悬架系统简介

汽车悬架是汽车中弹性连接车架与车轴的装置。它一般由弹性元件、导向机构、减震器等部件构成，主要任务是缓和由不平路面传给车架的冲击，以提高乘车的舒适性。

 

车辆用悬架根据连接的桥及位置不同，分为前悬架和后悬架。

前悬架

前悬架是同前桥连接的悬架。主要由钢板弹簧、减振器、横向稳定杆、缓冲块等零部件组成，又分为单前桥用前悬架和双前桥用前悬架两种。

1.单前桥用前悬架，多用于4×2、6×4车型。

2.双前桥用前悬架，应用于6×2、8×4、8×2等车型。

后悬架

1.单后驱动桥用的后悬架：主要由钢板弹簧、减振器、横向稳定杆、缓冲块等部件组成。单后驱动桥用的后悬架，多用于4×2、8×2、6×2等车型。

2.双后驱动桥用悬架，由钢板弹簧、平衡轴总成、推力杆、缓冲块等组成。双后驱动桥用悬架，多应用于6×4、8×4等车型。

悬架系统种类

悬架按结构不同，分为钢板弹簧悬架、空气悬架、随动(浮动)桥用空气悬架、橡胶悬架以及油气悬架

钢板弹簧悬架

钢板弹簧定义

钢板弹簧(Leaf Spring) 钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件，它是由若干片等宽但不等长(厚度可以相等，也可以不相等)的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁。

原理

当钢板弹簧安装在汽车悬架中，所承受的垂直载荷为正向时，各弹簧片都受力变形，有向上拱弯的趋势。这时，车桥和车架便相互靠近。当车桥与车架互相远离时，钢板弹簧所受的正向垂直载荷和变形便逐渐减小，有时甚至会反向。

主片卷耳受力严重，是薄弱处，为改善主片卷耳的受力情况，常将第二片末端也弯成卷耳，包在主片卷耳的外面，称为包耳。为了使得在弹性变形时各片有相对滑动的可能，在主片卷耳与第二片包耳之间留有较大的空隙。有些悬架中的钢板弹簧两端不做成卷耳，而采用其他的支撑连接方式，如橡胶支撑垫。

钢板弹簧结构原理详细讲解

扁平长方形的钢板呈弯曲形，以数片叠成的底盘用弹簧，一端以梢子安装在吊架上，另一端使用吊耳连接到大梁上，使弹簧能伸缩。目前适用于中大型的货卡车上。

优缺点

钢板弹簧的优点是结构简单，工作可靠，成本低廉，维修方便。它既是悬架的弹性元件，又是悬架的导向装置。它的一端与车架铰接，可以传递各种力和力矩，并决定车轮的跳动轨迹。同时，它本身也有一定的摩擦减震作用。一举三得，所以广泛用于非独立悬架上。

它的缺点是只能用于非独立悬架，重量较重，刚度大，舒适性差，纵向尺寸较长，不利于缩短汽车的前悬和后悬，与车架连接处的钢板弹簧销容易磨损等。

尽管缺点不少，但钢板弹簧至今仍在各种汽车上大量使用。为了改进钢板弹簧的性能，减轻重量，提高寿命，出现了变截面钢板弹簧、单片弹簧等。

钢板弹簧悬架具体可分为多片钢板弹簧、少片钢板弹簧悬架。

1.多片钢板弹簧悬架

(1)优点：结构简单，成本低，工作可靠。

(2)缺点：自重大，增大了整车的质量；平顺性，布置空间大。

(3)适用车型：重载车型。

2.少片钢板弹簧悬架为纵置少片钢板弹簧，双向筒式液压减振器；横向稳定杆；缓冲块等零部件构成，同多片钢板弹簧悬架的构成基本一样。

(1)优点：前悬架采用少片簧，少片簧具有等应力、片间摩擦小的特性，减轻了整车的质量，满足了车辆轻量化的趋势；提高了整车平顺性与驾驶员的舒适性；减轻噪声。

(2)缺点：加工变截面少片簧要求工业水平高。

(3)适用车型：轻载车型。

空气悬架

空气悬架从十九世纪中期诞生以来，经历了一个世纪的发展，经历了“气动弹簧-气囊复合式悬架→半主动空气悬架→中央充放气悬架（即ECAS电控空气悬架系统）”等多种变化型式。到二十世纪五十年代才被应用在载重车、大客车、小轿车及铁道汽车上。

瀚瑞森各类空气悬挂结构剖析

目前国外高级大客车几乎全部使用空气悬架,重型载货车使用空气悬架的比例已达80%以上，空气悬架在轻型汽车上的应用量也在迅速上升。部分轿车也逐渐安装使用空气悬架，在一些特种车辆（如对防震要求较高的仪表车、救护车、特种军用车及要求的集装箱运输车等）上，空气悬架的使用几乎为唯一选择。

而我国仍处于起步阶段，空气悬架系统只应用在一些豪华客车和少部分重型货车和挂车上。

空气悬架的结构

前、后悬架由空气气囊、高度阀、双向筒式液压减振器、横向稳定杆、缓冲块等部件构成。

1.优点：悬架采用了空气悬架系统，自重轻，提高了整车承载能力；提供卓越的平顺性、操纵稳定性，更有效地保护货物；横向稳定杆则保证里高稳定性和抗倾覆性；高强度、高质量的零部件延长了使用寿命，提高了整车的性能，减少了维修成本，减少了对路面的冲击力，延长了路面寿命。

2.缺点：成本高。

BPW挂车空气悬挂运动展示

随动(浮动)桥用空气悬架

随动(浮动)桥用空气悬架由承载气囊、提升气囊、转向阻尼器、推力杆、横拉杆等零部件构成。

 

1.优点：提升随动桥加大了整车的承载能力、可减少轮胎磨损和轮胎的阻力，结构紧凑，自重轻，适应计重收费的要求。重载时将桥放下，增加承载桥的数量；轻载时将桥提升，减少磨损和阻力。

2.缺点：成本增加。相比传统悬架，由于空气式可调悬架结构较为复杂，其出现故障的几率和频率也会高于螺旋弹簧悬架系统，而用空气作为调整底盘高度的动力来源，相关部件的密封性也是一个问题，另外，如果频繁地调整底盘高度，还有可能造成气泵系统局部过热，会大大缩短气泵的使用寿命。

3.适应车型：6×2、10×4等。

橡胶悬架

一种新兴的弹性元件组成的悬架系统——橡胶悬架开始被广泛关注起来。橡胶悬架，顾名思义，其弹性元件为橡胶，工作原理与发动机悬置相似，整个悬架具有强大的承载能力, 无噪声、免维护，运营成本更低。

 

不过由于橡胶悬架系统中的均衡梁、鞍座均为铸件，且结构复杂，尺寸较大，在汽车铸造件中较为罕见，工艺性不好，生产较为困难。

橡胶悬挂由鞍座支架总成、橡胶弹簧、辅助弹簧、均衡梁、减振器、 V形反作用杆等零部件构成。系统通过螺栓与车架连接，并通过均衡梁与中后桥相连，导向和传力作用的V形反作用杆将桥和车架的连接起来。

1.结构简单：

橡胶悬架结构简单，便于安装，减少装配时间，提高工作效率，从而降低了成本，增加了效益。

2.自重轻：

由于橡胶悬架自重轻，因此可以多承载更多的货物，提高了经济效益。

由于橡胶悬架自重轻，在空载下行驶，提高燃油经济性，降低了油耗，降低了用户的费用，提高了经济消息。

3.无需润滑：

橡胶悬架具有免维护，免润滑的特点（实际上几个拉臂还是要打润滑脂的），也为用户带来了更好的经济效益，为用户节省了费用，也节省了时间，增加了出车的时间，增加了经济效益。

4.具有良好的通过性：

橡胶悬架具有良好的通过性，可以有效的减少轮胎的磨损，提高了轮胎的使用寿命，降低了维修成本，节约了维修费用，从而为用户带来了良好的经济效益。

5.具有良好的舒适性：

橡胶悬架具有变刚度的特点，无论在车辆的空载状态，还是在满载状态，都能为车辆提供良好的舒适性，最大程度的减轻由不平路面引起的振动，减轻了驾驶员的疲劳，保护了车辆部件及货物的完整性，提高了车载部件的寿命。

6.弹性元件的损坏，不会影响整车的行使：

使用传统板簧结构时，一旦板簧损坏，整车则无法行驶，只能更换新的板簧。而装配橡胶悬架的车辆，如果车辆行驶过程中弹性元件损坏，不会影响整车的行驶，可以将货物送到目的地后，再实施更换，有效的避免了用户的直接或间接损失。

7.可大大降低轮胎的磨损：

车辆行驶过程中轮胎的跳动会引起轮胎的磨损，由于橡胶悬架大大改善了行驶的平顺性，可以大大减少轮胎的磨损。

油气悬架

油气悬架可能还有很多人没听说过，它是一种采用油气弹簧的悬架装置。我们的微信之前详细介绍过油气悬架的结构与原理，在这里就不再重复赘述，想要了解的读者可以点击此链接查阅：油气悬架还没有听说过？！快来补补课吧

其他悬架部件

减振器

定义

改变振源干扰力或系统的传递特性，使振动减小的装置。

 

简介

Oscillating damper减震器为加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平顺性(舒适性)，在大多数汽车的悬架系统内部装有减震器。

减振器类型

减震器从产生阻尼的材料这个角度划分主要有液压和充气两种，还有一种可变阻尼的减震器。

液压式减震器

汽车悬架系统中广泛采用液力减震器。其原理是，当车架与车桥做往复相对运动儿活塞在减震器的缸筒内往复移动时，减震器壳体内的油液便反复地从内腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔。此时，液体与内壁的摩擦及液体分子的内摩擦便形成对振动的阻尼力。

充气式减震器

充气式减震器是60年代以来发展起来的一种新型减震器。其结构特点是在缸筒的下部装有一个浮动活塞，在浮动活塞与缸筒一端形成的一个密闭气室种充有高压氮气。在浮动活塞上装有大断面的O型密封圈，它把油和气完全分开。工作活塞上装有随其运动速度大小而改变通道截面积的压缩阀和伸张阀。当车轮上下跳动时，减震器的工作活塞在油液种做往复运动，使工作活塞的上腔和下腔之间产生油压差，压力油便推开压缩阀和伸张阀而来回流动。由于阀对压力油产生较大的阻尼力，使振动衰减。

 

横向稳定杆

简介

横向稳定杆(sway bar, anti-roll bar, stabilizer bar)，又称防倾杆，是汽车悬架中的一种辅助弹性元件。它的作用是防止车身在转弯时发生过大的横向侧倾。目的是防止汽车横向倾翻和改善平顺性。 横向稳定杆是用弹簧钢制成的扭杆弹簧，形状呈“U”形，横置在汽车的前端和后端。杆身的中部，用套筒与车架铰接，杆的两端分别固定在左右悬架上。当车身只作垂直运动时，两侧悬架变形相同，横向稳定杆不起作用。当车身侧倾时，两侧悬架跳动不一致，横向稳定杆发生扭转，杆身的弹力成为继续侧倾的阻力，起到横向稳定的作用。

 

工作原理

当车身只作垂直移动而两恻悬架变形相等时，横向稳定杆在套筒内自由转动，横向稳定杆不起作用。当两侧悬架变形不等而车身对于路面横向倾斜时，车架的一侧移近弹簧支座，稳定杆的该侧末端就相对于车架向上移，而车架的另一侧远离弹簧支座，相应的稳定杆的末端则相对于车架向下移，然而在车身和车架倾斜时，横向稳定杆的中部对于车架并无相对运动。这样在车身倾斜时，稳定杆两边的纵向部分向不同方向偏转，于是稳定杆便被扭转。弹性的稳定杆所产生的扭转的内力矩就妨碍了悬架弹簧的变形，因而减小了车身的横向倾斜和横向角振动。

 

影响因素

悬架的侧倾角度是影响汽车静态侧倾稳定性的主要因素之一，且直接影响到汽车操纵稳定性的其他一些性能指标，如不足转向度、中性转向点和侧向加速度等。为加大悬架的侧倾角刚度，现在汽车大多数装有横向稳定杆。

对于横向稳定杆，首先，与操作稳定性直接相关的设计指标是它在车轮处的等效侧倾角刚度，二部是其本身的侧倾角刚度；其次，稳定杆的设计必须满足强度要求；第三，应尽量减轻稳定杆的质量。

平衡轴

平衡轴作用

平衡轴可以使后桥、中后桥能够均匀承载，承载大，工作可靠。

我们可以把平衡轴看做一跷跷板。平衡轴支架上在大架子上，看做为跷跷板的支撑点。平衡轴壳通过轴承装平衡轴支架上，可绕平衡轴支架转动。钢板装在平衡轴壳上，通过骑马螺栓固定在壳上。

钢板可看做跷跷板的板。钢板的两端，通过橡胶支座（弹性连接）嫁在两个桥壳的一端。钢板和桥壳之间没有硬性的固定，可做微小的纵向滑动，加上橡胶支座的纵向变形。桥壳的一端就可看做可爱的小屁孩挂在橡胶支座下，一上一下。

平衡轴的作用就是能使轮胎轻松的翘起，有大幅度的动作，而不影响其他三边轮胎。归根结底，就是能使钢板两端的变形相互相应，从而更好的吸收震动。

平衡轴有断开式平衡轴，还有整体式的。整体式的是钢板座代替的橡胶支座，硬性接触。

钢板作用

1、上装的重量嫁接给桥壳（再到轮胎）

2、通过变形，吸收来自轮胎的震动。路况造成轮胎大幅度的震动，上下颠簸，通过钢板变形，把震动减弱，不至于全部上传到大架子。其实钢板承受的是扭矩，举例，如果把中桥一端的起，会变形向上、还有向内的力。轮胎继续抬，相应这端的钢板继续变形向上，另一端变形向下，平衡轴壳绕着支架转动。

推力杆

反作用平衡杆也就是我们通常所说的推力杆，推力杆的作用是防止桥移位的，一般的直推力杆只能防止中后桥前后移位，而V型推力杆除了可以防止中后桥前后移位，还可以防止左右移位，因为在汽车转弯时，中后桥可能会产生左右移位的问题。推力杆连接车架与车桥，传递之间的纵向力。