1、汽车底盘机械系统检修汽车底盘机械系统检修项目八悬架系统检修悬架系统检修一、项目情境引入一、项目情境引入一辆捷达GIX轿车，行驶了73000km，用户反映转向时车身前部发出“嘎吱”异响。接车后检查发现，用手上下晃动右前车轮，感到上下有旷量。拆卸右悬架后，发现减振弹簧上方的悬架轴承损坏。二、相关知识二、相关知识悬架是汽车的车架（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，其作用是吸收或缓和车轮在不平路面上受到的冲击和振动，传递各种作用力和力矩，以保证汽车能平顺地行驶。（一）悬架的组成（一）悬架的组成悬架一般由弹性元件、导向装置（纵向推力杆和横向推力杆）、减振器、横向稳定器等部分组成
2、，如图8-1所示。图8-1 汽车悬架组成示意图 1弹性元件；2纵向推力杆；3减振器；4横向稳定器；5横向推力杆（二）悬架的类型（二）悬架的类型悬架可分为独立悬架和非独立悬架两类，如图8-2所示。图8-2 非独立悬架与独立悬架示意图1独立悬架独立悬架独立悬架的特点是每一侧车轮单独通过弹簧悬挂在车架下面，汽车行驶中，当一侧车轮跳动时，不会影响另一侧车轮的工作。独立悬架中多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧作为弹性元件，并配有导向装置和减振器。独立悬架在轿车上广泛应用，各种类型的独立悬架如图8-3所示。图8-3 独立悬架2非独立悬架非独立悬架非独立悬架的特点是两侧的车轮分别安装在同一整体式车桥上，车桥通过弹性元
3、件与车架相连。这种悬架在汽车行驶中，当一侧车轮跳动时，另一侧车轮也将随之跳动。非独立悬架中广泛采用钢板弹簧作为弹性元件，这种悬架在中、重型汽车上普遍采用。（三）弹性元件（三）弹性元件悬架采用的弹性元件有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧、橡胶弹簧等。1钢板弹簧钢板弹簧钢板弹簧又叫叶片弹簧，它是由若干不等长的合金弹簧片叠加在一起组合成一根近似等强度的梁，如图8-4所示。钢板弹簧的第1片（最长的一片）称为主片，其两端弯成卷耳，内装青铜、塑料、橡胶或粉沫冶金制成的衬套，用弹簧销与固定在车架上的支架或吊耳作铰链连接。钢板弹簧的中间用U形螺栓与车桥固定。钢板弹簧在载荷作用下变形，各片之间因
4、相对滑动而产生摩擦，可促使车架的振动衰减。各片间存在干摩擦，而且车轮将所受冲击力传递给车架，增大了各片的磨损。所以在装合时，各片间涂上较稠的润滑剂（石墨润滑脂），并应定期保养。图8-4 钢板弹簧1副钢板弹簧；2主钢板弹簧；3车轴；4U形螺栓2螺旋弹簧螺旋弹簧螺旋弹簧是用弹簧钢棒卷制而成，如图8-5所示。它们有刚度不变的圆柱形螺旋弹簧和刚度可变的圆锥形螺旋弹簧。螺旋弹簧大多应用在独立悬架上，尤以前轮独立悬架采用广泛。有些轿车后轮非独立悬架也有采用螺旋弹簧作弹性元件的。由于螺旋弹簧只承受垂直载荷，它用做弹性元件的悬架要加设导向机构和减振器。它与钢板弹簧相比具有不需润滑，防污性强，占用纵向空间小，弹
5、簧本身质量小的特点，因而现代轿车上广泛采用。图8-5 螺旋弹簧1后桥；2纵推力杆；3减振器；4弹簧下座；5螺旋弹簧；6弹簧上座；7支承座3扭杆弹簧扭杆弹簧扭杆弹簧（见图8-6）用铬钒合金弹簧钢制成，它的表面经过加工很光滑。通常为保护扭杆表面，在其上涂有环氧树脂，并包一层玻璃纤维，再涂一层环氧树脂，最后涂上沥青和防锈油漆，以防磨损和损坏表面，从而提高扭杆弹簧的使用寿命。图8-6 扭杆弹簧4气体弹簧气体弹簧气体弹簧主要有空气弹簧和油气弹簧两种。气体弹簧（见图8-7）是以空气做弹性介质，即在一个密闭的容器内装入压缩空气（气压为0.51MPa），利用气体的可压缩性实现弹簧的作用。这种弹性元件叫空气弹簧
6、，它分为囊式空气弹簧和膜式空气弹簧。空气弹簧在轿车上有采用，尤其常在主动悬架中被采用。这种弹簧随着载荷的增加，容器内压缩空气压力升高，使其弹簧刚度也随之增加；载荷减少，弹簧压力也随空气压力减少而下降，因而这种弹簧有其理想的弹性特性。油气弹簧以气体（氮惰性气体）作为弹性介质，用油液作为传力介质，如图8-8所示。图8-7 气体弹簧 图8-8 油气弹簧（四）减振器（四）减振器1减振器的功能减振器的功能衰减振动改善汽车行驶平顺性。汽车悬架系统中采用的减振器多是液力减振器。2减振器的工作原理减振器的工作原理当车架（或车身）和车桥间受振动出现相对运动时，减振器内的活塞上下移动，减振器腔内的油液便反复地从一
7、个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力，使汽车振动能量转化为油液热能，再由减振器吸收散发到大气中。在油液通道截面积等因素不变时，阻尼力随车架与车桥（或车轮）之间的相对运动速度增减，并与油液黏度有关。减振器与弹性元件承担着缓和冲击和减振的任务，阻尼力过大，将使悬架弹性变坏，甚至使减振器连接件损坏，因而要调节弹性元件和减振器这一矛盾。（1）在压缩行程（车桥和车架相互靠近），减振器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。这时，弹性元件起主要作用。（2）在悬架伸张行程中（车桥和车架相互远离），减振器阻尼力应大，迅速减振。（3）当车桥（
8、或车轮）与车桥间的相对速度过大时，要求减振器能自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受过大的冲击载荷。在汽车悬架系统中广泛采用的是筒式减振器，其在压缩和伸张行程中均能起减振作用，也叫双向作用式减振器，其结构如图8-9所示。图8-9 减振器结构1活塞杆；2工作缸筒；3活塞；4伸张阀；5储油缸筒；6压缩阀；7补偿阀；8流通阀；9导向座；10防尘罩；11油封 由于伸张阀弹簧的刚度和预紧力设计的大于压缩阀，在同样压力作用下，伸张阀及相应的常通缝隙的通道载面积总和小于压缩阀及相应常通缝隙通道截面积总和。这使得减振器的伸张行程产生的阻尼力大于压缩行程的阻尼力，达到迅速减振的要求。wn（五
9、）横向稳定器（五）横向稳定器轿车的悬架一般都比较软，在高速行驶中转向时，车身会产生很大的横向倾斜和横向角振动。在悬架中增设横向稳定器可以减小横向倾斜。目前应用最多的是横向稳定杆。横向稳定杆是用弹簧钢制成的，成扁平的U形，横向地安装在汽车的前端或者后端，杆的中部的两端自由地支撑在两个橡胶套筒内，而套筒则固定在车架上。横向稳定杆的两侧纵向部分的末端通过支架与悬架下摆臂的弹簧支座相连。当车身只做垂直移动而两侧悬架变形相等时，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
10、，相应的稳定杆的末端相对于车架下移。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，这样在本身倾斜时，稳定杆两边的纵向部分不同方向偏转，于是稳定杆便被扭转。弹性的稳定杆所产生扭转的内力矩就妨碍了悬架弹簧弹性的变形，因而减小了本身的横向倾斜和横向角振动。三、项目实施三、项目实施（一）工具、设备（一）工具、设备 桑塔纳轿车。桑塔纳轿车悬架拆装专用工具。轮胎拆装机。空气压缩机及轮胎充气工具。举升机。货架式工具车及常规工具。零件小车，棉纱、2寸毛刷、润滑脂等常用耗材。（二）实施步骤（二）实施步骤以桑塔纳轿车为例介绍悬架系统拆装与调整。1前悬架的拆装与调整前悬架的拆装与调整（1）前桥与前悬
11、架的拆卸。车轮的拆卸。取下装饰外壳，旋松钢圈螺栓及传动轴轴头固定螺母，顶起车身，取下车轮。传动轴的拆卸。压下下摆臂，以专用工具利用钢圈螺栓孔，由轮毂上顶出传动轴外万向节。旋下螺栓，取下护板，撬开内防尘罩，拆下螺栓及锁止垫片，由变速器上取下传动轴（左右各一个）。减振器支柱组件的拆卸。减振器支柱组件的拆卸如图8-10所示。图8-10 减振器支柱的拆卸1螺母盖；2减振器；3转向横拉杆球接头固定座；4减振器支柱；5、21螺母；6转向节；7横向稳定杆中间缓冲橡胶套；8下摆臂；9垫圈；10下摆臂球接头；11缓冲橡胶套；12横向稳定杆；13罩盖；14固定夹；15弹簧座；16螺旋弹簧；17防尘罩；18缓冲块；
12、19上弹簧座；20支承轴承；22活塞杆；23、24螺栓a由车身上方撬下左右罩盖，用内六方扳手顶住活塞杆，自下方固定住转向节，以专用扳手旋下活塞杆螺母。b制动钳的拆卸：旋下固定螺栓，拆下制动软管支架，不用放出制动液。c自左右减振器支柱旋下左右横拉杆的球头销螺母。由减振器支柱上的固定座上，用专用工具顶出横拉杆球接头。d由左、右下摆臂上，旋下横向稳定杆紧固螺栓与螺母及固定夹螺栓，取下横向稳定杆。e由减振器支柱下端（转向节）旋下自锁螺母，取下螺栓，使下摆臂的球接头与减振器支柱分离，取下减振器支柱组件，如图8-11所示。图8-11 下摆臂与减振器支柱的分开1下摆臂；2球接头领紧板；3支承套；4垫圈；5、
13、7螺栓；6、8、11自锁螺母；9球接头；10减振器支柱 减振器支柱组件的分解。a拆卸制动盘与挡泥板，如图8-12所示。旋下螺栓3，由轮毂上取下制动盘12。旋下螺栓7，由减振器支柱下端（转向节）上取下挡泥板4。图8-12 制动盘与挡泥板的拆卸1垫圈；2螺母；3、7螺栓；4挡泥板；5减振器支柱；6、9挡圈；8轴承；10轮毂；11制动钳；12制动盘；13制动钳衬片 b拆卸螺旋弹簧。用专用工具压缩螺旋弹簧，用内六角扳手固定住活塞杆，旋下杆端锁紧螺母，如图8-13所示，拆下压缩弹簧专用工具，取下螺旋弹簧及弹簧座。c拆卸轮毂及轴承。按图8-14所示压出轮毂，由减振器支柱上取下两挡圈。如图8-15所示，由轮
14、毂上拉出轴承内圈，用工具压出轴承。d取出减振器。以专用工具旋下螺母盖，由减振器支柱内取下减振器，如图8-16所示。e副车架与下摆臂的拆卸与分解。由副车架上拆下下摆臂，如图8-17所示，用专用工具压出下摆臂两端衬套，再压出前后支承套。图8-13 减振器活塞杆锁紧螺母的拆卸 图8-14 轮毂的压出 图8-15 轴承内圈的拆卸图8-16 减振器的取出 图8-17 下摆臂衬套的压出（2）前桥与前悬架的装配。前桥与前悬架的装配应按照与拆卸相反的顺序和下列技术要求进行装配。副车架与下摆臂的组装。a装合下摆臂。按顺序压入下摆臂衬套，副车架前、后衬套。装上球接头锁紧板和球接头（自锁螺母，拧紧力矩65Nm）。b
15、按图8-18所示进行副车架、下摆臂及横向稳定杆的安装。注意：必须更换全部旧自锁螺母（不可重复使用）；按规定力矩拧紧各个螺栓（螺栓2为60Nm、螺栓7为25Nm、螺栓10为70Nm）；下摆臂、球接头不可左右互换；装毕后副车架内部必须用防腐剂进行处理；装横向稳定杆时，必须注意方位（弯曲部分应位于下面），并使夹箍处于较松状态进行短距离试车，其橡胶支座滑入规定位置后，再以25Nm力矩拧紧稳定杆固定螺栓。图8-18 副车架、下摆臂与横向稳定杆的安装1副车架；2、7、10螺栓；3横向稳定杆；4、5缓冲橡胶套；6、9固定夹箍；8螺母；11下摆臂 减振器支柱的安装。a如图8-19和图8-20所示，压入减振器支
16、柱轴承（黄油脂润滑）及轮毂轴承（G6润滑），使弹簧挡圈开口位置相差180，检查轴承转动情况，装上挡泥板。图8-19 减振器支柱与轮毂的压装 图8-20 减振器支柱下端轴承的压入 b安装制动件。擦净制动盘工作表面，装合后用手转动制动盘，应无卡滞、异响。c按图8-21所示安装减振器支柱。用虎钳夹住减振器，旋紧螺母盖（150Nm），按拆卸顺序装合螺旋弹簧、护套、缓冲器、上支座、支承轴承、支承套（车身上）、垫圈、自锁螺母（60Nm）等。d装配传动轴与轮毂。轮毂花键部位预涂黄油脂，对配用液压转向机的必须于传动轴花键轴外端涂以5mm宽的密封剂D6（60min后方可行驶），再将传动轴内等速万向节与变速器半轴
17、连接，紧固螺栓（45 Nm）并锁紧。e减振器支柱与下摆臂的连接，如图8-22所示。f装上转向横拉球接头及球头销螺母（30Nm）；装上车轮及轮毂固定螺母（230Nm），旋紧钢圈螺栓（110Nm），支起车轮检查轮毂轴向间隙（标准0.05mm，使用极限0.10mm）。车轮着地后，在车辆全负荷下用手上下摆动车头前部，停摆后，车辆晃动23次即应停止，否则表明减振器性能不良，应予更换。图8-21 减振器支柱的组装1支承套；2限位缓冲器；3螺旋弹簧；4护套；5减振器；6转向臂；7挡泥板；8制动盘；9车轮轴承；10卡簧；11减振器支柱；12弹簧上座；13支承轴承；14垫圈；15自锁螺母图8-22 减振器支柱与
18、下摆臂球接头的连接2后桥与后悬架的拆装与调整后桥与后悬架的拆装与调整 后轮与后轮毂的拆卸。后轮毂的分解如图8-23所示。后桥与减振器的拆卸与分解。后减振器的分解如图8-24所示。拆下手制动钢索、制动油管；拆下塞盖，用内六方扳手固定住减振器活塞杆，以专用扳手旋下自锁螺母。如图8-25所示，垂直压入油封并保证油封凸出高度为（1.10.60）mm。图8-23 后轮毂的分解1后桥体；2后轮短轴；3、16垫圈；4螺栓；5车轮内轴承；6油封；7车轮外轴承；8制动毂及轮毂；9止推垫圈；10、18、19螺母；11螺母盖；12开口销；13轮毂盖；14带橡胶的金属衬套；15后桥上支承座；17螺栓轴；20制动挡盘图
19、8-24 后减振器的分解1螺旋弹簧；2、11垫圈；3下弹簧座；4缓冲块；5卡簧；6、8隔圈；7隔套；9橡胶环；10上轴承环；12、19螺母；13护盖；14衬盘；15波纹橡胶管；16减振器；17橡胶套；18螺栓；20护帽 图8-25 轮毂油封的压入 3后桥与后悬架的装配后桥与后悬架的装配 如图8-26所示，将带橡胶的金属衬套压入后桥体内。注意：衬套安装方向（图中箭头为朝前方向）不可装错。装好后，衬套两端的距离应保证为61.662.0mm。然后用专用工具测量后桥体上支承座的角度，使其上平面与后桥体上平面的相对角度为172。然后，再装上螺栓予以紧固（6070Nm）。图8-26 后桥体橡胶金属衬套的压
20、入 后减振器的组装。将下弹簧座圈和垫圈卡装在减振器筒的外圈上，再装上护盖、螺旋弹簧、上弹簧座、波纹橡胶管和缓冲块。以专用工具将螺旋弹簧予以压缩，装好活塞杆卡簧，并使波纹橡胶管恢复自然状态。后桥与后悬架的安装。按拆卸相反顺序，将减振器装在后桥体上，旋紧固定螺栓（70Nm）。将其组件装在车身上，旋紧减振器活塞杆自锁螺母（35Nm）。然后，将轴梁放平，旋紧支承座固定螺母（45Nm）。再将短轴和带制动蹄的制动挡盘装在后桥上，交叉紧固连接螺栓（60Nm）；装复带制动鼓的轮毂；将制动蹄装合到位；装复外轴承内圈和止推垫圈，旋上轴头螺母（暂勿拧紧）。轮毂轴承间隙的调整。标准间隙为0.030.06mm。用螺钉旋
21、具拨动止推垫片（并垂直于止推垫片），以手指之力刚好拨动止推垫片，边旋紧轮毂螺母，边转动轮毂，至无松旷感、无卡滞为宜，然后装上螺母盖与开口销。最后在轮毂盖内加注适量润滑，以专用工具将轮毂盖垂直敲入轮毂孔内。4悬架系统常见故障分析悬架系统常见故障分析悬架系统常见故障主要有跑偏、车身下沉、摆动、倾斜、前轮摆振、轮胎异常磨损等。引起这些故障的原因见表8-1。表8-1悬架系统常见故障分析故障现象可能原因跑偏轮胎磨损或充气不正常；车轮定位不正确；转向连接件松动或磨损；轮辐轴承磨损；转向器失调或破损；悬架零件磨损车身下沉车辆过载；弹簧过软；减振器磨损摆动、倾斜轮胎磨损或充气不正常；稳定杆弯曲或断裂；减振器磨
22、损前轮摆振轮胎磨损或充气不正常；车轮不平衡；减振器磨损；车轮定位不正确；球头磨损；轮毂轴承磨损；转向连接件松动或磨损；转向器失调或破损轮胎异常磨损轮胎磨损或充气不正常；车轮定位不正确；悬架零件磨损；减振器磨损四、知识与技能拓展四、知识与技能拓展1电子控制悬架系统电子控制悬架系统按照控制形式不同，悬架分为被动悬架和主动悬架两大类。传统悬架系统的刚度和阻尼参数是按经验或优化设计的方法来确定的，根据这些参数设计出来的悬架结构在汽车行驶过程中，其性能不变，无法进行调节，故称传统的悬架系统为被动悬架。主动悬架是能保证悬架的刚度和阻尼参数根据汽车的行驶条件（车辆的运动状态和路面状况等）进行动态自适应调节，
23、使悬架系统始终处于最佳减振状态的悬架结构。电子控制悬架系统按其是否包含动力源可分为全主动悬架（有源主动悬架）和半主动悬架（无源主动悬架）系统两大类。全主动悬架。全主动悬架简称主动悬架，是一种有源控制悬架，它能根据汽车的运动状态和路面状况适时地调节悬架的刚度和阻尼，使其处于最佳减振状态。半主动悬架。半主动悬架通常是由可变特性的弹簧和减振器组成的悬架系统，可以根据路面的激励和车身响应，对悬架的阻尼系数进行自适应调整，使车身振动被控制在某个范围之内。半主动悬架按阻尼级又可分成有级式和无级式两种。有级式半主动悬架将悬架系统中的阻尼分成两级、三级或更多级，这可由驾驶员选择或根据传感器信号自动进行选择所需
24、要的阻尼级，即可以根据路面条件（好路或坏路）和汽车的行驶状态（转弯或制动）等来调节悬架的阻尼级，使悬架适应外界环境的变化，从而可较大幅度地提高汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。无级式半主动悬架可根据汽车行驶的路面条件和行驶状态，将悬架系统的阻尼在几毫秒内由最小变到最大进行无级调节。2电子控制悬架系统的组成电子控制悬架系统的组成电子控制悬架系统由传感器、电子控制单元（ECU）和调节悬架参数的执行机构3部分组成。传感器将汽车行驶的车速、起动、加速、转向、制动和路面状况（汽车的振动）等转变成电信号，输送给ECU。传感器主要包括车身加速度传感器、车身高度传感器、车速传感器、转向盘转角传感器、节气门位置传感器、车门传感器等。ECU可将传感器输入的电信号进行综合处理，输出对悬架的刚度、阻尼及车身高度进行调节的控制信号。ECU一般由微机和信号输出放大电路组成。调节悬架参数的执行机构按照ECU的控制信号，准确及时地动作，调节悬架的刚度、阻尼系数及车身高度。通常的执行元件是电磁间和步进电动机及气泵电动机等。谢谢观看THANKS
