非独立悬架结构简单,工作可靠,广泛应用于货车的前、后悬架。在轿车中,非独立悬架仅用于后桥。
悬架的结构,特别是导向机构的结构,因采用的弹性组件不同而有差异,而且有时差别很大。采用螺旋弹簧、油气弹簧时需要有较复杂的导向机构。由于钢板弹簧本身可以有导向机构的作用并有一定的减振作用,使得悬架结构大为简化,因此在非独立悬架中,大多数采用钢板弹簧作为弹性组件。
1.钢板弹簧式非独立悬架
非独立悬架使用钢板弹簧作为弹性组件,通常是将钢板弹簧纵向布置,因此也称为纵板簧式非独立悬架。图8-15所示为解放CA1092型汽车的前悬架钢板弹簧,其中部用U形螺栓固定在前桥上,前端卷耳用钢板弹簧销与前支架相连,形成固定球铰链支点,起传力和导向作用;后端卷耳则用吊耳销与可在车架上摆动的吊耳相连,形成摆动式铰链支点,从而保证了弹簧变形时两卷耳中心线间的距离可以改变。
图8-15 解放CA1092型汽车的前悬架钢板弹簧
1—钢板弹簧前支架 2—前钢板弹簧 3—U形螺栓 4—盖板 5—缓冲块 6—限位块 7—减振器上支架 8—减振器 9—吊耳 10—吊耳支架 11—中心螺栓 12—减振器下支架 13—减振器连接销
图8-16 变刚度汽车后悬架
钢板弹簧销钻有轴向和径向油道,通过油嘴将润滑脂注入衬套处进行润滑,可以延长弹簧的使用寿命。
减振带的上、下两个吊环通过橡胶衬套和连接销分别与车架的上支架和车桥的下支架相连接。盖板上装有橡胶缓冲块,以限制弹簧的最大变形,并防止弹簧直接碰撞车架。
变刚度汽车后悬架由主、副钢板弹簧叠合而成,是中型货车后悬架常用的结构形式,如图8-16所示。
当汽车空载或实际装载质量不大时,副钢板弹簧不承受载荷而由主钢板弹簧单独工作。在重载或满载情况下,车架相对车桥下移,使车架上副簧滑板式支座与副簧接触,主、副簧共同参加工作,一起承受载荷而使悬架刚度增大,以保证车身振动频率不致因载荷增大而变化过大。
这种结构形式的悬架刚度虽可变化,但变化得很突然,对汽车行驶平顺性不利。
为了提高汽车的行驶平顺性,有的轻型货车上采用将副簧置于主簧下面的渐变刚度钢板弹簧,如图8-17所示。主簧由5片较薄的钢板弹簧片组成,副簧由5片较厚的弹簧片组成,它们用中心螺栓固定在一起。在小载荷时,仅主簧起作用,而当载荷增加到一定值时,副簧开始与主簧接触,悬架刚度随之相应提高,弹簧特性变为非线性。当副簧与主簧全部接触后,弹簧特性又变为线性的。这种渐变刚度钢板弹簧的特点是副簧逐渐地起作用,因此悬架刚度的变化比较平稳,从而改善了汽车行驶平顺性。在使用中因主簧与副簧之间容易存积泥垢,对悬架刚度的渐变有一定影响,但如果在主、副簧外装上护套,则可消除此缺点。(www.xing528.com)
我国南京汽车联营公司引进的依维柯轻型货车的后悬架,就采用了渐变刚度钢板弹簧,由4片厚度为9mm的主簧和2片厚度为15mm的副簧组成。
图8-17 渐变刚度钢板弹簧后悬架
1—缓冲板 2—上盖板 3—主钢板弹簧 4—主钢板弹簧 5—U形螺栓 6—中心螺栓 7—减振器支架 8—筒式减振器 9—减振器下轴销 10—橡胶衬套 11—支架 12—吊耳销 13—吊耳 14—尼龙衬套 15—钢板弹簧销
2.螺旋弹簧非独立悬架
典型的螺旋弹簧非独立后悬架如图8-18所示。螺旋弹簧非独立悬架一般只用作轿车的后悬架。螺旋弹簧上端装在车身上的支座中,下端装在纵向下推力杆上。由于螺旋弹簧只能承受垂直载荷,所以必须设置导向装置来承受并传递纵向力和横向力,导向装置包括纵向推力杆和横向导杆。两根纵向下推力杆和两根纵向上推力杆的一端均与车身相铰接,另一端则均与后桥相铰接。纵向上、下推力杆用以传递牵引力、制动力等纵向力及其力矩。当车轮因路面不平上下跳动而致使后桥与车身之间的距离发生变化时,纵向上、下推力杆可绕其与车身的铰支点作上、下纵向摆动,以控制后桥的运动规律。横向导杆的一端与车身铰接,另一端与后桥铰接。横向导杆用以传递悬架系统的横向力,当后桥与车身间的距离发生变化时,横向导杆也可绕其铰支点作上、下横向摆动。在这一过程中,为不致使车身与后桥在横向产生过大的相对位移,要求横向导杆与后桥之间的空间夹角尽可能小,使横向导杆与后桥尽可能保持平衡。两个减振器的上端铰接在车身支架上,下端铰接在车桥的支架上。
图8-19所示为桑塔纳轿车后悬架。两根纵向推力杆的中部与后桥焊接为一体,前端通过带橡胶的支承座与车身作铰链连接,后端与轮毂相连接。纵向推力杆用以传递纵向力及其力矩。整个后桥、纵向推力杆及车轮可以绕支承座的铰支点连线相对于车身做上、下纵向摆动。螺旋弹簧的上端装在弹簧上座中,下端则支承在减振器外壳的弹簧下座上,它只承受垂直力。减振器的上端与弹簧上座一起装在车身底部的悬架支座中,下端则与纵向推力杆相连接。采用此结构的优点在于:当两侧车轮上的螺旋弹簧因路面不平而产生不同的变形量时,后桥会发生相应的扭转变形,从而起到横向稳定器的作用。
图8-18 螺旋弹簧非独立后悬架
图8-19 桑塔纳轿车后悬架
图8-20所示为另一种形式的螺旋弹簧非独立悬架。该悬架的结构特点是后悬架系统的纵向力由纵向推力杆(也是将传动轴封闭起来的传动轴外壳)传递。推力杆前端球头装在与变速器后壳相固定的球头座中,后端则通过凸缘盘及螺栓固定在后桥主减速器壳体上。在传递纵向力的同时,当后桥相对于车身上下跳动时,推力杆可绕其前端球头摆动。若后桥两侧车轮上的纵向力不一致,会在推力管与后桥连接处产生附加力矩。因此在推力管中部与后桥之间设置了两根拉杆,拉杆的两端通过螺栓分别与推力杆中部和后桥相连接,两根拉杆与后桥一起构成稳定的三角形结构。这样,因两侧车轮纵向力不一致所引起的附加力矩可以通过拉杆传递,避免了推力杆与后桥连接处的早期损坏。
图8-20 标致504BK型汽车后悬架
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