悬架系统

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汽车悬挂系统结构原理图解

系统结构,汽车,原理,图解,悬挂

汽车悬挂系统结构原理图解教程

什么是悬挂系统

舒适性是轿车最重要的使用性能之一。舒适性与车身

的固有振动特性有关，而车身的固有振动特性又与悬

架的特性相关。所以，汽车悬架是保证乘坐舒适性的

重要部件。同时，汽车悬架做为车架(或车身)与车轴(或

车轮)之间作连接的传力机件，又是保证汽车行驶安全

的重要部件。因此，汽车悬架往往列为重要部件编入

轿车的技术规格表，作为衡量轿车质量的指标之一。

汽车车架（或车身）若直接安装于车桥（或车轮）

上，由于道路不平，由于地面冲击使货物和人会感到

十分不舒服，这是因为没有悬架装置的原因。汽车悬

架是车架（或车身）与车轴（或车轮）之间的弹性联

结装置的统称。它的作用是弹性地连接车桥和车架（或

车身），缓和行驶中车辆受到的冲击力。保证货物完

好和人员舒适；衰减由于弹性系统引进的振动，使汽

车行驶中保持稳定的姿势，改善操纵稳定性；同时悬

架系统承担着传递垂直反力，纵向反力（牵引力和制

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动力）和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车

架（或车身）上，以保证汽车行驶平顺；并且当车轮

相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符

合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对

车身跳动的导向作用。

悬架结构形式和性能参数的选择合理与否，直接

对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影

响。由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之

一。

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一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向

稳定杆组成。弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓

和由于路面不平引起的对车身的冲击。弹性元件种类

包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空

气弹簧和橡胶弹簧。减振器用来衰减由于弹性系统引

起的振，减振器的类型有筒式减振器，阻力可调式新

式减振器，充气式减振器。导向机构用来传递车轮与

车身间的力和力矩，同时保持车轮按一定运动轨迹相

对车身跳动，通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。

种类有单杆式或多连杆式的。钢板弹簧作为弹性元件

时，可不另设导向机构，它本身兼起导向作用。有些

轿车和客车上，为防止车身在转向等情况下发生过大

的横向倾斜，在悬架系统中加设横向稳定杆，目的是

提高横向刚度，使汽车具有不足转向特性，改善汽车

的操纵稳定性和行驶平顺性。

悬挂系统的分类

现代汽车悬架的发展十分快，不断出现，崭新的悬架

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装置。按控制形式不同分为被动式悬架和主动式悬架。

目前多数汽车上都采用被动悬架，如下图所示也就是

汽车姿态（状态）只能被动地取决于路面及行驶状况

和汽车的弹性元件，导向机构以及减振器这些机械零

件。20世纪80年代以来主动悬架开始在一部分汽车

上应用，并且目前还在进一步研究和开发中。主动悬

架可以能动地控制垂直振动及其车身姿态，根据路面

和行驶工况自动调整悬架刚度和阻尼。

1.弹性元件；2.纵向

推力杆；3.减振器；4.

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横向稳定杆；5.横向推

力杆

根据汽车导向机构不同悬架种类又可分为独立悬

架，非独立悬架。如下图所示。

b.独立悬架a.非独

立悬架

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非独立悬架如上图(a)所示。其特点是两侧车轮安

装于一整体式车桥上，当一侧车轮受冲击力时会直接

影响到另一侧车轮上，当车轮上下跳动时定位参数变

化小。若采用钢板弹簧作弹性元件，它可兼起导向作

用，使结构大为简化，降低成本。目前广泛应用于货

车和大客车上，有些轿车后悬架也有采用的。非独立

悬架由于非簧载质量比较大，高速行驶时悬架受到冲

击载荷比较大，平顺性较差。

独立悬架是两侧车轮分别独立地与车架（或车身）

弹性地连接，当一侧车轮受冲击，其运动不直接影响

到另一侧车轮，独立悬架所采用的车桥是断开式的。

这样使得发动机可放低安装，有利于降低汽车重心，

并使结构紧凑。独立悬架允许前轮有大的跳动空间，

有利于转向，便于选择软的弹簧元件使平顺性得到改

善。同时独立悬架非簧载质量小，可提高汽车车轮的

附着性。如上图(b)所示。

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独立悬挂系统祥解

独立悬架的左右车轮不是用整体车桥相连接，而是通

过悬架分别与车架（或车身）相连，每侧车轮可独立

下下运动。轿车和载重量1t以下的货车前悬架广为采

用，轿车后悬架上采用也在增加。越野车、矿用车和

大客车的前轮也有一些采用独立悬架。

根据导向机构不同的结构特点，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（杆）

连杆（摆臂）式等等。按目前采用较多的有以下三种

形式：(1)双横臂式，(2)滑柱连杆式，(3)斜置单臂式。

按弹性元件采用不同分为：螺旋弹簧式，钢板弹簧式，

扭杆弹簧式，气体弹簧式。采用更多的是螺旋弹簧。

双横臂式（双叉式）独立悬架

如图1所示为双横臂式独立悬架。上下两摆臂不

等长，选择长度比例合适，可使车轮和主销的角度及

轮距变化不大。这种独立悬架被广泛应用在轿车前轮

上。双横臂的臂有做成A字形或V字形，如图2所示。

V形臂的上下2个V形摆臂以一定的距离，分别安装

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在车轮上，另一端安装在车架上。

图1：双横臂式独立悬架

不等臂双横臂上臂比下臂短。当汽车车轮上下运

动时，上臂比下臂运动弧度小。这将使轮胎上部轻微

地内外移动，而底部影响很小。这种结构有利于减少

轮胎磨损，提高汽车行驶平顺性和方向稳定性。

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图2

滑柱摆臂式独立悬架（麦弗逊式或叫支柱式等）

这种悬架目前在轿车中采用很多。如图3所示。

滑柱摆臂式悬架将减振器作为引导车轮跳动的滑柱，

螺旋弹簧与其装于一体。这种悬架将双横臂上臂去掉

并以橡胶做支承，允许滑柱上端作少许角位移。内侧

空间大，有利于发动机布置，并降低车子的重心。车

轮上下运动时，主销轴线的角度会有变化，这是因为

减振器下端支点随横摆臂摆动。以上问题可通过调整

杆系设计布置合理得到解决。

图3

一汽奥迪100型轿车前悬架。筒式减振器装在滑

柱桶内，滑柱桶与转向节刚性连接，螺旋弹簧安装在

滑柱桶及转向节总成上端的支承座内，弹簧上端通过

软垫支承在车身连接的前簧上座内，滑柱桶的下端通

过球铰链与悬架的横摆臂相连。当车轮上下运动时，

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滑柱桶及转向节总成沿减振器活塞运动轴线移动，同

时，滑柱桶的下支点还随横摆臂摆动。

斜置单臂式独立悬架

这种悬架如图4所示。这种悬架是单横臂和单纵

臂(如下图所示）独立悬架的折衷方案。其摆臂绕与汽

车纵轴线具有一定交角的轴线摆动，选择合适的交角

可以满足汽车操纵稳定性要求。这种悬架适于做后悬

架。

图4

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多杆式独立悬架

独立悬架中多采用螺旋弹簧，因而对于侧向力，

垂直力以及纵向力需加设导向装置即采用杆件来承受

和传递这些力。因而一些轿车上为减轻车重和简化结

构采用多杆式悬架。如图5所示。上连杆9用支架11

与车身(或车架)相连，上连杆9外端与第三连杆7相连。

上杆9的两端都装有橡胶隔振套。第三连杆7的下端

通过重型止推轴承与转向节连接。下连杆5与普通的

下摆臂相同，下连杆5的内端通过橡胶隔振套与前横

梁相连接。球铰将下连杆5的外端与转向节相连。多

杆纱前悬架系统的主销轴线从下球铰延伸到上面的轴

承，它与上连杆和第三连杆无关。多杆悬架系统具有

良好操纵稳定性，可减小轮胎摩损。这种悬架减振器

和螺旋弹簧不象麦弗逊悬架那样沿转向节转动。如图

5所示。

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图5：多杆前悬架系统

1-前悬架横梁2-前稳定杆3-拉杆支架4-粘滞式拉杆

5-下连杆6-轮毂转向节总成7-第三连杆8-减振器

9-上连杆10-螺旋弹簧11-上连杆支架12-减振器隔

振块

各类横向稳定器

现代轿车悬架很软，即固有频率很低，为提高悬架的

侧倾角刚度，减小横向倾斜，常在悬架中添设横向稳

定器（杆），保证良好操纵稳定性。如下图所示杆式

横向稳定器。

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1.支杆；2.套筒；3.

杆；4.弹簧支座

弹簧钢制成的横向稳定杆3呈扁平的U形，横向

地安装在汽车前端或后端（也有轿车前后都装横向稳

定器）。杆3的中部的两端自由地支承在两个橡胶套

筒内，套筒2固定于车架上。横向稳定杆的两侧纵向

部分的末端通过支杆1与悬架下摆臂上的弹簧支座4

相连。

当两则悬架变形相同时，横向稳定器不起作用。

当两侧悬架变形不等时，车身相对路面横向倾斜时，

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车架一侧移近弹簧支座，稳定杆的同侧末端就随车架

向上移动，而另一侧车架远离弹簧座，相应横向稳定

杆的末端相对车架下移，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。弹性的稳定杆产生扭转内力

矩就阻碍悬架弹簧的变形，减少了车身的横向倾斜和

横向角振动。

下图是另一种车型横向稳定器的安装

下图是车身的横向的稳定扭杆装置

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汽车悬挂的终极方向：电控主动

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汽车悬挂系统结构原理图解

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