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2 悬架系统设计

2.1 悬架概述与分类

悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。它的 功用是把路面作用于车轮的垂直反力（支承力）、纵向反力（驱动力和制动力）和侧向反力以 及这些反力所造成的力矩都要传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车的正常行驶[1]。文献综述

现代汽车的悬架一般都由弹性元件、减震器和导向机构三部分组成。

图 2-1 汽车悬架示意图

我们知道汽车在路面上行驶时，由于路面状况的多样性导致路面作用于车轮的垂直反力 参差不齐，并伴随着冲击。这种冲击随着车速的升高，或者路面的颠簸而加剧。同时冲击加 剧了汽车部件的损毁，给驾驶者或者乘员带来颠簸，使其感到不舒服。为了缓和这种冲击， 采用弹性可充气轮胎是一种直接有效的措施。其次，悬架中的弹性元件也发挥了不可替代的 作用，正是由于弹性元件弹性连接车架（或承载式车身）与车桥（或车轮），从而再一次削弱 了从路面到车身和乘员的冲击。但是弹性元件只能削弱这种冲击并不能彻底消除，那么没有 削弱到的冲击将产生震动。而这种震动达到一定程度或者连续的微弱震动都将导致车身疲劳 损伤，乘员产生疲劳感甚至不适受伤。所以这种情况下，减震器应运而生，其作用是使这种 震动迅速减弱消失。车轮相对于车架和车身跳动时，车轮的运动轨迹应该在一个合理的范围 内，超出这个范围，汽车的某些行驶性能将大大降低。所以，悬架中一些传力构件不仅仅只 是传力的作用，同时还要有保证车轮运动轨迹在一个合理范围内的作用，即兼顾传力和导向 作用，称为导向机构。除上述的基本三项元件外，在多数轿车和客车上，为了防止车身在转

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向中产生过大的横向倾斜，通常还设有辅助弹性元件：横向稳定器。 汽车悬架总体上可分为非独立悬架和独立悬架。

图 2-2 独立悬架和非独立悬架示意图

非独立悬架的特点是同一个车桥上的左右车轮安装在同一个刚性车轴上，该刚性车轴通 过悬架（导向机构和弹性元件）与车架（或车身）相连。非独立悬架的优点：结构简单，工 作可靠，广泛用于货车的前后悬架。非独立悬架的缺点：当一边车轮跳动时，由于左右车轮 连在一根刚性轴上，所以一边跳动必然会引起另一边的跳动。这样整体来讲，汽车的操纵稳 定性和行驶平顺性以及驾驶体验将会变得特变差。

独立悬架的特点是左、右两车轮之间各自“独立”地与车架或车身相联，构成断开式车 桥，当单边车轮驶过凸起时，不会影响到另一侧车轮。

独立悬架的优点有：来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

（1）非簧载质量小，悬架所受到的冲击载荷小，这样传到车架的冲击也会变小，提高了 汽车的行驶平顺性；

（2）左右车轮之间没有通过刚性轴连接，左右车轮的跳动不相互影响，从而减少汽车的 倾斜震动；

（3）横向布置在两侧，利于发动机的安装，此外发动机的安装位置也有所下降，进一步 降低了汽车的重心，从而提高了汽车的行驶平顺性；

（4）易于实现驱动轮转向；

（5）通过反复设计悬架的导向机构，可以控制车轮的运动轨迹在一个相对合理的范围内；

（6）降低了车轮摆振的可能性；