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悬架系统中的弹簧知识问题

阅读量:516   发布时间:2019-12-24 10:17:28   作者:弹簧厂家

今天我们来说说悬架系统中的弹性元件——弹簧。说起弹簧,很多人会说,不就是那个粗大的螺旋状的用钢筋绕成的零件吗,有什么好说的。但老侯告诉你,螺旋弹簧只是弹性元件中的一种,其它的如钢板弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧等等,你知道是怎么回事吗。老侯下面为你解析:你所不知道的弹簧。


首先给大家说说弹簧与减振器的区别。


弹簧是悬架系统中的弹性元件,起的作用是缓冲,能将地面传来的力延时作用于车身上,根据动量定理,对车身的冲击就小多了;而减振器的作用是减缓弹簧的振动,因为如果没有减振器,弹簧将不停的振动下去。


所以,悬架的软硬看弹簧,舒适与否看减振器。


钢板弹簧


钢板弹簧是由若干片等宽但不等长的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁,多数情况下由多片弹簧组成。


多片式钢板弹簧可以同时起到缓冲、减振、导向和传力的作用,用于货车后悬架可以不装减振器。


一些轻型货车和客车采用由单片或2~3片变厚度断面的弹簧片构成的少片变截面钢板弹簧,其弹簧片的断面尺寸沿长度方向是变化的,片宽保持不变,它可以实现汽车的轻量化。 在一些重型货车上也有采用变截面少片钢板弹簧的趋势。


螺旋弹簧用弹簧钢棒料卷制而成,常用于各种独立悬架。其特点是没有减振和导向功能,只能承受垂直载荷。在螺旋弹簧悬架中必须另装减振器和导向机构,前者起减振作用,后者用以传递垂直力以外的各种力和力矩,并起导向作用。


现在的汽车越来越追求舒适性,作为汽车主要弹性元件的弹簧样式也越来越多,比如变径弹簧、变节距弹簧等等。


扭杆弹簧


扭杆弹簧本身是一根由弹簧钢制成的杆。扭杆断面通常为圆形,少数为矩形或管形。其两端形状可以做成花键、方形、六角形或带平面的圆柱形等等,以便一端固定在车架上,另一端固定在悬架的摆臂上。摆臂还与车轮相连。当车轮跳动时,摆臂便绕着扭杆轴线摆动,使扭杆产生扭转弹性变形,借以保证车轮与车架的弹性联系。


气体弹簧


气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩气体,利用气体可压缩性实现弹簧的作用。


气体弹簧的特点是,作用在弹簧上的载荷增加时,容器中气压升高,弹簧刚度增大;反之,当载荷减小时,气压下降,刚度减小。气体弹簧具有理想的变刚度特性,考验自由的升降车身高度,是轿车最理想的悬架系统。比如林肯、卡迪拉克、奔驰、宝马等都采用了气体弹簧作为弹性元件。


气体弹簧有空气弹簧和油气弹簧两种。


空气弹簧


1)囊式空气弹簧


囊式空气弹簧由夹有帘线的橡胶气囊和密闭在其中的压缩空气所组成。气囊有单节和多节式,节数越多,弹性越好,但密封性越差。一般囊式空气弹簧应用在货车上比较多。


2)膜式空气弹簧


膜式空气弹簧的密闭气囊由橡胶膜片和金属压制件组成。与囊式相比,其刚度较小,车身自然振动频率较低;尺寸较小,在车上便于布置,故多用在轿车上。


油气弹簧一般以惰性气体氮气为弹性介质,用油液作为传力介质,由气体弹簧和相当于减振器的液压缸组成。轿车大部分都使用油气弹簧,比如红旗L7。


单气室油气弹簧


单气室油气弹簧分油气分隔式和油气不分隔式两种,前者可防止油液乳化,且便于充气。


(1)单气室油气分隔式油气弹簧


上半球室、下半球室和橡胶油气隔膜构成了油气分隔式弹簧,工作缸、活塞和阻尼阀等构成了减振器。


(2)单气室油气不分隔式油气弹簧工作缸固定在车架上,管形活塞的下端与转向节相连。该油气弹簧不仅是前悬架的弹性元件和减振元件,而且还兼作转向主销。管形活塞内腔以及活塞与工作缸壁间形成的环形腔内都充满着工作油液。在管形活塞头的上面有一油层,既可以润滑活塞又可以作为气室的密封。油层上方的空间即为高压气室,其中充满高压氮气,气体和油液之间没有任何隔离装置。


双气室油气弹簧


双气室油气弹簧比单气室油气弹簧多一个作用力方向相反的反压气室和一个浮动活塞。


当弹簧处于压缩行程时,主气室中的活塞上移,使主气室内的气压增高,弹簧的刚度增大。此时浮动活塞下面的油液,在反压气室的气体压力作用下经通道流入主气室的活塞下面,补充活塞上移后空出的容积,而反压气室内的气压下降。当弹簧处于伸张行程时,主活塞下移,主气室内的气压降低,主活塞下面的油液受挤压,经通道流回浮动活塞的下面,推动活塞上移,而使反压气室内的气压增高,从而提高了伸张行程的弹簧刚度。这种油气弹簧消除了在伸张行程中活塞与缸体底部发生撞击的可能性。


两级压力式油气弹簧


两级压力式油气弹簧的特点是,在工作活塞的上方设有两个并列的气室,但两个气室的工作压力不同。主气室内的气压与单气室油气弹簧的气压相近,而补偿气室内的气压则较高,从而具有了变刚度特性。


橡胶弹簧


橡胶弹簧利用橡胶本身的弹性起弹性元件的作用。它可以承受压缩载荷和扭转载荷,由于橡胶的内摩擦较大,橡胶弹簧还具有一定的减振能力。橡胶弹簧多用作悬架的副簧和缓冲块。


作为悬架系统主要部件的弹簧,人们对它并不在意,认为它太简单了,不值一提。但它却承担着全部的车身重量和缓冲地面的作用力,是一头不折不扣的老黄牛。如果它疲软了,你的爱车也就打不起精神了,垂头丧气的趴在地上。还有的车用时间长了就会塌屁股,那也是因为它太累了。