1传力路线短,因为发动机、变速器和差速署构成一体: 1发动机冷却效果好(冷却器前置),易于安装风扇: k暖气管路短,效率高: 1车身底板平整: m.排气管道长,这点对于装有催化反应器的轿车尤为重要: n.行李箱较大。 前轮起动的缺点是: a满载时,在湿路面、光滑路面以及坡道路面上的起动能力较差(图1.19a): b.发动机功率大,对转向性能的影响也大,发动机的长度受到限制: ©由于前轮负荷大,要求转向传动比也大,或者要求配备转向助力器 d.当车轮齿条式转向器上置时,要求转向横拉杆在中间相连(图1.40),或者说前束的动态 变化几乎不可避免(图3.52a): ©.起动装置支座必须承受的力矩为发动机转矩乘以总的传动比(图3.85): 起动装置支座难以设计,必须考虑噪声传递、与悬架有关的共振、以及载荷变换时敲击等 诸多因素: g当支座较软时,路面不平会激起起动装置的自振(即所谓的“颠簸振动”): 在起动和制动时,随发动机而产生的起动装置的振动使得排气装置受到弯曲应力: 1带起动半轴的前悬架费用高,起动半轴内要有三销式万向节(图1.36b)或等速万向节 (图129): j转弯圆和轨迹圆因起动轴万向节的弯折角有限(最大达50)而受到限制(图1.46a): k.对前轮的不平衡度和轮胎不均匀度较为敏感: 上轮胎磨损不均匀,因为承受载荷较大的前轮既是转向轮,又是起动轮: m.很难使车身不受轮胎的纵向刚度影响: n.制动力分配不合理,大致分配情况为前轮占75%,后轮占25% 0,换档传动机构复杂昂贵,而且还会受到起动装置振动的影响。 32
i. 传力路线短,因为发动机、变速器和差速器构成一体; j. 发动机冷却效果好(冷却器前置),易于安装风扇; k. 暖气管路短,效率高; l. 车身底板平整; m. 排气管道长,这点对于装有催化反应器的轿车尤为重要; n. 行李箱较大。 前轮起动的缺点是: a. 满载时,在湿路面、光滑路面以及坡道路面上的起动能力较差(图 1.19a); b. 发动机功率大,对转向性能的影响也大,发动机的长度受到限制; c. 由于前轮负荷大,要求转向传动比也大,或者要求配备转向助力器; d. 当车轮齿条式转向器上置时,要求转向横拉杆在中间相连(图 1.40),或者说前束的动态 变化几乎不可避免(图 3.52a); e. 起动装置支座必须承受的力矩为发动机转矩乘以总的传动比(图 3.85); f. 起动装置支座难以设计,必须考虑噪声传递、与悬架有关的共振、以及载荷变换时敲击等 诸多因素; g. 当支座较软时,路面不平会激起起动装置的自振(即所谓的“颠簸振动”); h. 在起动和制动时,随发动机而产生的起动装置的振动使得排气装置受到弯曲应力; i. 带起动半轴的前悬架费用高,起动半轴内要有三销式万向节(图 1.36b)或等速万向节 (图 1.29); j. 转弯圆和轨迹圆因起动轴万向节的弯折角有限(最大达 500 )而受到限制(图 1.46a); k. 对前轮的不平衡度和轮胎不均匀度较为敏感; l. 轮胎磨损不均匀,因为承受载荷较大的前轮既是转向轮,又是起动轮; m. 很难使车身不受轮胎的纵向刚度影响; n. 制动力分配不合理,大致分配情况为前轮占 75%,后轮占 25%; o. 换档传动机构复杂昂贵,而且还会受到起动装置振动的影响。 32
图1.36bLǒbo公司生产的Audi牌80/90型轿车上的前轮累动半轴。其内侧装有一个等速万 向节,外侧支在自动调心轴承上.大弯折角为22°或50°,移动距离可达48mm,支承轮教的轴 颈上开有短的槽齿,并在内部带有细螺纹,上而安有一个拉力螺栓,按一定的扭矩固紧并保证 轮毅始终安全地安装在槽齿上。 为了避免振动和减轻质量,由经调质处理的Ck45钢制成的轴体中心挖空,并通过摩擦焊 接相互连接。 在湿路面和冰雪路面上的爬坡能力差这一缺点可通过质量分配偏向前轴而得到改善。Citroen 牌CX型轿车的后桥布置得较近车尾,从而使前桥负荷率从67%升到69%,而后桥负荷率从33%降 到31%。前轮负荷愈大,汽车愈是趋于不足转向,其结果是使得车轮转角更大和转向更加困难,从 而不可避免地使用转向助力器。 1.6.3前悬架(驱动桥) 可在轿车、小客车以及轻型载货汽车上采用的前悬架型式有: a双横臂式悬架: b.麦弗逊式悬架: .导向减振器柱式悬架(仅在少数情况下采用) 图1.37 Renault牌18和25型车的双横臂式前悬架。为了给驱动半轴留出通道,弹簧减指 器柱支承在上横臂上。齿轮齿条式转向器10安置在车身旁的横梁上。螺栓5是一个“受力中 心”,它既要支承弹簧减振器柱,又要固定横向稳定杆6的导向杠杆。车轮转向节上承载较承 受总的垂直力,因此在下横臂中可以采用摩擦小的饺接装置
图 1.36b Löbro公司生产的Audi牌 80/90 型轿车上的前轮驱动半轴。其内侧装有一个等速万 向节,外侧支在自动调心轴承上。大弯折角为 220 或 500 ,移动距离可达 48mm,支承轮毂的轴 颈上开有短的槽齿,并在内部带有细螺纹,上面安有一个拉力螺栓,按一定的扭矩固紧并保证 轮毂始终安全地安装在槽齿上。 为了避免振动和减轻质量,由经调质处理的 Ck 45 钢制成的轴体中心挖空,并通过摩擦焊 接相互连接。 在湿路面和冰雪路面上的爬坡能力差这一缺点可通过质量分配偏向前轴而得到改善。Citroen 牌 CX 型轿车的后桥布置得较近车尾,从而使前桥负荷率从 67%升到 69%,而后桥负荷率从 33%降 到 31%。前轮负荷愈大,汽车愈是趋于不足转向,其结果是使得车轮转角更大和转向更加困难,从 而不可避免地使用转向助力器。 1.6.3 前悬架(驱动桥) 可在轿车、小客车以及轻型载货汽车上采用的前悬架型式有: a. 双横臂式悬架; b. 麦弗逊式悬架; c. 导向减振器柱式悬架(仅在少数情况下采用)。 图 1.37 Renault 牌 18 和 25 型车的双横臂式前悬架。为了给驱动半轴留出通道,弹簧减振 器柱支承在上横臂上。齿轮齿条式转向器 10 安置在车身旁的横梁上。螺栓 5 是一个“受力中 心”,它既要支承弹簧减振器柱,又要固定横向稳定杆 6 的导向杠杆。车轮转向节上承载铰承 受总的垂直力。因此在下横臂中可以采用摩擦小的铰接装置。 33
采用双横臂式悬架时,需要在通常支承在下横臂上的螺旋弹簧的位置处为驱动半轴留出通道, 为此可改为将弹簧布置在上横臂上(图1.37)。其缺点是(象麦弗逊式悬架中一样)向上垂直力自 接传给汽车翼子板的内衬板。 更好的做法是弹簧仍然支承在下横臀上,上下横臀支承在同一构件上。减振器和弹簧可以布置 在驱动半轴后方(图1.51a)或者支承在围绕着鄂动半轴且与下横臂铰接的叉状结构体上。车桥布 置得较平,发动机罩还可再向下移一些。图1.38所示即为这种结构型式。这里上横臂相对较短,而 且斜置。这样做有利于增大安置发动机的空间宽度,此外还可使弹簧减振器柱的固定点靠近横臂支 承处。当轮距变化很小时,车轮具有良好的外倾角运动变化规律,并且还具备抗制动纵倾性。 向稳定杆 - 图138Hoda牌Prelude型和Accord型车的双横臂式前悬架.它具有较短的斜置3角形上 横臀、下横臂和纵向杆。纵向杆的前支座承受带束轮胎的滚动刚度。弹簧减振器柱支承在横臂 上,其优点是整个悬架较低,汽车翼子板的内材板可以再向下移些。在图1b中所示的上导 较和下承载铰之间的有效距离©较大,使得所有支座中的力都较小,从而挠度也小,车轮的导 向效果好。 34
采用双横臂式悬架时,需要在通常支承在下横臂上的螺旋弹簧的位置处为驱动半轴留出通道, 为此可改为将弹簧布置在上横臂上(图 1.37)。其缺点是(象麦弗逊式悬架中一样)向上垂直力直 接传给汽车翼子板的内衬板。 更好的做法是弹簧仍然支承在下横臂上,上下横臂支承在同一构件上。减振器和弹簧可以布置 在驱动半轴后方(图 1.51a)或者支承在围绕着驱动半轴且与下横臂铰接的叉状结构体上。车桥布 置得较平,发动机罩还可再向下移一些。图 1.38 所示即为这种结构型式。这里上横臂相对较短,而 且斜置。这样做有利于增大安置发动机的空间宽度,此外还可使弹簧减振器柱的固定点靠近横臂支 承处。当轮距变化很小时,车轮具有良好的外倾角运动变化规律,并且还具备抗制动纵倾性。 图 1.38 Hoda 牌 Prelude 型和 Accord 型车的双横臂式前悬架。它具有较短的斜置 3 角形上 横臂、下横臂和纵向杆。纵向杆的前支座承受带束轮胎的滚动刚度。弹簧减振器柱支承在横臂 上,其优点是整个悬架较低,汽车翼子板的内衬板可以再向下移些。在图 1.1b 中所示的上导向 较和下承载铰之间的有效距离 c 较大,使得所有支座中的力都较小,从而挠度也小,车轮的导 向效果好。 34
图1.39 Lancia型轿车的前悬架。弹簧柱由车轮转向节1和减振器元件2组成,通过三个螺 栓相互连接。弹簧下托盘3固定在减振器外管上,并同时用作为铺助弹簧4的限位块。袖助弹 簧环绕在外管2上,其优点是可获得较大的导向长度(距离来一0,图1.6) 支座轴承5斜置,以便与弹簧的位置相适应。橡胶支座6承受弹簧力,并支承着起缓冲作 用的软性构件7。这个弹性支座的压缩限位块为盘8.拉伸限位块为盘9,当阻尼力超出规定值 时,这二个构件就起作用。 等速万向节10的中心位于转向节轴线上。轮11支承在一个双排径向推力球轴承上。 较12置于车轮转向节1的一个谁孔中,并用螺栓固定在下横臂13上。连接横向稳定杆14的球 较为非弹性体,图中标出了由上支点与球较12的连线决定的主销内倾角6以及主销偏移距, (在这里它具有微小的正值). 最近投入市场的大多数前轮驱动型式的车辆都采用麦弗逊式悬架。这种悬架用前轮驱动型式的 车辆中的前悬架要比在标准驱动型式车辆中晚得多。在减振器元件下方需要为驱动半轴留出通 (图1.39)。这样可能会减小对车轴导向起重要作用的有效距离1一0(图1.6)从而使作用在活塞 杆和导向套简上的横向力F,和F变大,增大摩擦。 在前轮驱动型式的车辆中,用来安装齿轮齿条式转向器的空间很小。如果车辆采用弹簧支柱或 碱振器支柱,转向器的布置方式是转向横拉杆从侧面与齿条连接,那么就几乎不可避免地要引起前 束值的变化(图352a)。转向器布置得高些,可以正好固定在刚性好的车厢前壁上(图1.40)。 但这样要求转向横拉杆连接在齿条中部,从而使得转向器的成本增大
图 1.39 Lancia 型轿车的前悬架。弹簧柱由车轮转向节 1 和减振器元件 2 组成,通过三个螺 栓相互连接。弹簧下托盘 3 固定在减振器外管上,并同时用作为辅助弹簧 4 的限位块。辅助弹 簧环绕在外管 2 上,其优点是可获得较大的导向长度(距离来 l-o,图 1.6) 支座轴承 5 斜置,以便与弹簧的位置相适应。橡胶支座 6 承受弹簧力,并支承着起缓冲作 用的软性构件 7。这个弹性支座的压缩限位块为盘 8。拉伸限位块为盘 9,当阻尼力超出规定值 时,这二个构件就起作用。 等速万向节 10 的中心位于转向节轴线上。轮毂 11 支承在一个双排径向推力球轴承上。球 铰 12 置于车轮转向节 1 的一个锥孔中,并用螺栓固定在下横臂 13 上。连接横向稳定杆 14 的球 铰为非弹性体。图中标出了由上支点与球铰 12 的连线决定的主销内倾角б以及主销偏移距rs (在这里它具有微小的正值)。 最近投入市场的大多数前轮驱动型式的车辆都采用麦弗逊式悬架。这种悬架用前轮驱动型式的 车辆中的前悬架要比在标准驱动型式车辆中晚得多。在减振器元件下方需要为驱动半轴留出通道 (图 1.39)。这样可能会减小对车轴导向起重要作用的有效距离l-o(图 1.6)从而使作用在活塞 杆和导向套筒上的横向力Fcy和Fky变大,增大摩擦。 在前轮驱动型式的车辆中,用来安装齿轮齿条式转向器的空间很小。如果车辆采用弹簧支柱或 减振器支柱,转向器的布置方式是转向横拉杆从侧面与齿条连接,那么就几乎不可避免地要引起前 束值的变化(图 3.52a)。转向器布置得高些,可以正好固定在刚性好的车厢前壁上(图 1.40)。 但这样要求转向横拉杆连接在齿条中部,从而使得转向器的成本增大。 35
在前轮驱动型式车辆中的导向诚振器柱式悬架均采用扭杆弹簧。只有Mereddes牌300TE4 MATΠC型轿车中的该种悬架采用螺旋弹簧(图1.54)。不过该车是全轮驱动型式的车辆, 图1.40Audi牌100200型轿车中用作驱动桥的麦弗逊式前悬架。图3.66中所见的位于下横 鸭上的橡胶支座缓和带束轮胎的纵向刚度。支座内孔固定横向稳定杆的杆臂。为了避免齿轮车 轮跳动时前束的变化,设计中将齿轮齿条式转向器布置得较高,长得纵向横拉杆连接在它的中 部。右边的转向减振器与转向横拉杆一起固定在齿条上。 转向柱管端部有一个脱钩式离合器,并在外套管上附有一个仪表板连接座。发动机纵置 从而驱动半轴可等长(图133), 1.6.4后悬架(非驱动轴) 1.6.4.1复合式悬架 0年代的新型后悬架结构可以说是一种复合式悬架(图1.41和图1.1)。它由焊接在一根横梁 上的2根纵向摆臂组成。这根横梁承受所有垂直力和侧向力产生的力矩,并且必须可扭转(因为2 根纵臂可能交叉反向运动),同时起到横向稳定杆的作用。这种悬架具有很多优点,从而在一系列 新投入市场轿车中得到应用。 复合式悬架的优点是: a构造简单: 整根车桥易于装拆: 空间要求低:
在前轮驱动型式车辆中的导向减振器柱式悬架均采用扭杆弹簧。只有 Mercddes 牌 300 TE 4 MATIC 型轿车中的该种悬架采用螺旋弹簧(图 1.54)。不过该车是全轮驱动型式的车辆。 图 1.40 Audi 牌 100/200 型轿车中用作驱动桥的麦弗逊式前悬架。图 3.66 中所见的位于下横 臂上的橡胶支座缓和带束轮胎的纵向刚度。支座内孔固定横向稳定杆的杆臂。为了避免齿轮车 轮跳动时前束的变化,设计中将齿轮齿条式转向器布置得较高,长得纵向横拉杆连接在它的中 部。右边的转向减振器与转向横拉杆一起固定在齿条上。 转向柱管端部有一个脱钩式离合器,并在外套管上附有一个仪表板连接座。发动机纵置, 从而驱动半轴可等长(图 1.33)。 1.6.4 后悬架(非驱动轴) 1.6.4.1 复合式悬架 70 年代的新型后悬架结构可以说是一种复合式悬架(图 1.41 和图 1.1)。它由焊接在一根横梁 上的 2 根纵向摆臂组成。这根横梁承受所有垂直力和侧向力产生的力矩,并且必须可扭转(因为 2 根纵臂可能交叉反向运动),同时起到横向稳定杆的作用。这种悬架具有很多优点,从而在一系列 新投入市场轿车中得到应用。 复合式悬架的优点是: a. 构造简单; 整根车桥易于装拆; 空间要求低; 36