第五章 车辆悬架运动学 PPT
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电子控制悬架系统PPT课件
2.按照控制方式分
按照控制方式分不同，汽车悬架系统通常分为传统被动式悬 架（Passive Suspension）、半主动式悬架（semi-active suspension）、主动式悬架(Active Suspension)三类。
其中半主动式又分为有级半主动式（阻尼力有级可调）
和无级半主动式（阻尼力连续可调）两种；主动式悬架根据
图5-13 空气弹簧的刚度为“软”
.
21
当空气阀转到如图5-14所示的位置时，主、副气室的气 体通道被关闭，主、副气室之间的气体不能相互流动，此时 的空气弹簧只有主气室的气体参加工作，空气弹簧的刚度为 “硬”。
图5-14 空气弹簧的刚度为“硬”
主气室是可变容积的，在它的下部有一个可伸展的隔膜，
压缩空气进入主气室可升高悬架高度，反之使悬架下降。车
雪铁龙C5液压式可调悬架结构示意图 1-纵向横梁；2-球体；
. 3-上三角叉臂；4-支杆；5-长纵臂 8
通过增减液压油的方式实现车身高度的升或降，也就是 根据车速和路况自动调整离地间隙，从而提高汽车的平顺性 和操纵稳定性。
雪铁龙C5液压式可调悬架在车上的布置
采用液压式可调悬架的代表车型有雪铁龙C5、雪铁龙
. 传统的汽车悬架（麦弗逊式前悬架） 5
5.2.1 电控悬架系统的组成和控制形式
电子控制汽车悬架系统主要由（车高、转向角、加速度、 路况预测）传感器、ECU、悬架控制执行器等组成。
1.空气式可调悬架
空气式可调悬架是指利用空气压缩机形成压缩空气，并 通过压缩空气来调节汽车底盘的离地间隙一种悬架。
一般装备空气式可调悬架的车型在前轮和后轮的附近都 设有离地距离传感器，按离地距离传感器的输出信号，行车 电脑判断出车身高度的变化，再控制空气压缩机和排气阀门， 使弹簧自动压缩或伸长，从而起到减振的效果。
汽车悬架知识ppt课件
减震器
减振器
前桥
弹簧
车桥
弹性元件
纵向导向杆
三：振动频率：
据力学分析可知，如将汽车看成一个在弹性悬架上作单自由度 振动的质量，则其自振动率：
C=M×g / f
f：悬架垂直变形挠度 M：悬架簧载质量 簧载质量 悬架的性能指标体现在：自振频率（n）：取决于 悬架刚度
要求在设计悬架时，其自振频率应与人体步行时身体上、下 运动的频率相接近，在1～1.6HZ 的理想范围内。
3、当车桥与车架之间的相对速度过大时，减振器应能自动加大液流通道截面积，
使阻尼力保持在一定限度内。
车架
减震器
三、 减振器的分类：
按其作用方式不同分为：
车桥
弹性元件
1：双向作用减振器：在压缩、伸张两行程中均起减振作用。 2：单向作用减振器：仅在伸张行程中起减振作用。
1、双向作用筒式减振器
结构：
活塞杆 储油钢桶
伸张行程：当汽车掉入凹坑时，车轮下跳，
减振器受拉伸活塞上移。
上腔容积减少，油压 升高，油液推开伸张 阀，流入下腔。
车架 减震器
车桥
弹性元件
由于活塞杆占去一 定空间，所以自上 腔流入的油液不足 以充满下腔容积的 增加。储油缸中油 液推开补偿阀流入 下腔补充。
由于各阀门的节流作 用，便造成对悬架伸 张运动的阻力，使振 动能量衰减。
防尘罩 导向座
伸张阀
流通阀
活塞
压缩阀
补偿阀
工作原理
压缩行程：当汽车滚上凸起或滚出凹坑时，车轮靠近车架。
下腔容积减少， 油压升高，油液 推开压缩阀，流 入储油缸。
车架 减震器
车桥
弹性元件
容积减少，油压升 高，油液打开流通 阀，经过流通阀流 入上腔。
第五章 车辆悬架运动学 PPT
因F点在 D E 上，由其结构可知运动中F点到E ____
点的距离不变，令 F E =l 3 ，则有
x t xd
y
A2t
yd
z B2 zd
（8）
式中
A2
ye yd xe xd
B2
ze xe
zd xd
( x x e ) 2 ( y y e ) 2 ( z z e ) 2 l3 2 （ 9 ）
销中心
A、B为下摆臂前、后两铰点 F为减震器轴线与车轮轴线交点 P为主销轴线与车轮轴线在后视图上的交点。
D、M、A、B四点在运动过程中保持不变， 其坐标可由设计图纸确定，即D(xd，yd， zd)、M(xm，ym，zm)、A(xa，ya，za)、 B(xb，yb，zb)、
C点和E点的初始安装位置可由设计图纸确 定为C(xc0,yc0,zc0)E(xe0,ye0,ze0)。
（ 15）
H点坐标计算
根据麦式悬架结构特点，以G点为中心的球面 方程，过G点垂直GF的平面方程和过GF平 行z于轴的平面相交，可求得轮胎接地点位 置H(xh,yh,zh)，若已知车轮半径为R，即 可由方程组
((xxgxxfg))(2x(xyg)yg()y2gy(fz)(yzg)y2g)R（2zgzf）(z-zg)=0 (ygyf )(xxg)(ygyf )(yyg)0
外倾角的存在可用来抵消车身载重后，悬 架系统机件变形所产生的角度变化
影响车的行进方向，因此左右轮的外倾角 必须相等，在受力互相平衡的情况下不致 影响车辆的直线行驶，再与车轮前束配合， 使车轮直线行驶并避免轮胎磨损不均。
大家应该也有点累了，稍作休息 大家有疑问的，可以询
四轮定位仪测量车轮外倾角的范围 为±10°
tan yc yd
点的距离不变，令 F E =l 3 ，则有
x t xd
y
A2t
yd
z B2 zd
（8）
式中
A2
ye yd xe xd
B2
ze xe
zd xd
( x x e ) 2 ( y y e ) 2 ( z z e ) 2 l3 2 （ 9 ）
销中心
A、B为下摆臂前、后两铰点 F为减震器轴线与车轮轴线交点 P为主销轴线与车轮轴线在后视图上的交点。
D、M、A、B四点在运动过程中保持不变， 其坐标可由设计图纸确定，即D(xd，yd， zd)、M(xm，ym，zm)、A(xa，ya，za)、 B(xb，yb，zb)、
C点和E点的初始安装位置可由设计图纸确 定为C(xc0,yc0,zc0)E(xe0,ye0,ze0)。
（ 15）
H点坐标计算
根据麦式悬架结构特点，以G点为中心的球面 方程，过G点垂直GF的平面方程和过GF平 行z于轴的平面相交，可求得轮胎接地点位 置H(xh,yh,zh)，若已知车轮半径为R，即 可由方程组
((xxgxxfg))(2x(xyg)yg()y2gy(fz)(yzg)y2g)R（2zgzf）(z-zg)=0 (ygyf )(xxg)(ygyf )(yyg)0
外倾角的存在可用来抵消车身载重后，悬 架系统机件变形所产生的角度变化
影响车的行进方向，因此左右轮的外倾角 必须相等，在受力互相平衡的情况下不致 影响车辆的直线行驶，再与车轮前束配合， 使车轮直线行驶并避免轮胎磨损不均。
大家应该也有点累了，稍作休息 大家有疑问的，可以询
四轮定位仪测量车轮外倾角的范围 为±10°
tan yc yd
培训悬架和转向课件
活塞速度
活塞速度
活塞速度
高（坚固）
中（跑车）
低（软）
低（软）
中（跑车）
高（坚固）
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
概述
(1/1)
2. 类型
按作用划分
单作用
按结构划分
按工作介质分
多作用
单筒
双筒
液压
充气
减震器规格
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
结构和操作
(1/4)
活塞杆
杆导
油封
回弹限位块
特性
(2/4)
2. 阻尼力和弹簧刚性控制
(1) 防后坐控制
(2) 防侧倾控制
(3) 防点头控制
(4) 高速控制
(5) 变速后坐控制
N
D
底盘技师>>悬架和转向>>EMS和空气悬架
EMS（电子调节悬架）和空气悬架
特性
(3/4)
(6) 半主动控制
粗糙路面控制
纵倾控制
跳动控制
底盘技师>>悬架和转向>>EMS和空气悬架
滚动膜
6. 空气弹簧
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
概述
(1/1)
弹簧
轮胎
减振器
悬架连杆和车桥
不带减振器
带减振器
时间
振幅
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
概述
(1/1)
1.工作原理
1. 工作原理
节流孔
活塞
阀
活塞速度
活塞速度
高（坚固）
中（跑车）
低（软）
低（软）
中（跑车）
高（坚固）
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
概述
(1/1)
2. 类型
按作用划分
单作用
按结构划分
按工作介质分
多作用
单筒
双筒
液压
充气
减震器规格
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
结构和操作
(1/4)
活塞杆
杆导
油封
回弹限位块
特性
(2/4)
2. 阻尼力和弹簧刚性控制
(1) 防后坐控制
(2) 防侧倾控制
(3) 防点头控制
(4) 高速控制
(5) 变速后坐控制
N
D
底盘技师>>悬架和转向>>EMS和空气悬架
EMS（电子调节悬架）和空气悬架
特性
(3/4)
(6) 半主动控制
粗糙路面控制
纵倾控制
跳动控制
底盘技师>>悬架和转向>>EMS和空气悬架
滚动膜
6. 空气弹簧
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
概述
(1/1)
弹簧
轮胎
减振器
悬架连杆和车桥
不带减振器
带减振器
时间
振幅
底盘技师>>悬架和转向>>悬架系统
减振器
概述
(1/1)
1.工作原理
1. 工作原理
节流孔
活塞
阀
第五章 车辆悬架运动学
9
1.3 前束角(Toe)
由于车轮外倾及路面阻力使前轮有向两侧张开做滚锥运动的趋势但受 车轴约束，不能向外滚动，导致车轮边滚边滑，增加了磨损，通过前 束可使车轮在每瞬间的滚动方向都接近于正前方，减轻了轮毂外轴承 的压力和轮胎的磨损。
四轮定位仪测量车轮前束角的范围为±6°。
10
1.4主销内倾角(SAL )
2
1.1主销后倾角（Caster）
定义:过车轮中心的 铅垂线和真实或假想 的转向主销轴线在车 辆纵向对称平面的投 影线所夹锐角 。
向前为负，向后为正。
3
主销后倾角功能：
主销后倾角的存在可使车轮转向轴线与地面的 交点在轮胎接地点的前方，可利用地面对轮胎 的阻力产生绕主销轴线的回正力矩，该力矩的 方向正好与车轮偏转方向相反，使车辆保持直 线行驶。
由车辆前方观察,转向轴线与铅垂 线所成的夹角。
11
1.4主销内倾角功用
使车轮在受外力偏离直线行驶时，前轮会在重力作用下自动回正。 可减少前轮传至转向机构上的冲击，并使转向轻便，但内倾角不宜过
大，否则在转向时，会使轮胎磨损加快。 主销内倾角越大前轮自动回正的作用就越强烈，但转向时也越费力，
轮胎磨损增大；反之，角度越小前轮自动回正的作用就越弱。
范围为±15°
5
1.2 车轮外倾（Camber）
定义: 在过车轮轴线且垂直 于车辆支承平面的平面内， 车轮轴线与垂直线之间所夹 锐角。
向外为正，向内为负。
6
车轮外倾的功能 范围为±15°
其角度的不同能改变轮胎与地面的接触点， 直接影响轮胎的磨损状况。
改变了车重在车轴上的受力分布，避免轴承 产生异常磨损。
第五章 车辆悬架运动学
内容: 1 悬架系统运动学与车轮定位参数 2 麦弗逊悬架运动学分析 3 双横臂悬架运动学分析
1.3 前束角(Toe)
由于车轮外倾及路面阻力使前轮有向两侧张开做滚锥运动的趋势但受 车轴约束，不能向外滚动，导致车轮边滚边滑，增加了磨损，通过前 束可使车轮在每瞬间的滚动方向都接近于正前方，减轻了轮毂外轴承 的压力和轮胎的磨损。
四轮定位仪测量车轮前束角的范围为±6°。
10
1.4主销内倾角(SAL )
2
1.1主销后倾角（Caster）
定义:过车轮中心的 铅垂线和真实或假想 的转向主销轴线在车 辆纵向对称平面的投 影线所夹锐角 。
向前为负，向后为正。
3
主销后倾角功能：
主销后倾角的存在可使车轮转向轴线与地面的 交点在轮胎接地点的前方，可利用地面对轮胎 的阻力产生绕主销轴线的回正力矩，该力矩的 方向正好与车轮偏转方向相反，使车辆保持直 线行驶。
由车辆前方观察,转向轴线与铅垂 线所成的夹角。
11
1.4主销内倾角功用
使车轮在受外力偏离直线行驶时，前轮会在重力作用下自动回正。 可减少前轮传至转向机构上的冲击，并使转向轻便，但内倾角不宜过
大，否则在转向时，会使轮胎磨损加快。 主销内倾角越大前轮自动回正的作用就越强烈，但转向时也越费力，
轮胎磨损增大；反之，角度越小前轮自动回正的作用就越弱。
范围为±15°
5
1.2 车轮外倾（Camber）
定义: 在过车轮轴线且垂直 于车辆支承平面的平面内， 车轮轴线与垂直线之间所夹 锐角。
向外为正，向内为负。
6
车轮外倾的功能 范围为±15°
其角度的不同能改变轮胎与地面的接触点， 直接影响轮胎的磨损状况。
改变了车重在车轴上的受力分布，避免轴承 产生异常磨损。
第五章 车辆悬架运动学
内容: 1 悬架系统运动学与车轮定位参数 2 麦弗逊悬架运动学分析 3 双横臂悬架运动学分析
汽车悬架教学课件
2. 螺旋弹簧非独立悬架
二、独立悬架 先观看录像。
1) 类型 横臂式 纵臂式 烛式 麦弗逊式
2) 优点 左右车轮的运动相互独立，减少了车身的振动； 非簧载质量小，悬架所受到的冲击小，平顺性好； 与断开式车桥配用，可降低汽车重心。
1. 横臂式独立悬架 1) 单横臂式：应用较少 2) 双横臂式：摆臂等长的独立悬架 、摆臂不等长的独 立悬架 应用广泛
2) 麦弗逊式独立悬架 车轮沿摆动的主销移动。 结构简图
常见的调整部位及调整方法 a．改变转向节与横摆臂外端的位置 b．改变弹性支柱上支座的位置 c．改变转向节上端的位置
(1) 桑塔纳2000前悬架的组成
(2) 桑塔纳2000前悬架的检修 a. 减振器的检修 在车辆行驶过程中，如减振器发出异常的响声，则说 明该减振器已损坏，必须更换。一般减振器是不进行修 理的，如有很小的渗油现象不必调换，如漏油较多可通 过拉伸和压缩减振器来检查渗油现象。漏出的减振器油 不能再加入减振器内重新使用，漏油的减振器不能再使 用。 b. 前悬架支柱总成的检修 制动盘工作面严重磨损，超出规定，或表面出现裂纹。 挡泥板严重扭曲变形。 轮毂花键松旷，磨损严重。 弹簧挡圈失效。 车轮轴承损坏(注意：需要更换整套轴承)。 前悬架支柱件任何一条焊缝出现裂纹或严重变形。
2. 功用 连接车身和车轮，以传力。 缓和冲击、衰减振动，使乘坐舒适，具有良好的平顺性。 具有良好的操纵稳定性。
与悬架的刚度、 簧载质量有关 •转向不侧倾 •加速不后坐 •制动不点头
三、悬架的种类 1. 非独立悬架：与整体式车桥配用。 2. 独立悬架：与断开式车桥配用。
9.2
减振器
1. 基本原理 阻尼的产生
9.5
悬架系统的故障诊断
一、悬架异响 1. 现象：行驶中，前后悬架发出异常噪声或敲击声。 2. 原因： 减振器损坏； 螺旋弹簧断裂； 连接部位松动。 3. 故障排除 更换减振器； 更换弹簧； 紧固松动部位。
《悬架与后扭转梁》课件
后扭转梁的定义与特点
定义
后扭转梁是一种特殊类型的扭转梁， 主要用于连接车辆的尾部和车身，提 供必要的支撑和刚度。
特点
具有较高的扭转刚度，能够有效抵抗 车辆尾部的扭转变形，提高车辆的操 控性和稳定性。
后扭转梁的类型
按照结构分类
可分为一体式和分体式后扭转梁。一体式后扭转梁将左右两 侧的梁体通过焊接或其他方式连接在一起，形成一个整体结 构；分体式后扭转梁则由两个或多个独立的梁体组成，通过 螺栓或其他方式连接在一起。
悬架系统通过减震器和弹簧等组件， 将车轮与车身连接起来，吸收和缓冲 来自路面的冲击，确保车辆行驶平稳 。
悬架与后扭转梁之间的相互作用主要 体现在力的传递和运动协调上，它们 共同影响车辆的行驶性能和稳定性。
后扭转梁作为车辆后部结构的重要组 成部分，主要承担着传递车轮与车身 之间的力和扭矩，确保车辆行驶稳定 。
悬架与后扭转梁对车辆性能的影响
悬架系统对车辆行驶平顺性、操控性和 舒适性有着重要影响。良好的悬架设计 可以减少振动和冲击，提高行驶平顺性
，同时也能提供பைடு நூலகம்好的操控性能。
后扭转梁对车辆行驶稳定性、操控性和 安全性也有着重要影响。合理的后扭转 梁设计可以确保车轮与车身之间的运动 协调，提高行驶稳定性，同时也能提供
通过协同优化设计，可以进一步提高车辆的性能和可靠性，减少振动和冲击，提高 行驶平顺性和舒适性，同时也能提供更好的操控性能和安全性。
06
案例分析
某车型悬架系统设计案例
悬架类型
该车型采用了麦弗逊式独 立前悬架和多连杆式独立 后悬架，具有较好的操控 稳定性和乘坐舒适性。
设计特点
通过优化减震器、弹簧等 部件，降低车身震动和噪 音，提高行驶平顺性。
悬架系统PPT课件
双横臂式独立悬架按上下横臂是否等长，又分 为等长双横臂式和不等长双横臂式两种悬架。等长 双横臂式悬架在车轮上下.跳动时，能保持主销倾角16 不变，但轮距变化大(与单横臂式相类似)，造成
横臂式独立悬挂
.
17
多连杆式悬挂
一.定义 所谓多连杆悬挂，顾名思义就是通过各种连杆
配置把车轮与车身相连的一套悬挂机构。而连杆数 量在3根以上才称为多连杆，目前主流的连杆数量 为5连杆。因此其结构要比双叉和麦弗逊复杂很多。
.
27
麦弗逊式悬挂
一.定义 麦弗逊(macphersan)式悬挂是独立悬挂的 一种，是当今最为流行的独立悬挂之一。虽然 麦弗逊式悬挂在行车舒适性好，其结构体积不 大，可有效扩大车内乘坐空间，但也由于其构 造为直筒式，对左右方向的冲击缺乏阻挡力， 抗刹车点头作用较差。
.
28
麦弗逊式悬挂
二.结构与应用 简单地说，麦弗逊式悬挂的主要结构即
.
1
1． 定义 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。
.
2
2. 作用 ① 连接车身与车轮，以适当的刚性支承 车轮。 ② 吸收来自路面的冲击，改善乘坐舒 适性。 ③ 稳定行驶中的车身姿势，改善操纵性。
.
3
3. 组成
悬架由弹性元件、减振装置和导向机 构等三部分组成。
二.应用
这种悬架构造较复杂，承载力小。现代轿车前后
悬架大都采用了独立悬架.
12
优点
1.左右车轮的运动相互独立，减少了车身的 振动；
2.非簧载质量小，悬架所受到的冲击小，平 顺性好；
3.与断开式车桥配用，可降低汽车重心。
.
13
三. 独立悬架类型 横臂式悬挂 多连杆式悬挂 纵臂式悬挂 烛式悬挂 麦弗逊式悬挂
横臂式独立悬挂
.
17
多连杆式悬挂
一.定义 所谓多连杆悬挂，顾名思义就是通过各种连杆
配置把车轮与车身相连的一套悬挂机构。而连杆数 量在3根以上才称为多连杆，目前主流的连杆数量 为5连杆。因此其结构要比双叉和麦弗逊复杂很多。
.
27
麦弗逊式悬挂
一.定义 麦弗逊(macphersan)式悬挂是独立悬挂的 一种，是当今最为流行的独立悬挂之一。虽然 麦弗逊式悬挂在行车舒适性好，其结构体积不 大，可有效扩大车内乘坐空间，但也由于其构 造为直筒式，对左右方向的冲击缺乏阻挡力， 抗刹车点头作用较差。
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麦弗逊式悬挂
二.结构与应用 简单地说，麦弗逊式悬挂的主要结构即
.
1
1． 定义 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。
.
2
2. 作用 ① 连接车身与车轮，以适当的刚性支承 车轮。 ② 吸收来自路面的冲击，改善乘坐舒 适性。 ③ 稳定行驶中的车身姿势，改善操纵性。
.
3
3. 组成
悬架由弹性元件、减振装置和导向机 构等三部分组成。
二.应用
这种悬架构造较复杂，承载力小。现代轿车前后
悬架大都采用了独立悬架.
12
优点
1.左右车轮的运动相互独立，减少了车身的 振动；
2.非簧载质量小，悬架所受到的冲击小，平 顺性好；
3.与断开式车桥配用，可降低汽车重心。
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三. 独立悬架类型 横臂式悬挂 多连杆式悬挂 纵臂式悬挂 烛式悬挂 麦弗逊式悬挂
汽车制造-悬架ppt课件
49
2.各车桥单独与车架弹性连接 采用独立悬架，可以保证所有车轮与地面良好地接触。
3.中后桥用平衡悬架与车架连接(三桥)
将中后桥装在一副钢板弹簧的两端，钢板弹簧就相 当于一根平衡杆，而平衡杆的中部与车架作铰链连接。
由于平衡杆两臂等长，则两个车桥上的垂直载荷在 任何情况下都相等。
50
18.6 电子控制的空气悬架
应用： 适于做后悬架
41
5)烛式悬架：车轮沿固定不动的主销上下移动的悬架。主销 的定位角不变，仅轮距、轴距稍有变化，益于改善转向操纵 和行驶的稳定性，但主销磨损严重。
42
6)麦弗逊式悬架：车轮沿摆动的主销轴线上、下移动的悬架。 用于转向轮时，主销定位角及轮距都有极小的变化，因而转向 操纵稳定性好。且两前轮内侧空间较大，便于发动机及其他一 些部件的布置，多用于前置驱动的轿车和微型汽车上。
上腔容积减少， 油压升高，油液 推开伸张阀，流 入下腔。
由于各阀门的节流作 用，便造成对悬架伸 张运动的阻力，使振 动能量衰减。
由于活塞杆占去 一定空间，所以 自上腔流入的油 液不足以充满下 腔容积的增加。 储油缸中油液推 开补偿阀流入下 腔补充。
28
29
18.4 非独立悬架
非独立悬架结构简单，被广泛用于小货车和客车的前后 悬架。有的轿车的后悬架也有采用非独立悬架。
36
不等臂双横臂式独立悬架
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。 应用： 广泛应用在轿车前轮上
37
⑵、不等臂双横臂式独立悬架
不等臂双横臂式独立悬架的上臂比下臂短。 优点： 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。
2.各车桥单独与车架弹性连接 采用独立悬架，可以保证所有车轮与地面良好地接触。
3.中后桥用平衡悬架与车架连接(三桥)
将中后桥装在一副钢板弹簧的两端，钢板弹簧就相 当于一根平衡杆，而平衡杆的中部与车架作铰链连接。
由于平衡杆两臂等长，则两个车桥上的垂直载荷在 任何情况下都相等。
50
18.6 电子控制的空气悬架
应用： 适于做后悬架
41
5)烛式悬架：车轮沿固定不动的主销上下移动的悬架。主销 的定位角不变，仅轮距、轴距稍有变化，益于改善转向操纵 和行驶的稳定性，但主销磨损严重。
42
6)麦弗逊式悬架：车轮沿摆动的主销轴线上、下移动的悬架。 用于转向轮时，主销定位角及轮距都有极小的变化，因而转向 操纵稳定性好。且两前轮内侧空间较大，便于发动机及其他一 些部件的布置，多用于前置驱动的轿车和微型汽车上。
上腔容积减少， 油压升高，油液 推开伸张阀，流 入下腔。
由于各阀门的节流作 用，便造成对悬架伸 张运动的阻力，使振 动能量衰减。
由于活塞杆占去 一定空间，所以 自上腔流入的油 液不足以充满下 腔容积的增加。 储油缸中油液推 开补偿阀流入下 腔补充。
28
29
18.4 非独立悬架
非独立悬架结构简单，被广泛用于小货车和客车的前后 悬架。有的轿车的后悬架也有采用非独立悬架。
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不等臂双横臂式独立悬架
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。 应用： 广泛应用在轿车前轮上
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⑵、不等臂双横臂式独立悬架
不等臂双横臂式独立悬架的上臂比下臂短。 优点： 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。
汽车底盘讲座——悬架系统
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2020/11/23
汽车底盘讲座——悬架系统
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汽车底盘讲座——悬架系统
二、悬架系统常见的钢板弹簧及减振器结构
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1、钢板弹簧
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2、减振器
n 类型
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2、减振器(续）
n 工作原理
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汽车底盘讲座——悬架 系统
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2020/11/23
汽车底盘讲座——悬架系统
汽车底盘 ——悬架系统
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一、概述
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汽车底盘讲座——悬架系统
1、汽车悬架系统在汽车底盘上的安装部位
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2、汽车悬架系统的组成
n 弹性元件
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2、汽车悬架系统的组成(续）
n 阻尼元件
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2、汽车悬架系统的组成(续）
n 传力机构
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3、汽车悬架系统的形式
n 独立悬架
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3、汽车悬架系统的形式(续）
2、减振器(续）
n 结构及部件——油封及导向座
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2、减振器(续）
n 结构及部件——活塞及复原阀
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第五章 车辆悬架运动学
1 悬架系统运动学与车轮定位参数
车轮定位角度是存在于悬架系统和各活动机 件间的相对角度;
保持正确的车轮定位角度可确保车辆直线行 驶，改善车辆的转向性能，确保转向系统自 动回正，避免轴承因受力不当而受损失去精 度，还可以保证轮胎与地面紧密接合，减少 轮胎磨损、悬架系统磨损以及降低油耗等。
四轮定位仪测量车轮前束角的范围为±6°。
1.4主销内倾角(SAL )
由车辆前方观察,转向 轴线与铅垂线所成的夹 角。
1.4主销内倾角功用
使车轮在受外力偏离直线行驶时，前轮会在 重力作用下自动回正。
可减少前轮传至转向机构上的冲击，并使转 向轻便，但内倾角不宜过大，否则在转向时， 会使轮胎磨损加快。
l2
，则有
C E ，l1
( x x 'c ) 2 ( y y 'c ) 2 ( z z 'c ) 2 l 2 2 （ 5 ）
因为运动中∠CED不变,令∠CED=θ,则有
l1 2ld 2 e' 2l1 lde' cos l2 2
(xxxxco)2A （ 1(yy- yc） yo)+2B（ 1(zz-zcz） o)=20L2(4)
_____
式中 L c o
E点坐标计算
在车轮跳动过程中，CD距离会发生变化，但EC的距
离不变且运动中∠CED不变，如图2所示_ _ _。_ 当C点
运动到C″时，E点运动到E′点，令
____
C 'D
汽车悬架系统主要定位角度包括：车轮外倾、 车轮前束、主销后倾、主销内倾、推力角等。
1.1主销后倾角（Caster）
定义:过车轮中心的 铅垂线和真实或假想 的转向主销轴线在车 辆纵向对称平面的投 影线所夹锐角 。
向前为负，向后为正。
主销后倾角功能：
主销后倾角的存在可使车轮转向轴线与地面 的交点在轮胎接地点的前方，可利用地面对 轮胎的阻力产生绕主销轴线的回正力矩，该 力矩的方向正好与车轮偏转方向相反，使车 辆保持直线行驶。
式中 A 1
=
yb xb
ya xa
B1 =
zb za xb xa
解方程(1)和(2)可得O(xO,yO,zO)的坐标为
xo t1 x a
y
o
A1t1
ya
z
o
B1t1
za
（ 3）
式中 t1xcxaA 1 1 ( ycA 1 2y a)B 1 2B 1(zcza)
悬架运动时C点以O点为圆心作摆动,其轨迹方 程为
外倾角的存在可用来抵消车身载重后，悬 架系统机件变形所产生的角度变化
影响车的行进方向，因此左右轮的外倾角 必须相等，在受力互相平衡的情况下不致 影响车辆的直线行驶，再与车轮前束配合， 使车轮直线行驶并避免轮胎磨损不均。
大家应该也有点累了，稍作休息 大家有疑问的，可以询
四轮定位仪测量车轮外倾角的范围 为±10°
主销内倾角越大前轮自动回正的作用就越强 烈，但转向时也越费力，轮胎磨损增大；反 之，角度越小前轮自动回正的作用就越弱。
1.5 推力角
车辆在俯视平面内 纵向轴线和推力线 （是一条假想的线， 从后轴中心向前延 伸，由两后轮共同 确定的后轴行驶方 向线）的夹角。
推力线相对纵向轴 线向左侧偏斜为正， 向右侧偏斜为负。
范围为±15°
1.2 车轮外倾（Camber）
定义: 在过车轮轴线且垂直 于车辆支承平面的平面内， 车轮轴线与垂直线之间所夹 锐角。
向外为正，向内为负。
车轮外倾的功能 范围为±15°
其角度的不同能改变轮胎与地面的接触点， 直接影响轮胎的磨损状况。
改变了车重在车轴上的受力分布，避免轴 承产生异常磨损。
销中心
A、B为下摆臂前、后两铰点 F为减震器轴线与车轮轴线交点 P为主销轴线与车轮轴线在后视图上的交点。
D、M、A、B四点在运动过程中保持不变， 其坐标可由设计图纸确定，即D(xd，yd， zd)、M(xm，ym，zm)、A(xa，ya，za)、 B(xb，yb，zb)、
C点和E点的初始安装位置可由设计图纸确 定为C(xc0,yc0,zc0)E(xe0,ye0,ze0)。
后倾角越大车辆的直线行驶性越好，转向后 方向盘的回复性也越好，但主销后倾角过大 会使转向变得沉重，驾驶员容易疲劳；
主销后倾角功能： 范围为±15°
主销后倾角过小，当汽车直线行驶时，容 易发生前轮摆振，转向盘摇摆不定，转向 后转向盘自动回正能力变弱，驾驶员会失 去路感；
当左右轮主销后倾角不等时，车辆直线行 驶时会引起跑偏，驾驶员不敢放松转向盘， 难于操纵或极易引起驾驶员疲劳。
1.5 推力角
运行状况良好的汽车是不应该有推力角的， 但由于后轴胶套磨损等原因，会使后轴推力 线偏斜，后轮沿推力线产生沿汽车质心的力 矩，使汽车跑偏，因此推力角的存在是汽车 跑偏的一个重要原因。
四轮定位仪测量推力角的范围为±6°
2 麦弗逊悬架运动学分析
2.1结构简图及数学模型的建立
G为车轮中心点 H为车轮接地点 C为下摆臂球铰点，D为悬架上端固定点球
正外倾角太大的影响： （1）轮胎外侧单边磨损； （2）悬挂系统零件磨损加速； （3）车辆会朝着正外倾角较大的的一侧跑偏。
负外倾角太大的影响： （1）轮胎里侧单边磨损； （2）悬挂系统零件磨损加速； （3）车辆会朝着负外倾角较小的一侧跑偏。
1.3 前束角(Toe)
从车辆的前方看,于两轮轴 高度相同处测量左、右轮 胎中心线之间的距离，车 辆前端距离与后端距离差 值称为前束。
2.2导向机构各点坐标计算
C点坐标计算
当车轮上下跳动时,摆臂CO上下摆动,以O 为转动中心。轴线AB的方程可表示为
xxayyazza xbxa ybya zbza
（ 1）
垂直AB过点C的平面方程为
x x c A 1 ( y y ) B （ 1 z - z c ） = 0 （ 2 ）
前端距离大于后端距离为 负前束，反之为正前束。 相等为零前束。
1.3 前束角(Toe)
由于车轮外倾及路面阻力使前轮有向两侧张 开做滚锥运动的趋势但受车轴约束，不能向 外滚动，导致车轮边滚边滑，增加了磨损， 通过前束可使车轮在每瞬间的滚动方向都接 近于正前方，减轻了轮毂外轴承的压力和轮 胎的磨损。
1 悬架系统运动学与车轮定位参数
车轮定位角度是存在于悬架系统和各活动机 件间的相对角度;
保持正确的车轮定位角度可确保车辆直线行 驶，改善车辆的转向性能，确保转向系统自 动回正，避免轴承因受力不当而受损失去精 度，还可以保证轮胎与地面紧密接合，减少 轮胎磨损、悬架系统磨损以及降低油耗等。
四轮定位仪测量车轮前束角的范围为±6°。
1.4主销内倾角(SAL )
由车辆前方观察,转向 轴线与铅垂线所成的夹 角。
1.4主销内倾角功用
使车轮在受外力偏离直线行驶时，前轮会在 重力作用下自动回正。
可减少前轮传至转向机构上的冲击，并使转 向轻便，但内倾角不宜过大，否则在转向时， 会使轮胎磨损加快。
l2
，则有
C E ，l1
( x x 'c ) 2 ( y y 'c ) 2 ( z z 'c ) 2 l 2 2 （ 5 ）
因为运动中∠CED不变,令∠CED=θ,则有
l1 2ld 2 e' 2l1 lde' cos l2 2
(xxxxco)2A （ 1(yy- yc） yo)+2B（ 1(zz-zcz） o)=20L2(4)
_____
式中 L c o
E点坐标计算
在车轮跳动过程中，CD距离会发生变化，但EC的距
离不变且运动中∠CED不变，如图2所示_ _ _。_ 当C点
运动到C″时，E点运动到E′点，令
____
C 'D
汽车悬架系统主要定位角度包括：车轮外倾、 车轮前束、主销后倾、主销内倾、推力角等。
1.1主销后倾角（Caster）
定义:过车轮中心的 铅垂线和真实或假想 的转向主销轴线在车 辆纵向对称平面的投 影线所夹锐角 。
向前为负，向后为正。
主销后倾角功能：
主销后倾角的存在可使车轮转向轴线与地面 的交点在轮胎接地点的前方，可利用地面对 轮胎的阻力产生绕主销轴线的回正力矩，该 力矩的方向正好与车轮偏转方向相反，使车 辆保持直线行驶。
式中 A 1
=
yb xb
ya xa
B1 =
zb za xb xa
解方程(1)和(2)可得O(xO,yO,zO)的坐标为
xo t1 x a
y
o
A1t1
ya
z
o
B1t1
za
（ 3）
式中 t1xcxaA 1 1 ( ycA 1 2y a)B 1 2B 1(zcza)
悬架运动时C点以O点为圆心作摆动,其轨迹方 程为
外倾角的存在可用来抵消车身载重后，悬 架系统机件变形所产生的角度变化
影响车的行进方向，因此左右轮的外倾角 必须相等，在受力互相平衡的情况下不致 影响车辆的直线行驶，再与车轮前束配合， 使车轮直线行驶并避免轮胎磨损不均。
大家应该也有点累了，稍作休息 大家有疑问的，可以询
四轮定位仪测量车轮外倾角的范围 为±10°
主销内倾角越大前轮自动回正的作用就越强 烈，但转向时也越费力，轮胎磨损增大；反 之，角度越小前轮自动回正的作用就越弱。
1.5 推力角
车辆在俯视平面内 纵向轴线和推力线 （是一条假想的线， 从后轴中心向前延 伸，由两后轮共同 确定的后轴行驶方 向线）的夹角。
推力线相对纵向轴 线向左侧偏斜为正， 向右侧偏斜为负。
范围为±15°
1.2 车轮外倾（Camber）
定义: 在过车轮轴线且垂直 于车辆支承平面的平面内， 车轮轴线与垂直线之间所夹 锐角。
向外为正，向内为负。
车轮外倾的功能 范围为±15°
其角度的不同能改变轮胎与地面的接触点， 直接影响轮胎的磨损状况。
改变了车重在车轴上的受力分布，避免轴 承产生异常磨损。
销中心
A、B为下摆臂前、后两铰点 F为减震器轴线与车轮轴线交点 P为主销轴线与车轮轴线在后视图上的交点。
D、M、A、B四点在运动过程中保持不变， 其坐标可由设计图纸确定，即D(xd，yd， zd)、M(xm，ym，zm)、A(xa，ya，za)、 B(xb，yb，zb)、
C点和E点的初始安装位置可由设计图纸确 定为C(xc0,yc0,zc0)E(xe0,ye0,ze0)。
后倾角越大车辆的直线行驶性越好，转向后 方向盘的回复性也越好，但主销后倾角过大 会使转向变得沉重，驾驶员容易疲劳；
主销后倾角功能： 范围为±15°
主销后倾角过小，当汽车直线行驶时，容 易发生前轮摆振，转向盘摇摆不定，转向 后转向盘自动回正能力变弱，驾驶员会失 去路感；
当左右轮主销后倾角不等时，车辆直线行 驶时会引起跑偏，驾驶员不敢放松转向盘， 难于操纵或极易引起驾驶员疲劳。
1.5 推力角
运行状况良好的汽车是不应该有推力角的， 但由于后轴胶套磨损等原因，会使后轴推力 线偏斜，后轮沿推力线产生沿汽车质心的力 矩，使汽车跑偏，因此推力角的存在是汽车 跑偏的一个重要原因。
四轮定位仪测量推力角的范围为±6°
2 麦弗逊悬架运动学分析
2.1结构简图及数学模型的建立
G为车轮中心点 H为车轮接地点 C为下摆臂球铰点，D为悬架上端固定点球
正外倾角太大的影响： （1）轮胎外侧单边磨损； （2）悬挂系统零件磨损加速； （3）车辆会朝着正外倾角较大的的一侧跑偏。
负外倾角太大的影响： （1）轮胎里侧单边磨损； （2）悬挂系统零件磨损加速； （3）车辆会朝着负外倾角较小的一侧跑偏。
1.3 前束角(Toe)
从车辆的前方看,于两轮轴 高度相同处测量左、右轮 胎中心线之间的距离，车 辆前端距离与后端距离差 值称为前束。
2.2导向机构各点坐标计算
C点坐标计算
当车轮上下跳动时,摆臂CO上下摆动,以O 为转动中心。轴线AB的方程可表示为
xxayyazza xbxa ybya zbza
（ 1）
垂直AB过点C的平面方程为
x x c A 1 ( y y ) B （ 1 z - z c ） = 0 （ 2 ）
前端距离大于后端距离为 负前束，反之为正前束。 相等为零前束。
1.3 前束角(Toe)
由于车轮外倾及路面阻力使前轮有向两侧张 开做滚锥运动的趋势但受车轴约束，不能向 外滚动，导致车轮边滚边滑，增加了磨损， 通过前束可使车轮在每瞬间的滚动方向都接 近于正前方，减轻了轮毂外轴承的压力和轮 胎的磨损。