項(xiàng)目9懸架COMPANYNAME汽車在行駛過(guò)程中，難免會(huì)遇到不平順的不良路面，產(chǎn)生振動(dòng)、顛簸，車身高度也會(huì)發(fā)生變化，這樣會(huì)嚴(yán)重影響汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。而懸架就是底盤上能夠減振、調(diào)整車身高度的裝置，對(duì)于保證汽車的行駛平順性具有重要作用。項(xiàng)目導(dǎo)讀知識(shí)目標(biāo)1掌握懸架的功用、構(gòu)造及分類。2熟悉非獨(dú)立懸架、獨(dú)立懸架、電控懸架。技能目標(biāo)1能夠拆裝懸架。2能夠診斷常見(jiàn)的懸架故障。3能夠?qū)壹苓M(jìn)行檢修。思政目標(biāo)1培養(yǎng)團(tuán)結(jié)協(xié)作的意識(shí)。2培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。3培養(yǎng)民族責(zé)任心。目錄任務(wù)9.1認(rèn)識(shí)懸架任務(wù)9.2懸架的故障診斷與檢修任務(wù)9.1

認(rèn)識(shí)懸架不同的車型對(duì)于懸架的要求有所不同，因此采用的懸架類型和構(gòu)造也不盡相同，如圖9-1所示。任務(wù)引入（a）懸架1（b）懸架2（c）懸架3（d）懸架4圖9-1懸架9.1.1懸架的功用懸架具有以下功用：1支撐、連接汽車各部件及總成，并使其保持正確的相對(duì)位置。2將路面作用于車輪的支撐力、輪胎與地面間摩擦產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力以及側(cè)向反力等傳遞至車架（或車身）。3支撐車身，并使車身與車輪之間保持適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)幾何關(guān)系，保證汽車具有良好的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。9.1.2懸架的分類按控制形式不同，懸架可分為被動(dòng)式懸架、主動(dòng)式懸架和半主動(dòng)式懸架。1．按控制形式不同分類被動(dòng)式懸架指剛度和阻尼在設(shè)計(jì)時(shí)就已確定，不能根據(jù)行駛條件進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)的懸架。主動(dòng)式懸架指能夠根據(jù)行駛條件自動(dòng)調(diào)節(jié)剛度和阻尼，從而使汽車能主動(dòng)控制垂直振動(dòng)狀態(tài)和車架狀態(tài)的懸架。半主動(dòng)式懸架指能夠根據(jù)行駛條件的變化，在一定范圍內(nèi)自行調(diào)節(jié)阻尼的懸架。按懸架左、右兩端車輪跳動(dòng)關(guān)聯(lián)度不同，懸架可分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架等，如圖9-2所示。2．按懸架左、右兩端車輪跳動(dòng)關(guān)聯(lián)度不同分類（a）非獨(dú)立懸架（b）獨(dú)立懸架圖9-2非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架懸架一般由彈性元件、減振器、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、橫向穩(wěn)定桿等部分組成，如圖9-3所示?！驈椥栽河脕?lái)承受并傳遞垂直載荷，緩和不平整路面造成的沖擊，使車架之間保持彈性連接?！驕p振器：用于衰減振動(dòng)，提高乘車舒適性?！?/p>

導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：用于傳遞除垂直方向以外各方向的力和力矩，并保證車輪橫向和縱向的運(yùn)動(dòng)軌跡，防止車身縱傾?！驒M向穩(wěn)定桿：用于防止車身側(cè)傾。9.1.3懸架的構(gòu)造圖9-3懸架鋼板彈簧由一組彎曲的彈簧鋼片從短至長(zhǎng)依次疊放組成，如圖9-4所示。1）鋼板彈簧（a）總成（b）裝配圖圖9-4鋼板彈簧1．彈性元件將特殊的彈簧鋼桿卷成螺旋狀就制成了螺旋彈簧。螺旋彈簧可制成等螺距或變螺距的形式，也可做成非線性形式，如圖9-5所示。圖9-5螺旋彈簧2）螺旋彈簧（a）等螺距形式（b）變螺距形式（c）非線性形式3）扭桿彈簧扭桿彈簧（見(jiàn)圖9-7）是具有扭轉(zhuǎn)彈性的直線形金屬桿件，其斷面一般為圓形；少數(shù)為矩形或管形，其兩端可以做成花鍵、四方形、六角形等。圖9-7扭桿彈簧氣體彈簧是以空氣作為彈性介質(zhì)，在密封的容器中充入壓縮氣體，利用氣體的可壓縮性實(shí)現(xiàn)彈簧功能的彈性元件。4）氣體彈簧空氣彈簧。空氣彈簧可分為囊式空氣彈簧和膜式空氣彈簧兩種，如圖9-8所示。1（a）囊式空氣彈簧（b）膜式空氣彈簧圖9-8空氣彈簧油氣彈簧。油氣彈簧是指以特殊氣體（如氮?dú)獾榷栊詺怏w）作為彈性介質(zhì)、以油液作為傳動(dòng)介質(zhì)的氣體彈簧，如圖9-9所示。2（a）油氣分隔式（b）油氣不分隔式圖9-9油氣彈簧5）橡膠彈簧橡膠彈簧是指利用橡膠本身的彈性來(lái)發(fā)揮作用的彈性元件，它可以承受壓縮載荷和扭轉(zhuǎn)載荷，如圖9-10所示。橡膠彈簧的優(yōu)點(diǎn)是可以制成任何形狀，使用時(shí)無(wú)噪聲，不需要潤(rùn)滑。（a）承受壓縮載荷（b）承受扭轉(zhuǎn)載荷圖9-10橡膠彈簧2．減振器汽車懸架系統(tǒng)中多采用液力減振器，其基本工作原理是利用油液流動(dòng)產(chǎn)生的阻力來(lái)消耗沖擊振動(dòng)的能量。1）減振器的基本工作原理為保證減振器與彈性元件協(xié)調(diào)工作，減振器必須滿足以下要求。在懸架的壓縮行程中，即車橋和車架相互靠近時(shí)，減振器阻尼力應(yīng)較小，以便充分發(fā)揮彈性元件的彈性作用。1當(dāng)車橋與車架間的相對(duì)速度過(guò)大時(shí)，減振器應(yīng)能自動(dòng)加大液流量，使阻尼力始終保持在一定限度內(nèi)，以免車架或車身承受過(guò)大的沖擊載荷。2在懸架的伸張行程中，即車橋和車架相互遠(yuǎn)離時(shí)，減振器阻尼力應(yīng)較大，以便迅速減振。32）減振器應(yīng)滿足的要求按工作原理不同減振器可分為單向作用式減振器和雙向作用式減振器。1按結(jié)構(gòu)外形不同減振器可分為筒式減振器和支柱式減振器。23）減振器的分類按有無(wú)儲(chǔ)油缸筒筒式減振器又可分雙筒式減振器和單筒式減振器。34）雙向作用雙筒式減振器雙向作用雙筒式減振器如圖9-12所示。雙向作用雙筒式減振器的工作過(guò)程如下。在壓縮行程中，減振器壓縮，活塞向下移動(dòng)，下腔油壓升高，大部分油液沖開(kāi)流通閥流入上腔。在伸張行程中，減振器拉伸，活塞向上移動(dòng)，上腔油壓升高，流通閥被關(guān)閉，上腔油液會(huì)壓開(kāi)伸張閥流入下腔。圖9-12雙向作用雙筒式減振器導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是懸架系統(tǒng)中能夠傳遞除垂直方向外各方向的力和力矩，引導(dǎo)車輪按一定規(guī)律相對(duì)于車架或車身運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。它可用來(lái)決定車輪相對(duì)車架或車身的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，并傳遞縱向力、側(cè)向力及其引起的力矩。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)可分為縱置鋼板彈簧和導(dǎo)向桿系兩類，如圖9-13所示。3．導(dǎo)向機(jī)構(gòu)（a）縱置鋼板彈簧類（b）導(dǎo)向桿系類圖9-13導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對(duì)于懸架剛度較小的汽車，汽車高速行駛轉(zhuǎn)彎時(shí)，車身會(huì)產(chǎn)生較大的側(cè)向傾斜和側(cè)向角振動(dòng)。為了減小側(cè)向傾斜和側(cè)向角振動(dòng)，常需要在懸架中加設(shè)橫向穩(wěn)定桿，如圖9-14所示。4．橫向穩(wěn)定桿圖9-14橫向穩(wěn)定桿9.1.4非獨(dú)立懸架鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架采用鋼板彈簧作為彈簧元件。輕型貨車和乘用車多采用的鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架分別如圖9-15和圖9-16所示。1．鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架圖9-15輕型貨車多采用的鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架圖9-16乘用車多采用的鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架螺旋彈簧式非獨(dú)立懸架采用螺旋彈簧作為彈性元件，多用于轎車的后懸架，如圖9-17所示。螺旋彈簧式非獨(dú)立懸架需要安裝減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。2．螺旋彈簧式非獨(dú)立懸架圖9-17螺旋彈簧式非獨(dú)立懸架9.1.5獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架中的彈性元件多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧。獨(dú)立懸架的種類很多，根據(jù)車輪運(yùn)動(dòng)形式不同可分為橫臂式獨(dú)立懸架、縱臂式獨(dú)立懸架、單斜臂式獨(dú)立懸架、車輪沿主銷軸線移動(dòng)的獨(dú)立懸架等。橫臂式獨(dú)立懸架又分為單橫臂式獨(dú)立懸架和雙橫臂式獨(dú)立懸架。采用此類懸架的汽車，車輪在汽車橫向平面內(nèi)擺動(dòng)。1縱臂式獨(dú)立懸架又分為單縱臂式獨(dú)立懸架和雙縱臂式獨(dú)立懸架。采用此類懸架的汽車，車輪在汽車縱向平面內(nèi)擺動(dòng)。2單斜臂式獨(dú)立懸架：是介于單橫臂式獨(dú)立懸架和單縱臂式獨(dú)立懸架之間的一種結(jié)構(gòu)形式。3車輪沿主銷軸線移動(dòng)的獨(dú)立懸架又包括燭式獨(dú)立懸架和麥弗遜式獨(dú)立懸架。4雙橫臂式獨(dú)立懸架是轎車中使用較廣的一種懸架，它每側(cè)均有上、下兩個(gè)橫向擺臂，如圖9-19所示。1．雙橫臂式獨(dú)立懸架（a）外觀（b）構(gòu)造圖9-19雙橫臂式獨(dú)立懸架單縱臂式獨(dú)立懸架如圖9-20所示，其縱擺臂是一片寬而薄的鋼板。2．單縱臂式獨(dú)立懸架圖9-20單縱臂式獨(dú)立懸架麥弗遜式獨(dú)立懸架廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)轎車，并且常用作前懸架。麥弗遜式獨(dú)立懸架由減振器、螺旋彈簧、橫向擺臂和轉(zhuǎn)向節(jié)等組成，如圖9-21所示。采用麥弗遜式獨(dú)立懸架的車型有：保時(shí)捷911、沃爾沃XC60、一汽大眾高爾夫6、比亞迪F0、桑塔納、長(zhǎng)安悅翔等3．麥弗遜式獨(dú)立懸架（a）外觀（b）構(gòu)造圖9-21麥弗遜式獨(dú)立懸架1．電控懸架的功用9.1.6電控懸架調(diào)整車高。1控制懸架阻尼系數(shù)。2控制懸架剛度。3傳感器包括車高傳感器、車速傳感器、轉(zhuǎn)向傳感器、節(jié)氣門位置傳感器等。2．電控懸架的組成1）傳感器車高傳感器：可通過(guò)檢測(cè)車身與懸架下擺臂之間的距離變化。車速傳感器：安裝在車輪上，用于檢測(cè)車輪轉(zhuǎn)速信號(hào)。轉(zhuǎn)向傳感器：安裝在轉(zhuǎn)向器上，用來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)向時(shí)的轉(zhuǎn)向角度和轉(zhuǎn)彎方向，并向電控單元提供相關(guān)信號(hào)，以防止轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)側(cè)傾。節(jié)氣門位置傳感器：可以間接檢測(cè)汽車的加速度信號(hào)。電控單元的功用主要有以下幾點(diǎn)。電控單元包括輸入接口電路、8位微型計(jì)算機(jī)、輸出驅(qū)動(dòng)電路和故障檢測(cè)電路等。2）電控單元放大傳感器信號(hào)。1驅(qū)動(dòng)執(zhí)行器。2計(jì)算輸入信號(hào)。34檢測(cè)故障。電控懸架的執(zhí)行器主要是氣體彈簧。以空氣彈簧為例，其總成包括減振器、阻尼轉(zhuǎn)換執(zhí)行機(jī)構(gòu)、彈簧剛度執(zhí)行機(jī)構(gòu)和各種相關(guān)閥體（如控制閥）等。電控懸架的空氣彈簧總成如圖9-24所示。3）執(zhí)行器圖9-24電控懸架的空氣彈簧總成減振器（見(jiàn)圖9-25）中有回轉(zhuǎn)閥，回轉(zhuǎn)閥上有阻尼孔，通過(guò)旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)閥可改變阻尼孔的大小，也就是改變了流通截面的面積，進(jìn)而改變減振液的流通速度，實(shí)現(xiàn)阻尼系數(shù)的改變。（1）減振器。圖9-25減振器阻尼轉(zhuǎn)換執(zhí)行機(jī)構(gòu)安裝在減振器內(nèi)部，由直流電動(dòng)機(jī)、減速齒輪、阻尼控制桿、電磁鐵、擋塊等組成，如圖9-26所示。阻尼轉(zhuǎn)換執(zhí)行機(jī)構(gòu)受電控單元控制，通過(guò)阻尼控制桿帶動(dòng)減振器中的回轉(zhuǎn)閥旋轉(zhuǎn)，從而改變阻尼孔的開(kāi)閉，改變阻尼系數(shù)。（2）阻尼轉(zhuǎn)換執(zhí)行機(jī)構(gòu)。圖9-26阻尼轉(zhuǎn)換執(zhí)行機(jī)構(gòu)彈簧剛度執(zhí)行機(jī)構(gòu)由剛度控制桿、電磁鐵、電動(dòng)機(jī)等組成，如圖9-27所示。彈簧剛度執(zhí)行機(jī)構(gòu)位于減振器的頂部。彈簧剛度執(zhí)行機(jī)構(gòu)是通過(guò)改變氣室的容積而改變彈簧剛度的。容積增大，剛度變??；容積減小，剛度增加。（3）彈簧剛度執(zhí)行機(jī)構(gòu)。圖9-27彈簧剛度執(zhí)行機(jī)構(gòu)案例分析——拆裝橫向穩(wěn)定桿實(shí)踐操作以2015款大眾邁騰轎車為例，拆裝橫向穩(wěn)定桿。12準(zhǔn)備工作拆裝橫向穩(wěn)定桿拆裝橫向穩(wěn)定桿詳細(xì)操作步驟請(qǐng)掃描二維碼查看任務(wù)9.2

懸架的故障診斷與檢修任務(wù)引入王先生的汽車已駕駛兩年有余，最近出現(xiàn)了行駛擺振和行駛不穩(wěn)的現(xiàn)象。王先生便將汽車送去維修廠檢修。維修師傅則表示不能修復(fù)，只能更換新件，因?yàn)樾迯?fù)后也難以達(dá)到原來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)，不能保證安全性。王先生了解后才同意更換新件。本任務(wù)要求學(xué)生從確認(rèn)故障現(xiàn)象、制訂診斷流程、診斷與檢修。找出故障原因、排除故障等方面完成懸架的故障9.2.1非獨(dú)立懸架的故障診斷與檢修1．非獨(dú)立懸架的故障診斷汽車停放在平坦路面上時(shí)，車身橫向或縱向傾斜；汽車行駛過(guò)程中方向始終偏向一側(cè)，出現(xiàn)行駛跑偏，還有可能出現(xiàn)行駛擺振。1）車身傾斜（1）故障現(xiàn)象。鋼板彈簧或螺旋彈簧彈力下降。（2）故障原因。12鋼板彈簧或螺旋彈簧斷裂。U形螺栓松動(dòng)或斷裂。34鋼板彈簧的鋼板銷、襯套和吊耳磨損過(guò)度。若車身橫向傾斜，且汽車行駛過(guò)程中自動(dòng)跑偏，故障通常是由其側(cè)前方鋼板彈簧或螺旋彈簧彈力下降或斷裂、U形螺栓松動(dòng)或斷裂引起；若除上述現(xiàn)象外，還出現(xiàn)行駛擺振，則故障原因還包括鋼板彈簧的鋼板銷、襯套和吊耳磨損過(guò)度。（3）故障診斷。12若車身縱向傾斜，則故障多由側(cè)后方鋼板彈簧、螺旋彈簧彈力下降或折斷導(dǎo)致后橋移位引起，此時(shí)可測(cè)量?jī)蓚?cè)后輪輪距是否一致，不一致則表明后橋移位。汽車在行駛過(guò)程中，特別是在道路顛簸、汽車突然制動(dòng)、汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，懸架部位發(fā)出異響。2）異響（1）故障現(xiàn)象。（2）故障原因。①輪轂軸承松動(dòng)。②懸架各連接部位松動(dòng)或脫落，鉸接點(diǎn)磨損、松曠。③橡膠襯套磨損、老化或損壞。④減振器漏油嚴(yán)重，導(dǎo)致減振性能差。⑤減振器的活塞與缸筒磨損，配合松曠。檢查輪轂軸承，懸架各連接部位，鉸接點(diǎn)，橡膠襯套是否磨損、老化或損壞，若存在這些方面的異常，則故障由此引起。若無(wú)異常，則繼續(xù)檢查。（3）故障診斷。12檢查減振器。3路試檢查減振器效能。鋼板彈簧長(zhǎng)期使用后，會(huì)出現(xiàn)彈簧鋼片彈性下降或斷裂等情況，鋼板銷、支架和吊耳也會(huì)出現(xiàn)磨損。檢修時(shí)，可用彈簧實(shí)驗(yàn)器檢查法、新舊對(duì)比法、直觀檢查法等方法進(jìn)行檢查，再根據(jù)檢查結(jié)果進(jìn)行維修。2．非獨(dú)立懸架的檢修1）彈性元件的檢修（1）鋼板彈簧的檢修。檢修螺旋彈簧主要是檢查其自由長(zhǎng)度是否正常，是否有裂紋，若出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)換用新件。（2）螺旋彈簧的檢修。2）減振器的檢修用手推拉減振器活塞時(shí)，應(yīng)有較大的運(yùn)動(dòng)阻力，而且全程阻力大小應(yīng)均勻，不得有空程和卡滯現(xiàn)象；同時(shí)，伸張行程的阻力應(yīng)大于壓縮行程的阻力，否則應(yīng)更換減振器。9.2.2獨(dú)立懸架的故障診斷與檢修1．獨(dú)立懸架的故障診斷汽車在行駛過(guò)程中，懸架出現(xiàn)異響，在不平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)，響聲突出。1）異響（1）故障現(xiàn)象。（2）故障原因。①懸架與車架各連接部位松動(dòng)或脫落。②各鉸接點(diǎn)磨損、松曠。③減振器襯套磨損、松曠。（3）故障診斷。檢查懸架與車架各連接部位是否松動(dòng)或脫落，各鉸接點(diǎn)是否磨損、松曠，減振器襯套是否磨損、松曠，若有上述現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行更換。汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，車身過(guò)度傾斜。2）車身傾斜（1）故障現(xiàn)象。（2）故障原因。①螺旋彈簧彈力不足或斷裂。②減振器密封性變差，導(dǎo)致減振器漏油嚴(yán)重。（3）故障診斷。檢查螺旋彈簧及減振器密封性，若螺旋彈簧彈力不足或斷裂，則故障由此引起，應(yīng)更換螺旋彈簧。若減振器密封性變差，使減振器漏油嚴(yán)重，則故障由此引起，應(yīng)更換油封。3）汽車擺振及行駛不穩(wěn)造成汽車擺振及行駛不穩(wěn)的原因有以下幾點(diǎn)。（1）橫向穩(wěn)定桿變形，致使工作不良。（2）上、下擺臂變形。（3）前輪定位參數(shù)改變。若出現(xiàn)上述情況，應(yīng)進(jìn)行校正和調(diào)整。2．獨(dú)立懸架的檢修其他檢修內(nèi)容包括以下幾點(diǎn)。檢查橡膠墊塊的損傷與老化情況，若有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)更換。12檢查前托架、橫向穩(wěn)定桿和下擺臂有無(wú)變形或裂紋。檢查橫向穩(wěn)定桿的橡膠支座和橡膠襯套、下擺臂襯套的損壞和老化情況，若有問(wèn)題應(yīng)及時(shí)更換。34檢查下擺臂鉸接點(diǎn)處的下球鉸。9.2.3電控懸架的故障診斷1．懸架剛度和阻尼系數(shù)控制失靈表9-4懸架剛度和阻尼系數(shù)控制失靈的具體故障現(xiàn)象和故障原因故障名稱具體故障現(xiàn)象故障原因懸架剛度和阻尼系數(shù)控制開(kāi)關(guān)（LRC）指示燈顯示狀態(tài)不變不管如何操作LRC，LRC指示燈顯示狀態(tài)保持不變（1）LRC電路故障（2）電控單元故障懸架剛度和阻尼系數(shù)控制失效汽車在行駛時(shí)，懸架剛度和阻尼系數(shù)不隨著行駛狀況、路況、汽車狀態(tài)的變化而變化（1）懸架控制執(zhí)行器電路故障（2）懸架控制執(zhí)行器電源電路故障（3）LRC電路故障（4）空氣彈簧減振器故障（5）電控單元故障只有防側(cè)傾控制失效汽車在急轉(zhuǎn)彎時(shí)有側(cè)傾現(xiàn)象，其他方面正常（1）轉(zhuǎn)向傳感器電路故障（2）電控單元故障2．車身高度控制失靈表9-5車身高度控制失靈的具體故障現(xiàn)象和故障原因故障名稱具體故障現(xiàn)象故障原因高度控制指示燈不隨高度控制開(kāi)關(guān)的操作變化高度控制開(kāi)關(guān)無(wú)論轉(zhuǎn)換在何種模式，高