1．懸架的組成
想一想：懸架的位置在哪？你能否總結出什麼是懸架？
懸架是車架（或車身）與車橋（或車輪）之間一切傳力連線裝置的總稱。現代汽車的懸架雖有不同的結構形式，但一般都由彈性元件、減振器、導向機構等組成，轎車一般還有橫向穩定器。懸架的組成如圖9-8所示。
圖9-8 懸架的組成
1－彈性元件（螺旋彈簧） 2－縱向推力杆 3－減振器 4－橫向穩定器 5－橫向推力杆
彈性元件使車架（或車身）與車橋（或車輪）之間做彈性連線，可以緩和由於不平路面帶來的衝擊，並承受和傳遞垂直載荷。
減振器可以衰減由於路面衝擊產生的振動，使振動的振幅迅速減小。
導向機構包括縱向推力杆和橫向推力杆，用於傳遞縱向載荷和橫向載荷，並保證車輪相對於車架（或車身）的運動關係。
橫向穩定器可以防止車身在轉向等情況下發生過大的橫向傾斜。
2．懸架的功用
從懸架的組成，可以總結出懸架具有如下的功用：
1) 連線車架（或車身）和車輪，把路面作用到車輪的各種力傳給車架（或車身）。
2) 緩和衝擊、衰減振動，使乘坐舒適，具有良好的平順性。
3) 保證汽車具有良好的操縱穩定性。
第二、三項功用與彈性元件和減振器的效能有關，具體來說是與彈性元件的剛度和減振器的阻尼力有關。只有懸架系統的軟、硬合適才能使車輛乘坐舒適、操縱穩定。
3．懸架的分類
二、 汽車懸架的分類
按照控制形式不同，懸架可分為被動式懸架和主動式懸架兩大類。
目前多數汽車上採用被動式懸架，如圖9—1所示。被動式懸架的含義是，汽車姿態 (狀態)只能被動地取決於路面，行駛狀況和汽車的彈性元件、導向裝置以及減振器等機械零件。主動懸架可以根據路面和行駛工況自動調整懸架剛度和阻尼，從而使車輛能主動地控制垂直振動及其車身或車架的姿態。
該系統通常由感測器、控制閥、執行機構和懸架系統組成。
根據汽車導向裝置的不同，懸架又可分為獨立懸架和非獨立懸架，如圖9—2所示。
非獨立懸架的特點是兩側車輪安裝於一整體式車橋上，車輪連同車橋一起通過彈性元件懸掛在車架或車身上。當一側車輪受到衝擊時會直接影響到另一側車輪。非獨立懸架由於簧載質量比較大，特別是汽車高速行駛、懸架受到較大的衝擊載荷時，汽車平順性較差。
但非獨立懸架由於結構簡單、工作可靠，被廣泛應用於一般貨車和客車的懸架上，而在轎車上往往只用作後懸架。鋼板彈簧被用做非獨立懸架的彈性元件，由於它起導向裝置的作用，並有一定的減振作用，使得懸架系統大為簡化。
獨立懸架採用斷開式車橋，兩側車輪分別通過獨立懸架與車架或車身相連，每側車輪可單獨運動，互不干擾。採用獨立懸架可使發動機降低安裝位置，有利於降低汽車重心，並使結構緊湊。獨立懸架允許前輪有較大的跳動空間，這樣便於選擇較軟的彈性元件使平順性得到改善。
同時，獨立懸架簧載質量小，可提高汽車車輪的附著效能。轎車和載重量大的貨車的轉向輪廣泛採用獨立懸架，這樣可以滿足行駛平順性、操縱穩定性等方面的要求。但是獨立懸架結構複雜，製造成本高，維修不方便。
為了緩和衝擊，在懸架中裝有彈性元件。目前常見的彈性元件主要有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭杆彈簧和氣體彈簧等。
汽車上常用的彈性元件包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭杆彈簧和氣體彈簧等。
1、．鋼板彈簧
鋼板彈簧廣泛應用於汽車的非獨立懸架中，其構造如圖9-10所示。
圖9-10 鋼板彈簧
a) 對稱式鋼板彈簧 b) 非對稱式鋼板彈簧
1－卷耳 2－彈簧夾 3－鋼板彈簧 4－中心螺栓 5－螺栓 6－套管 7－螺母
鋼板彈簧由若干片長度不等的合金彈簧鋼片疊加而成，構成一根近似等強度的彈性梁。最長的一片稱為主片，其兩端捲成卷耳，內裝襯套，以便用彈簧銷與固定在車架上的支架或吊耳做鉸鏈連線。
各彈簧片用中心螺栓連線，並保證各片的相對位置。中心螺栓距兩端卷耳中心的距離可以是相等的，稱為對稱式鋼板彈簧，如圖9-10a)所示；也可以是不相等的，稱為非對稱式鋼板彈簧，如圖9-10b)所示。
為了防止汽車在行駛過程中各彈簧片分開，在鋼板彈簧上裝有若干彈簧夾，以免主片獨自承載。彈簧夾通過鉚釘與最下片彈簧片相連，彈簧夾兩邊通過螺栓相連，螺栓上有套管，裝配時要求螺母朝向輪胎，以免螺栓脫落時刮傷輪胎，甚至飛崩傷人。
鋼板彈簧在載荷作用下變形時，各片之間會相對滑動而產生摩擦，這可以衰減車架的振動。但摩擦會加速彈簧片的磨損，所以在裝配鋼板彈簧時，各片之間要塗抹石墨潤滑脂或裝有塑料墊片以減磨。
想一想：鋼板彈簧的功用是什麼？
總結：如果你僅是簡單地回答，鋼板彈簧是懸架中的彈性元件，它的功用是緩和衝擊、承受垂直載荷，說明你還沒有完全掌握鋼板彈簧。鋼板彈簧除了起到彈性元件的功用，它還起到了減振器和導向機構的功用。
上面已經提到，鋼板彈簧各片之間的相對滑動、產生摩擦，可以衰減車架的振動，即起到減振器的功用。另外，鋼板彈簧還可以承受縱向、橫向載荷，所以又起到了導向機構的功用。在輕、中型貨車中你會發現，它的後懸架只有鋼板彈簧，而沒有減振器和導向機構，其道理即在於此。
2、 螺旋彈簧
螺旋彈簧大多應用在獨立懸架上，尤其是前輪獨立懸架中。在有些轎車上，後輪非獨立懸架中也使用螺旋彈簧作為彈性元件.螺旋彈簧用彈簧鋼料卷製而成，可做成等螺距的圓柱形螺旋彈簧和不等螺距的圓錐形螺旋彈簧兩種，前者剛度不變，後者剛度是可變的。
螺旋彈簧與鋼板彈簧相比，具有不需潤滑、防汙性強、占用縱向空間小、彈簧本身質量小等優點，但螺旋彈簧本身沒有減振和導向作用，因此在螺旋彈簧懸架中必須加設減振器和導向裝置。
3、 扭杆彈簧
扭杆彈簧是用鉻釩合金彈簧鋼製成。其表面塗有環氧樹脂，幷包一層玻璃纖維，再塗一層環氧樹脂，最後塗上瀝青和防鏽油漆，以防刮傷、腐蝕和損壞表面。扭杆斷面常為圓形，少數是矩形或管狀。
從而提高扭杆彈簧的使用壽命。
如圖9—6所示，扭杆一端固定於車架上，另一端與懸架控制臂連線。車輪上下運動時，扭杆便發生扭曲，起彈簧作用，從而保證車輪與車架的彈性聯絡。扭杆彈簧在製造時要經熱處理，並使它有乙個永久的扭轉變形，使其具有一定的預應力，安裝時扭轉的方向應與所預加的應力方向相一致。
因此在左右扭杆上做有標記，安裝時不能互換。否則將使扭杆彈簧的使用壽命縮短。
採用扭杆彈簧時，若將扭杆的固定端轉個乙個角度，則擺臂的初始位置將改變，藉此可調節車身高度。
扭杆彈簧與鋼板彈簧相比，質量較輕，不需潤滑，節省縱向空間。適用於小型車及廂式車的懸架系統。扭杆彈簧懸架與螺旋彈簧懸架一樣，要設導向裝置和減振器。
注意：由於扭杆彈簧在製造時使之具有一定的預應力，且左、右扭杆彈簧預應力方向是不同的，所以左、右扭杆彈簧不能互換或裝錯。為此，左、右扭杆上標有不同的標記。
4、 氣體彈簧
氣體彈簧是利用氣體的可壓縮性來實現彈簧的作用。主要有空氣彈簧和油氣彈簧兩種。
空氣彈簧以空氣做彈性介質，在乙個密閉的容器內裝入壓縮空氣(氣壓為0．5～1mpa)，隨著載荷的增加，容器內壓縮空氣壓力公升高，其剛度也隨之增加；載荷減少，剛度也隨空氣壓力降低而下降，因而這種彈簧具有理想的變剛度特性。
空氣彈簧又可分為囊式和膜式兩種，如圖9—7所示。
囊式空氣彈簧由夾有簾線的橡膠製成的氣囊和密閉在其中的壓縮空氣構成。氣囊外層由耐油橡膠製成單節或多節，節數越多彈簧越軟，節與節之間圍有鋼質腰環，防止兩節之間摩擦。氣囊上下蓋板將空氣封於囊內。
膜式空氣彈簧由橡膠片和金屬壓制件組成。它的彈性曲線比囊式空氣彈簧的彈性曲線更為理想，其固有頻率也較囊式空氣彈簧的更低些，且尺寸小，便於布置，因而多用於小轎車上。但膜式空氣彈簧造價較高，壽命較短。
由於空氣只能承受垂直載荷，因此採用這種彈簧的懸架也必須加設導向裝置和減振器。
油氣彈簧以氣體(如氮等惰性氣體)作為彈性介質，用油液作為傳力介質，利用氣體的可壓縮性實現彈簧作用，其結構原理如圖9—8所示。球形室1固定在工作缸6之上，室內用橡膠隔膜3將油與氣隔開，充入高壓氮氣的一側為氣室，與工作缸相同而充滿油液4的一側為油室。工作缸6內裝有活塞7和阻尼閥5及閥座。
當汽車所受載荷增加時，活塞7向上移動，使工作缸內油壓公升高，開啟阻尼閥5進入球形室1下部，推動隔膜3向氣室方向移動。氣室受到壓縮壓力公升高，使油氣彈簧剛度增加。當載荷減小時，氣室內的高壓氮氣膨脹，使隔膜向下方(油室)移動，油液通過阻尼閥流回工作缸，活塞下移使油壓降低，同時氣室容積變大而壓力下降，使油氣彈簧剛度降低。
隨著汽車行駛狀態的變化，工作缸內的油壓與氣室內的氮氣壓力也隨之變化，此時活塞處於工作缸中的不同位置。因此，油氣彈簧具有可變剛度的特性。
油氣彈簧體積小，質量輕，具有良好的行駛平順性，而且由於油液流經阻尼閥時會產生阻尼力，因此油氣彈簧還能起減振器的作用。但是油氣彈簧密封性要求很高，維護相對麻煩。目前這種彈簧多用於重型汽車和部分小客車上。
由於油氣彈簧只能承受垂直載荷，因此採用這種彈簧的懸架也必須加設導向裝置。
一、 減振器的功用
汽車在行駛中，車輪在垂直方向上會受到不同力的作用，懸架系統中的彈性元件受到衝擊會相應產生振動。減振器是產生阻尼力的主要元件，它的作用就是迅速衰減汽車的振動，改善汽車行駛的平順性。
二、 減振器的型別
1、按結構不同，減振器可分為雙筒式減振器和單筒式減振器。
2、按工作介質不同，減振器可分為液壓式減振器和充氣式減振器。
3、按工作原理不同，減振器可分為單向作用式減振器和雙向作用式減振器。在壓縮和伸張兩個行程中均能起減振作用的減振器稱為雙向作用式減振器，只在伸張行程中起減振作用的減振器稱為單向作用式減振器。
三、 減振器的工作原理
當車架與車橋作往復相對運動，使活塞在缸筒內往復移動時，減振器殼體內的油液便反覆地從乙個內腔通過一些窄小的孔隙流入另一內腔。此時，孔壁與油液間的摩擦及液體分子內摩擦消耗了振動能量，形成對振動的阻尼力，使車身和車架的振動能量轉化為熱能，再由減振器所吸收散到大氣中。減振器的阻尼力大小和車架與車橋(或車輪)的相對速度成正比，並且與油液黏度有關。
減振器的阻尼力愈大，振動消除得愈快。但阻尼力過大將導致彈性元件的作用不能充分發揮，甚至過大的阻尼力還可能導致一些連線零件及車架損壞。為了協調彈性元件與減振器工作，對減振器提出如下要求：
1）在懸架伸張行程(車橋與車架相對遠離的行程)內，減振器的阻尼力應大，以求迅速減振。此時減振器起主要作用。
2）在懸架壓縮行程(車橋與車架相互移近的行程)內，減振器阻尼力應較小，以便充分利用彈性元件的彈性作用，緩和衝擊。這時，彈性元件起主要作用。
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