自动调节。

就是当乘员人数和载质量增加或减少时，汽车高度自动何持一定使汽车行驶平稳。

车高控制可以归纳如下功能：

自动高度控制

高速行驶车高控制

驻车时车高控制

2）减振器

电控悬架中的减振器一改过去固定阻尼系数的特点，而变为连续变化阻尼系数和有级变化阻尼系数两种。

3）阻尼转换执行机构

阻尼转换执行机构装在减振器的上部，它由直流电机、减速齿轮、控制杆、电磁铁和档块等组成。

4）弹簧刚度执行机构

第八节前悬架的故障诊断与检修

一、前悬架的拆装

1、捷达轿车前悬架的拆卸

（1）车轮与转向节的拆卸

（2）转向节的分解

（3）前减振口授的拆卸与分解

（4）梯形臂的拆卸与分解

（5）万向节轴的拆卸与分解

①从车上拆下万向节轴）所示P325

②万向节轴的分解；

③外等速万向节的分解；

④内等速万向节的分解；

2、轿车前悬架的安装

（1）副车架、横向稳定杆与梯形臂的安装；

（2）转向节与轮毂的组装

（3）转向节与前减振器的安装

（4）万向节的组装

①外等速万向节的组装（图11-83C）P330

②内等速万向节的组装

③万向节轴的组装；

（5）万向节轴的安装

（6）车轮的安装

3、前轮定位角的测量与调整

它包括主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和车轮前束。

（1）前轮转角的测量

（2）前轮定位角的测量与调整

①检查条件

车辆空载

按规定给轮胎充气，前轮气压2×

105Pa，后轮气压1.8×

105Pa

车辆调整正确,悬架活动自如；

转向器调整正常

②前束的测量与调整；

③车轮外倾角的测量与调整。

④主销内倾角与后倾角的测量；

二、前悬架零件的检修

1、万向节轴的检查

1）等速万向节的检查

2、前减振器的检查

1）前减振器的检查

2）前减振器悬架轴承主橡胶档块的检查

1）前减振器螺旋弹簧的检查

3、前轮毂与转向节的检查

1）前轮毂与转向节的检查

2）轮毂轴承的检查

4、副车架、横向稳定杆和梯形臂的检查

1）副车架（前托架）、横向稳定杆和梯形臂（下摆臂）的检查

2）梯形臂（下摆臂）下球铰的检查

5、车轮的检查

1）轮辋跳动的检查

2）车轮平衡的检查

3）轮胎磨损的测量

三、前悬架的故障及排除方法

1、前悬架有噪声

（1）现象：

汽车在行驶过程中，特别是道路颠簸、突然制动、转弯时从前悬架部侠发出的噪声。

（2）原因：

前减振器、转向节、下摆臂（梯形臂）的连接螺栓松支前减振器漏油严重或前减振器活塞杆与缸筒磨损严重；

下摆臂（梯形臂）的前后橡胶衬套磨损、老化或损坏，螺旋弹簧失效或折断。

2、万向节传动轴有噪声

行驶过程中万向节传动轴有撞击声，车速变化时响声更加明显。

传动轴上的缓冲器移位（捷达车）；

传动轴上的支承轴承损坏（富康车），内等速万向节与变速器上的驱动凸缘（或称半轴）的连接螺栓松动（捷达与桑塔纳车）；

传动轴变形，球笼式万向节的球毂、钢球、保持架或外壳体磨损；

三叉式万向节（富康车）的三叉式万向节与万向节叉轴磨损。

3、前轮自动跑偏

汽车行驶时，不能保持直线行驶方向，而自动偏向一边。

两前轮的气压一致；

两前轮轮胎磨损不一致；

左右螺旋弹簧损坏或产生永久变形；

左右前减振器损坏或变形，前轮定位角不正确；

横向稳定杆橡胶套损坏或固定螺栓松动

（4）检查程序：

前轮自动跑偏检查程序，如图11-118所示P340

4、前轮摆动

汽车行驶时，在达到某一速度时，出现方向盘发抖、摆振。

轮辋的钢圈螺栓松动；

前悬架的螺栓（母）松动，前轮毂轴承磨损，车轮轮辋产生偏摆，车轮不平衡，下摆臂（梯形臂）的球头销（球接头）磨损或松动，转向横拉杆球头销磨损或松动，前轮定位角不正确。

第九节后悬架的故障诊断与检修

一、后悬架的拆装

1、捷达轿车后悬架的拆卸

（1）车轮的拆卸

拆卸后制动鼓（图11-123）所示P342。

拆卸后制动鼓（图11-124）所示P342。

拆卸短轴（图11-126）所示P342。

拆卸短轴上内圆锥滚子轴承内圈（图11-127）所示P342。

拆卸制动鼓上轴外圈及油封（图11-128）所示P343。

（2）后减振器用后桥体的拆卸

拆卸后减振器上安装螺母（图11-130）所示P343。

2、捷达轿车后悬架的安装

安装是与拆卸相反的顺序进行，但需要注意以下事项。

（1）后桥体的组装与安装

（2）后减振器的组装与安装

（3）短轴及轴承不的安装

安装制动鼓外圆锥滚子轴承的外圈（图11-139）所示P348。

用工具1和2将外圆锥滚子轴承外圈3垂直压入制动鼓4外端的孔中

（4）轿车扣定位角的检查

检查后车轮外倾角，后车轮外倾角的检查可使用前车轮外倾角检查的方法（图11-105）所示P350。

后车轮外倾角应在-1°

30±

10ˊ之间，达不到此要求，则可能是后桥体或短轴变形，需要更换。

检查后轮前束：

检查方法同前轮。

后轮的前束，在规定条件下，应在+20ˊ±

10ˊ之间，达不到此要求，则可能是后桥或短轴变形，需要更换。

二、后悬架的零件的检修

1、后车轮与短轴的检查

1）后车轮轮胎磨损的检查

2）检查短轴的垂直度

3）轴承与油封的检查

2、后桥体的检查

1）检查后桥体的变形

如图11-146所示，用直尺1检查后桥体横梁2的变形，若有明显变形和开焊，不允许焊接和桥正，必须更换。

否则，影响行驶安全。

2）检查后桥体橡胶支承

3、后减振器的检查

1）后减振器螺旋弹簧的检查

检查弹簧的自由长度，若自由长度比标准长度缩短了5%，则表示该弹簧已产生永久变形，刚度变差，必须同时更换左右两个螺旋弹簧。

2）减振器的检查

三、后悬架的故障与排除方法

1）后轮摆动

汽车保持直线行驶时，当达到某一速度后中，感觉后轮有明显的左右摆动。

后轮轮辋偏摆，后车轮不平衡；

后摆臂上短轴变形，后轮毂轴承间隙过大，后桥体变形；

后减振器失效，纵摆臂与后轴管支架总成间的滚针轴承损坏或磨损。

2、后悬架噪声

汽车在行驶过程中，特别是道路颠簸、突然加速、转弯时从后悬架部位发出的噪声。

后减振器漏油或损坏；

后减振器端缓冲套损坏；

后毂轴承损坏；

后桥体橡胶支承损坏；

后减振器的螺旋弹簧损坏（捷达与桑塔纳轿车）；

纵摆臂与后轴管支架之间的滚针轴承损坏（富康轿车）；

扭杆与纵摆臂、后轴管支架总成的花键磨损松动（富康轿车）；

后悬架各紧固螺栓（母）松动。

（3）排除方法：

（4）检查程序

第十节电子控制悬架系统故障诊断与检修

一、常见项目的检查与调整

（1）用举升器或千斤顶将汽车举起时，必须停止高度控制

（2）当放下汽车使四轮落地时，必须将汽车下面的所有物体搬开。

（3）在开动汽车之前，必须启动发动机使汽车高度恢复到正常状态。

（4）在维修时，除非必要，一般不要触及前安全气囊碰撞传感器。

2、高度的检查与调整

1）检查汽车高度

将悬架刚度阻尼模式转换开关（LRC）拨到“NORM（标准）”位置，如图11-149所示P353。

使汽车上下跳振几次，便于四个悬架处于稳定状态。

再向前向后推动汽车，使车轮处于稳定状态。

将变速杆放在N档位上，松开驻车制动器，启动发动机。

汽车高度如不符合标准，可转动高度传感器连接杆螺栓来进行调整。

2）汽车高度调整

（1）先拧松高度传感器连接杆上的锁紧螺母，转动连接杆的螺栓便可调节长度，而达到调整车高的目的。

如图11-152P354

3）高度调整注意事项

在高度调整时，除上面所说的注意事项外，还必须将高度控制开关拨到“NORM（标准）”位置，高度的调整只能在标准值范围以内。

3、高度调节功能的检查

4、弹簧刚度和阻尼系数调节功能的检查

5、排气阀的检查

6、供气系统的漏气检查

二、自诊断系统

1、悬架指示灯检查

电控悬架中的指示灯有两个：

一个是高度控制指示灯，另一个是刚度阻尼指示灯“LRC”功“TEMS”，如图11-158P357所示，还有一个高度控制照明灯“HEIGHT”。

2、故障码的读取

跨接法：

将点火开关拧到ON位置，然后用专用导线将TDCL或检查连接器端子TC与E1跨接（图11-155）所示，此时高度控制“NORM”指示灯就会闪烁故障码。

所示

3、查码与检修

（1）将读取的故障码对照车型故障码表查出故障部位和维修方法。

（2）对故障部位进行检查与修复。

（3）按故障码清除程序操作，将ECU中的故障码清除

（4）再按读取故障码的步骤检查一次，若指示灯显示正常，则故障已排除。

4、故障码的清除

1）方法一：

将点火开关关闭，拆下1号接线盒中的ECU-B熔断丝10S以上便可清除。

2）方法二：

将点火开关关闭，用专用连接线连接高度控制连接器的端子9（端子CLE）和端子8（端子E），同时也连接检查连接器的端子TS与E1，并保持此状态10S以上。

然后打开点火开关，并脱开上面的两对端子，故障码便可清除。

作业：

1、什么是主动悬架和被动悬架？

全主动悬架与半主动悬架的区别是什么？

2、电子控制悬架的作用是什么？

简述电子控制悬架的结构原理。

3、叙述车身状态传感器的简单工作原理。

4、简述汽车高度、悬架刚度和阻尼系数的调节原理。

5、简述电子控制悬架常见项目检查与调整。

叙述县架系统常见故障的诊断与故障码的读取清除

使用课件“11第第十一章悬架”进行教学

引导学生使用网络课件复习和学习

如图（图11-1）和幻灯片

使用模型和实物

如图（图11-2）和幻灯片

如图（图11-3）和幻灯片

使用实物模型

如图（图11-6）和幻灯片

如图11-8

如图（图11-10）和幻灯片

如图（图11-12）和幻灯片

幻灯片

使用实物和模型

如图（图11-13）和幻灯片

p255

如图11-36所示P305

幻灯片和动画

如图11-39所示P306

如图11-50所示P312

如图11-51所示P314

使用动画

课后引导学生上网观看网络课件

图11-52和图11-53所示

（图11-78）

所示P325

如图（图11-78和幻灯片

如图（图11-83）和幻灯片

如图（图11-18）和幻灯片

（图11-123

（图11