项目六：汽车悬架性能检测与分析(13)

汽车悬架特性检测与分析主讲：邓家林

课时：2班级：汽车运用技术、汽车电子技术、汽车服务与营销

学习目标知识目标：1、熟悉汽车悬架特性评价指标 2、掌握汽车悬架特性的检测方法 3、了解汽车悬架检测台的结构的工作原理

能力目标：1、学会正确使用汽车悬架检测台 2、学会应用汽车悬架检测台进行相关项目的检测 3、能对汽车悬架特性检测结果进行分析

社会能力1、培养学生相互沟通能力 2、培养学生团队协作的能力 3、培养学生的思维修能力

课程导入汽车悬架系统种类？随着道路交通条件的不 断改善，汽车行驶速度的不 断提高，不仅乘用车，大型 客车和货车以100km/h以上 速度行驶也很常见。因此， 汽车在高速行驶状态下，其 行驶安全性越来越受到重视。 影响安全性的因素很多，但 主要是制动性和操纵稳定性， 而这两者都与汽车悬架有着 重要关系。

汽车悬架定义悬架系统是指车身、车架和车轮之间的一个连接结构系统，而这个结 构系统包含了避震器、悬架弹簧、防倾杆、悬吊副梁、下控臂、纵向杆、 转向节臂、橡皮衬套和连杆等部件。当汽车行驶在路面上时因地面的变化 而受到震动及冲击，这些冲击的力量其中一部份会由轮胎吸收，但绝大部 分是依靠轮胎与车身间的悬架装置来吸收的。

汽车悬架作用悬架作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且 缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震 动，以保证汽车能平顺地行驶。

汽车悬架结构典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个 别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空 气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，而现代轿车悬架多采用螺 旋弹簧和扭杆弹簧，高档豪华大客车则使用空气弹簧。

汽车悬架检测汽车悬架若出现故障，会影响行车平顺性和安全性，并且加速 其他部件的磨损，进而会增加维修费用，缩短汽车的使用寿命。当 汽车运行中，若出现侧倾、制动跑偏、车身严重振动等现象时，应 及时对悬架系统进行检查修理。 汽车悬架多自由度试验台主要是模拟汽车悬架静态、动态力学 性能评价试验，包括高低周疲劳及模拟实际工况试验，也可以通过 变换夹具进行不同零件的试验，列如副车架、减震元件(减震器 等)、缓冲元件(螺旋弹簧等)、导向元件(控制臂、上摆臂、下 摆臂等)、其他元件(转向节、轮毂轴承、驱动轴轴头、转向器、 稳定杆、各标准件)等。

一、汽车悬架检测技术概况(一)人工检查

在汽车悬架检测台出现前主要是通过人工诊断法对汽车悬

架 进行检测。它又分为人工外观检查和按压车体法两种方式。

1. 人工外观检查 汽车悬架弹簧不易损坏，且出现故障易目视察觉。当汽车车

身高度过度降低，或发现螺旋弹簧有裂纹和变形，叶片弹簧有断片、缺片、裂纹、变形和磨损等，可对悬架弹簧加以及时更换。 如测量螺旋弹簧的自由长度，若比标准弹簧长度减少5%,即表

示螺旋弹簧已产生永久变形，必须更换。

汽车减振器为易损部件，其安装在汽车上后，会在使用过程 中逐步磨损和损坏，从而减振效能不可避免地会降低。一般来说， 减振器很少能持续汽车的整个工作寿命周期，有些地方的法规规 定，每5000公里必须更换一次减振器。通常前轮的减振器比后轮 的更易磨损。减振器的常见故障为漏油、磨损、腐蚀和异响等， 其中漏油、磨损会导致减振器的减振效能的降低，并最终影响汽 车的乘坐舒适性和行驶安全性。 汽车悬架系统中的其他零件大多也可通过外观检查发现其是 否失效，如悬架支座橡胶是否老化、缓冲块有无工作失效、弹簧 和导向装置的连接紧固螺栓是否松动等。

减振器的两个检查方法： (1)急加速时仰头较大、急刹车时前倾较大、或连续行驶后，用手触摸 减振器外表其温度较低，说明可能减振器失效； (2)拆下减振器将其直立，并把下端连接环夹于台钳上，用力拉压减振 杆数次，此时应有稳定的阻力，往上拉的阻力应大于向下压的阻力， 若 阻力过大，应检查活塞杆是否弯曲。若阻力过小或无阻力，可能是减 振 器内部缺油或阀门零件损坏，应进行修复或更换。

2. 按压车体法 该方法是传统的悬架减振器检查方法。维修人员用力压下车 身，然后突然松开，观察车身的上下运动。如果汽车有2~3次跳 跃，则说明减振器工作良好。如果车身的上下振动不能很快停止，

则应更换减振器。由于只能靠操作人员多年的修理经验对减振器得出定性结论， 因而结果准确度差，主观影响大。现该方法逐渐被淘汰。

(二) 悬架检测台检测 随着科学技术的发展，出现了对在用汽车悬架实现快速、 不解体检测的汽车悬架检测台。由于悬架中除减振器外的其他零 部件大多不易损坏，且能通过人工外观检查法进行检查，而减振 器易于损坏，且其故障只有一部分能通过人工外观检查法进行检 查，而更多的其它故障很难用人工外观检查法作出准确的定量判 断，如减振器的外筒有较多油迹，假如是动力转向油泵漏在上面 的，则用人工外观检查法就会得出不正确的判断。其次，由于减 振器的阻尼能力会在使用中逐减衰减，当其达到某个限值时，减 振器就需要更换。检测台对

减振器阻尼能力可进行定量检测。所 以，汽车悬架检测台又称为汽车悬架减振器检测台。

根据结构形式的不同，其可分为按压车体式、制动式、跌落 式和谐振式等形式。压车体式、制动式、跌落式属于低频测试法， 即使汽车车身以不高于5Hz的频率振动，然后测试悬架对车身振 动的衰减程度。由于低频测试法仅能测出低频段内悬架和减振器 的工作情况，且整个车身的振动，会经过各个减振器进行衰减， 无法对具体某个减振器的性能作出精确评价，因此低频测试法的 测试精度较低。谐振式属于高频测试法，即使车轮停放在测试平 板上，测试平板能产生高于车轮共振频率的激振以模拟不平路面， 然后测试悬架对车轮振动的衰减程度。由于高频测试法可对每个 车轮的减振器进行分别测试，因此高频测试法的测试精度较高。 由于测试方法的不同，各种形式的汽车悬架检测台均有相应的检 测标准。

二、 减振器检测台的型式及特点(一)按压车体式

1.支架 2.电动机 3.推杆 4.凸轮 5.汽车保险杠 6.水平导轨 7.垂直导杆 8,9.光脉冲测量装置

车身压缩量与汽车实际行驶时静态与动态的载荷引起的压缩量

相等。压到最低点时推杆松开，则车身回弹并作衰减运动。此时，传感器测得振动波形的两个相邻振动峰值，按指数衰减规律求得阻 尼值，并与厂家值或有关标准对照，以评价减振器的性能。传感器 可采用位移传感器、激光测距仪、转角传感器等多种形式。 这种方法仅对整根车轴的减振效果作出评价，不能对同一车轴 的各个减振器的减振效果分别做出评价，这样在两个减振器一好一 坏的情况下，不能准确判断。 其特点是：占地较小，操作简便，但需推杆的水平和垂直驱动 装置，用于调节推杆位置以压到车体上。

(二)制动式 平板式制动试验台是利用汽车在测试平板上紧急制动过程来 测定汽车的制动和悬架性能。通过“制动、轴重、悬架”测试平 板的压力传感器可测量被测车轮作用于测试平板上的垂直力。对 垂直力随时间的变化曲线进行处理和分析，获知汽车车身的振动 情况，从而判断被测车轮悬架的技术状况。

图是汽车悬架性能的测试结 果。图中给出前、后车轮处的负 重随时间变化的曲线。车轮处的 负重变化主要是由于制动时前后 车轴间的负荷转移及车身通过悬 架在车轮上的扳动而引起的。车 身加速向下时，车轮处负重增加； 图a所反映的是制动时车身前部先 加速向下、再加速回升的“制动 点头”现象。图b与图a反相位， 即车身前部向下运动时车身后部 向上抬起(加速度大时后轮离地)、 车身前部回升时车身后部向下运

动。

图

制动引起的前后车身纵向俯仰 振动车轮负重变化图

由于汽车的悬架能够衰减、吸收车身的振动，所以车身的振动 经过一段时间后就会逐渐消失。可见，车轮处负重的变化曲线反映 了制动引起的车身振动被悬架系统逐步衰减的过程。 平板式制动检测台采用指标“悬架效率” 反映车身振动 被悬架阻尼衰减、吸收的程度，即汽车悬架的减振性能。悬架效率 η =1-Δ GA/Δ GB, 其中Δ GA,Δ GB分别为A、B峰值处的动载荷。 制动式检测台测量结果的重复性不好，这是由于汽车每 次在平板上制动时的初速度和制动减速度很难凭驾驶员的人工操作 而达到一致.即每次的制动激励不同，所以每次制动引起的车身振 动也不一样，且各类被动式悬架只能对某些激励引起的车身振动有 较好的减振效果，对其他激励引起的车身振动则难以发挥良好的减 振效果，故每次测出的悬架效率值就有差异。

(三)跌落式 图是一种跌落式汽车悬挂装置测 试台。测试开始时，先通过气缸或液 压缸等机构将汽车升起一定高度，然 后突然将支撑机构松开，车辆作自由 落体，撞击地面,产生自由振动。

可用光学或机械装置测量车体振幅；也可用力传感器测量车轮对台 面产生的冲击压力，对压力波形进行检测，根据分析结果评价汽车减振 器的减振性能。 跌落式检测台在评价减振器作用效果方面采用与按压车体法一样得 评价指标。这种方法的特点是：结构简单，操作方便。但整车升起方式 需要较大的提升力，且冲击波形不易控制，故该方式不常采用。另外, 此方式是以整根车轴给出评价结果，不能对单个减振器的性能进行评价 。

(四)、谐振式

图

谐振式检测台

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