浅谈悬架基础知识

刘宇 张锐 高力杰

摘 要：悬架并非汽车在行进必不可少的装备，但如果没有悬架，将极大的影响汽车的操纵稳定性和平顺性。在日益加剧的汽车市场竞争中，人们对汽车的舒适性要求越来越高、安全性要求越来越挑剔。悬架对整车性能有着重要的影响，是现代汽车发展重要的研究对象。本文系统地对汽车悬架的构成、性能要求、种类、主要设计参数、常见失效等方面进行阐述。

关键词：汽车；悬架；螺栓；螺母

概述

悬架是现代汽车上主要的总成之一。它把车架（或车身）与车轴（或车轮）弹性的连接起来。其主要任务是传递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩，并且缓和不平路面对车架（车身）的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的振动，保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车操纵稳定性使其获得高速行驶的能力。

1悬架的构成

典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等，主要功能如下：

①弹性元件支撑垂直载荷，缓和并抑止不平路面引起的振动和冲击.弹性元件主要有钢板弹簧，螺旋弹簧，扭杆弹簧，气弹簧和橡胶弹簧等。用具有弹性较高材料制成的零件，在车轮受到大的冲击时，动能转化为弹性势能储存起来，在车轮下跳或回复原行驶状态时释放出来。

②导向机构的作用是传递力和力矩，同时兼起导向作用。在汽车的行驶过程当中，能够控制车轮的运动轨迹。

③减振器是产生阻尼力的主要元件，其作用是迅速衰减汽车的振动，改善汽车的行驶平顺性，增强车轮和地面的附着力.另外，减振器能够降低车身部分的动载荷，延长汽车的使用寿命。

2悬架的性能要求

2.1保证汽车有良好的行驶平顺性。

2.2具有合适的衰减振动能力。

2.3保证汽车具有良好的操纵稳定性。

2.4汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾；

2.5转弯时车身侧倾角要合适。

2.6有良好的隔声能力。

2.7结构紧凑、占用空间尺寸要小。

2.8可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。

3悬架的种类

3.1按汽车导向机构形式划分：非独立悬架和独立悬架，如下图：

3.1.1非独立悬架两侧车轮由一根整体式车桥相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架或车身的下面。

3.1.2独立悬架每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架悬挂在车架或车身下面，与其配用的车桥为断开式车桥，所以两侧车轮的运动是相对独立、互不影响的。独立悬架根据结构形式不同分为横臂式悬架、拖拽臂式悬架、多连杆式悬架和多连杆式悬架。

3.2按控制形式分：主动悬架和从动悬架

3.2.1主动悬架是近十几年发展起来的、由电脑控制的一种新型悬架。它汇集了力学和电子学的技术知识，是一种比较复杂的高技术装置，这种悬架能够自行产生作用力，因此称为主动悬架。

3.2.2从动悬架即传统式的悬架，是由弹簧、减振器（减振筒）、导向机构等组成，是由外力驱动而起作用的，所以称为从动悬架。

3.3常见悬架

3.3.1麦弗逊式悬架由螺旋弹簧、减震器、下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。适用车型：占用空间小适合小型车以及大部分中型车使用，如：广本飞度、大众迈腾、哈弗H6前悬架等。

3.2.2拖曳臂式悬架是指车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架结构。适用车型：中小型汽车、低端SUV后悬挂，如：广本飞度、上海大众桑塔纳、长城C30后悬架等。

3.2.3多连杆式悬架是由（3—5）根杆件组合起来控制车轮的位置变化的悬架。适用车型：空间充裕、且注重舒适性能和操控稳定性的高档车，如：奔驰E级轿车、华晨宝马的3系轿车等前、后悬架采用多连杆结构。

3.2.4空气悬架主要由控制电脑、空气泵、储压罐、气动前后减震器和空气分配器等组成，功能：控制车身的水平运动：调节车身的水平高度；调节减震器的软硬程度。适用车型：高品质的SUV既要拥有轿车的舒适性，又要兼顾越野车的通过性能，空气悬架系统是实现这目标的最佳选择。

4悬架主要设计参数

4.1悬架静挠度是指汽车满载静止时悬架上的载荷与此时悬架刚度之比 。

4.2悬架的动挠度是指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构允许的最大变形（通常指缓冲块压缩到其自由高度的1/2或2/3）时，车轮中心相对车架（或车身）的垂直位移。要求悬架应有足够大的动挠度，以防止在坏路面上行驶时经常碰撞缓冲块。对轿车而言，取70～90mm，且比值应不小于0.5。

4.3悬架刚度是衡量悬架抵抗变形的能力的一种量度，其值等于悬架承受的载荷与该载荷引起的悬架的变形的比值。对于轿车驱动桥，采用独立悬架的非悬挂质量为60～100kg，并且取值约为下限。

5悬架常见失效

5.1轮胎异常或严重磨损，若判定为悬架系统问题，应先检查弹簧是否折断或下垂，如有此现象，应更换弹簧；检查支柱减震器是否磨损，如果磨损，更换支柱减震器。

5.2前悬架系统有异常噪音，应进行如下检查：检查悬架部件是否损坏，如：悬架焊接本体、胶套脱出等，若有损坏及时更换；检查控制臂衬套或转向横拉杆端头是否磨损，若有磨损需更换控制臂胶套或转向横拉杆；检查球节和转向横拉杆端头润滑情况，若润滑不足需更換球节和外转向横拉杆；检查稳定轴连杆是否松动，如过松需要紧固稳定轴连杆；检查悬架螺栓或螺母是否松动，紧固悬架螺栓或螺母；检查支柱减震器或支柱座是否磨损，若有磨损需更换支柱减震器，并紧固支柱座螺栓；检查支柱弹簧是否错位；若有错位，需要将支柱弹簧调整到合适位置。

6结束语

不同的悬架系统会使驾驶者在车辆行驶过程中都有不同的感受，汽车悬架系统是选择汽车时极其重要的参考依椐，它决定着汽车的稳定性、舒适性和安全性，是汽车最为关键的部件之一。