汽車懸掛基本功用組成和分類

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汽車懸掛基本功用組成和分類

首先讓我們來了解一下什麼是懸掛：懸掛是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，懸架的主要作用是傳遞作用在車輪和車身之間的一切力和力矩，比如支撐力、制動力和驅動力等，並且緩和由不平路面傳給車身的衝擊載荷、衰減由此引起的振動、保證乘員的舒適性、減小貨物和車輛本身的動載荷。

懸掛基本功用：

①對不平整路面所造成的汽車行駛中的各種顫動、搖擺和震動等，與輪胎一起，予以吸收和減緩。從而保障乘客和貨物的安全，並提高駕駛穩定性。

②將路面與車輪之間的磨擦所產生的驅動力和制動力，傳輸至底盤和車身。

③支承車橋上的車身，並使車身與車輪之間保持適當的幾何關係。

典型的汽車懸掛結構由彈性元件、減震器以及導向機構等組成，這三部分分別起緩衝，減振和力的傳遞作用。絕大多數懸掛多具有螺旋彈簧和減振器結構，但不同類型的懸掛的導向機構差異卻很大，這也是懸掛性能差異的核心構件。

懸架的組成

懸架一般有彈性元件、導向裝置、減振器和橫向穩定桿組成

彈性元件：彈性元件用來承受並傳遞垂直載荷、緩和不平路面、緊急制動、加速和轉彎引起的衝擊或車身位置的變化。常見的彈性元件包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、油氣彈簧、空氣彈簧和橡膠彈簧。

減震器：減振器用來衰減由於彈性系統引起的振動。減振器的類型有筒式減振器、阻力可調式減振器和充氣式減振器。用於限制彈簧的自由振蕩，提高乘坐舒適性。

導向裝置：導向裝置用來使車輪按一定運動軌跡相對車身運動，同時起傳遞力作用。通常導向裝置由控制擺臂式桿件組成，有單桿式和連桿式的。鋼板彈簧作為彈性元件時，它本身兼導向作用，可不另設導向裝置。用於使上述部件定位，並控制車輪的橫向和縱向運動。

橫向穩定器：橫向穩定器也歸屬於導向裝置。在有些轎車和客車上，為防止車身在轉向等情況下發生過大的橫向傾斜，在懸架系統中加設有橫向穩定桿，目的是提高側傾剛度，使汽車具有不足轉向特性，改善汽車的操縱穩定性和行駛平順性。用於防止汽車橫向擺動。

懸架的基本類型

1）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。被動式懸架的定義是，汽車姿態（狀態）只能被動取決於路面、行駛狀況和汽車的彈性元件、導向裝置以及減振器這些機械零件。80年代，主動懸架開始在一部分汽車上應用，目前使用主動懸架的高級汽車越來越多。主動懸架可以根據路面和行駛工況自動調整懸架的剛度和阻尼，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。

2）按懸架系統結構不同，分為非獨立懸架和獨立懸架。

非獨立懸架（整體橋懸架或剛性懸架）因其結構簡單，工作可靠，而被廣泛應用於貨車的前、後懸架。在轎車中，非獨立懸架僅用於後橋。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，特別是汽車高速行使，懸架受到較大的衝擊載荷時，汽車平順性較差。

非獨立懸架和獨立懸架

懸架的結構，特別是導向機構的結構，隨所採用的彈性元件的不同而有差異，而且有時差別很大。採用螺旋彈、氣體彈簧時需要有較複雜的導向機構。而採用鋼板彈簧時，由於鋼板彈簧本身可兼起導向機構的作用，並有一定的減振作用，使得懸架結構大為簡化。因而在非獨立懸架中大多數採用鋼板彈簧作為彈性元件。

獨立懸架的特點是兩側車輪分別獨立地與車架或車身彈性地連接，當一側車輪受到衝擊時，基運動不會直接影響到另一側車輪。獨立懸架所採用的車橋是短開式的，這樣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性能。

非獨立懸架與獨立懸架

非獨立懸架由於結構簡單，工作可靠，被廣泛用於一般貨車和客車的懸架上，而用在轎車上往往只作為後懸架。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。轎車和載質量在1000kg以下的貨車的轉向輪廣泛採用獨立懸架，這樣可以滿足行使平順性，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。

獨立懸架中的彈性元件往往都使用螺旋彈簧和扭桿彈簧，鋼板彈簧和其它形式的彈簧很少使用。根據懸架導向裝置的不同，獨立懸架可分為雙橫臂、單橫臂、縱臂式，單斜臂，多桿式及滑柱連桿（擺臂）式（麥弗遜式）等多種。目前採用較多的是不等長雙臂式、滑柱連桿式和斜置單臂式。

1）非獨立懸架

（1）鋼板彈簧式非獨立懸架。在使用鋼板彈簧為彈性元件的非獨立懸架中，由於鋼板彈簧是縱向布置，所以又稱為縱置板簧式非獨立懸架。懸架中部用兩個U形螺栓將鋼板彈簧固定在車橋上，懸架前端為固定鉸鏈，也叫固定吊耳。它由鋼板彈簧銷釘將鋼板彈簧前端卷耳部與鋼板彈簧前支架連接在一起，為減小磨損，前端卷耳孔中裝有減磨襯套。後端卷耳通過鋼板彈簧吊耳銷與後端吊耳和吊架相連，後端可以自由擺動，形成活動吊耳，從而保證彈簧變形時兩卷耳中心線間的距離是變化的，減小汽車受到顛簸。

(縱置)鋼板彈簧式非獨立懸掛

中型貨車的懸架在主鋼板彈簧上加裝副鋼板彈簧，成為變剛度的鋼板彈簧。在空載或裝載質量不大的情況下，副簧不承受載荷僅由主簧來承受。在重載或滿載的情況下，車架相對車橋下移，使車架上的副簧滑板式支座與副簧接觸，既主簧與副簧共同發揮作用，懸架剛度得到提高。這類懸架的特點是副簧逐漸隨載荷增加到一定程度時而參加工作，由於懸架剛度變化較突然，對汽車行使平順性不利。

為了改善汽車行駛的平順性，一些輕型貨車（南京依維克）的後懸架將副鋼板彈簧加裝在主鋼板彈簧下，成為漸變剛度的鋼板彈簧。主簧由五片較薄的鋼板彈簧片組成，副簧由五片較厚的鋼板彈簧片組成，用中心螺栓固定在一起。在小載荷的情況下，僅由主簧起作用，而當載荷增加到一定值時，副簧開始與主簧接觸，懸架剛度得到提高，彈簧特性變為非線性的。當副簧全部參加工作後，彈簧特性又變成線性的。這類懸架的特點是副簧逐濺隨載荷增加而參加工作，由於懸架剛度逐漸變化，從而提高了汽車行駛平順性。

（2）螺旋彈簧非獨立懸架。螺旋彈簧非獨立懸架常用轎車的後懸架，由於使用螺旋彈簧作為彈性元件，僅僅能受垂直載荷，因此，其懸架系統需要安裝導向裝置和減振器。奧迪轎車後懸架裝置。這種後懸架裝置主要由後滑柱（俗稱彈簧腿）總成、後軸總成、縱臂和橫向推力桿等部件組成。由於減振器筒內安裝了上下緩衝塊，當車輪上下跳動時，可減小車身所受衝擊並使車身振動迅速衰減。

螺旋彈簧非獨立懸掛

奧迪後懸架的導向裝置為四桿式，縱臂後端焊在後軸上，前端橡膠鉸鏈的內套管通過螺栓和螺母與車身相連，車輪跳動時整個後輪總成繞左右橡膠鉸鏈中心連線擺動。橫向推力桿兩端的連接環內均裝有橡膠襯套，兩端分別與後端和車身鉸接，用於限制當車受側向力作用而引起的橫向竄動。這種懸架也被稱為做半獨立懸架。

奧迪轎車後懸架結構還有以下特點：

①汽車螺旋彈簧和減振器中心線與汽車的垂直平面成25 角。這樣可以以較小的彈簧變形量而獲得較大的車輪跳動行程。

②縱臂橡膠鉸連鏈中的橡膠襯套各有一個缺口，裝配時，要求尺寸為2+0.5/0 mm的缺口朝汽車的前進方向，在汽車行駛中車輪受衝擊力時，缺口允許車身相對車輪產生縱向移動，減小對車身的衝擊力，從而提高了汽車的平順性。

③奧迪轎車的後輪與一般汽車不同，設置了前束角（8『+5』）和外外傾角（-58『 10』）。由於後輪是從動輪，汽車驅動力F通過縱臂作用於後軸。如果沒有車輪前束角，當汽車行駛時，在驅動力F作用下後軸將產生一定的彎曲，使後輪出現前張現象。由於設置了車輪前束，從而抵消了這種前張。另外車輪外傾是負值，可增加車輪接地的跨度，同時負的外傾角可用來抵消當汽車高速行駛且驅動力較大時，車輪出現的前張，從而減小輪胎的磨損。需要注意，後輪前束角、外傾角均不可調整。

④奧迪車的螺旋彈簧截面直徑是漸變的，因此是變剛度的，這樣可提高彈簧的壽命。

上海桑塔納轎車的後橋也採用螺旋彈簧非獨立懸架。

左右縱向推力桿（其形狀為變截面管軸）前端通過帶橡膠支承與車身作鉸鏈連接，後端與輪轂相連接，中部與後橋焊接成一體。縱向推力桿可以傳遞向縱向力及其力矩。整個後橋、縱向推力桿與車輪可以繞支承座的鉸接點連線相對於車身上下擺動。螺旋彈簧的上端裝在彈簧上座中，下端支承在減振器外殼上的彈簧下座中，因而只承受垂直力。減振器的上端與彈簧上座一起裝在車身底部的懸架支座中，下端與縱向推力桿相連接。使用這種結構，當兩側車輪上的螺旋彈簧因路面不平而產生不同的變形時，後橋會發生相應的扭轉變形，可以起到橫向穩定器的作用。

（3）空氣彈簧非獨立懸架。為了提高行駛的平順性，適應載荷和路面的變化，要求懸架剛度隨之變化。當空車時車身被抬高，滿載時車身則被壓得很低。對於轎車要求在好路上降低車身高度，提高行駛速度；在壞路上提高車身，可以增大通過能力。因此對於不同類型的汽車提出不同的要求，而空氣彈簧非獨立懸架可以滿足其要求。

空氣彈簧非獨立懸掛

囊式空氣彈簧有的上下端分別固定在車架和車橋上，經壓氣機產生的壓縮空氣經油水分離器和壓力調節器進入儲氣筒。壓力調節器可使儲氣筒中的壓縮空氣保持一定壓力。儲氣罐和空氣彈簧中的空氣壓力由車身控制閥控制。空氣彈簧只承受垂直載荷，因而必須加設導向裝置，車輪受到的縱向力和橫向力及其力矩由懸架中的縱向推力桿和橫向隊力桿來傳遞。

空氣彈簧非獨立懸架多用於重型車和高級轎車中。現代電子控制主動或不；半主動懸架多採用空氣彈簧做彈性元件。

（3）油氣彈簧：以氣體作為彈性介質，液體作為傳力介質，它不但具有良好的緩衝能力，還具有減振作用，同時還可調節車架的高度，適用於重型車輛和大客車使用。

油氣彈簧非獨立懸掛

2）獨立懸架

1）雙橫臂式獨立懸架。不等臂雙橫臂式獨立懸架。上擺臂和下擺臂的一端分別通過擺臂軸和與車架連接，另一端分別通過上、下球頭銷與轉向節相連接。上擺臂與上球頭銷鉚接成一體，內部裝有螺旋彈簧，能自動消除球頭銷與銷座見磨損後的間隙。下擺臂與下球頭銷是可以拆御的，通過減少墊片來消除球頭銷處的磨損間隙。螺旋彈簧的兩端分別通過橡膠襯墊與車架和下擺臂上支承盤相連。垂直力是通過轉向節、小球頭銷、小擺臂和螺旋彈簧傳遞給車架。而縱向力、側向力及其力矩是有轉向節、上、下擺臂（導向機構）、上、下球頭銷、傳遞給車架。由於此種懸架使用上下球頭銷來代替主銷，故屬於無主銷式懸架。

雙橫臂式獨立懸架的臂也有製成V字形（或稱A字形）

上、下兩擺臂選擇合適的長度比例，可使車輪在跳動中與主銷的角度及輪距變化不大。雙橫臂的臂也有製成V字形（或稱A字形）的，上、下兩個V形擺臂的一端以一定的距離分別與車輪連接，另一端則與車架連接。

不等臂雙橫臂懸架的上臂比下臂短，當汽車車輪上下運動時，上臂比下臂運動弧度小。這將使輪胎上部輕微地內外移動，而底部影響很小，處於正常位置。

雙橫臂懸架的螺旋彈簧有的安裝於上下擺臂之間，也有的安於上擺臂與車架之間。

雙橫臂獨立懸架也有採用扭桿彈簧作為彈性元件的，其扭桿彈簧可以縱向也可以橫向安裝。、南京依維柯S系列輕型貨車的前懸架屬於不等長雙橫臂式扭桿彈簧獨立懸架。

2）麥弗遜式獨立懸架。麥弗遜式獨立懸架目前廣泛應用於發動機前置前輪驅動轎車的前懸架中。這種懸架由減振器、螺旋彈簧、橫擺臂和橫向穩定桿等組成。螺旋彈簧與減振器裝於一體，架將減振器作為引導車輪跳動的滑柱，有的還兼起轉向主銷作用。懸架有一下橫擺臂，其上端以橡膠做支承，允許滑柱上端有少許角位移。採用這種懸架的汽車前端空間大，有利於發動機布置，並可降低整車的重心。吉林JL1010型微型汽車的麥弗遜式前懸架，筒式減振器的上端用螺栓和橡膠墊圈與車身連接，減振器缸筒下端與轉向節固定於一體，轉向節通過球鉸鏈與橫擺臂連接。車輪受到的側向了大部分由橫擺臂承受，部分由減振器承受。麥弗遜式懸架沒有傳統的主銷實體，主銷的軸線為上下鉸鏈的中心聯線，螺旋彈簧套裝在減振器筒上。當車輪上下運動時，主銷軸線的角度和輪距都會發生變化，但是，只要適當地調整桿系布局，可以將這些變化控制在很小的範圍內。

麥弗遜獨立懸架

捷達轎車的前懸架，也是麥弗遜式獨立懸架。

富康轎車前懸架也是麥弗遜式獨立懸架。這種懸架帶有三角形下橫臂以及橫向穩定桿。

3）多桿式獨立懸架。獨立懸架中的彈性元件多採用螺旋彈簧，對於側向力縱向力的承受和傳遞，就需加設導向裝置即桿件來完成，因而一些轎車上為減輕自重和簡化結構採用多桿式懸架。上連桿通過支架與車身相連，其外端與第三連桿相連，上連桿的兩端都裝有橡膠隔振套。第三邊桿的上端通過止推軸承與轉向節連接。下連桿與普通的下擺臂相同，其內端通過橡膠隔振套與前橫樑相連接，外端通過球鉸與轉向節相連。主銷軸線從下球鉸一直延伸到上面的軸承處。多桿懸架系統具有良好操縱穩定性，可有效地降低輪胎的磨損，延長其使用壽命。多桿懸架系統總成。

獨立懸架的特點如下：

①可以降低非懸掛重量。車輪的方向穩定性良好，從而乘座舒適性和操作穩定性高；

②在獨立懸架系統中，彈簧只支承車身，不用幫助使車輪定位（這由聯動裝置完成）。這樣就可以使用較軟的彈簧；

③由於左、右車輪之間沒有車軸連接，地板和發動機的安裝位置可以降低，這意味著車輛的重心降低，乘客車廂和行李倉增大；

④結構相當複雜；

⑤輪距和前輪定位隨車輪的上、下運動而改變。

單橫臂式獨立懸架

雙橫臂式獨立懸架

擺臂不等長獨立懸架

單縱臂式獨立懸架

燭式獨立懸架

彈性元件

為了緩和衝擊，在汽車行駛系中，除了採用彈性的充氣輪胎之外，在懸架中還必須裝有彈性元件，使車架（或車身）之間作彈性聯繫。懸架採用的彈性元件常見有鋼板彈簧、螺旋彈簧、空氣彈簧和油氣彈簧。

避震彈簧工作原理

1、鋼板彈簧

鋼板彈簧由一組彎曲彈簧鋼片從短至長依次疊放而組成。這些重疊鋼板在中心點用一枚U型中心螺栓或鉚釘固定在一起。此外，為了防止鋼板滑出原位，還用夾箍（彈簧夾）在幾個地方將其固定。將最長的一條鋼板（主鋼板）的兩端彎成彈簧卷耳（內裝青銅或塑料、橡膠、粉末冶金製成的襯套），用於將彈簧裝在車架或構件（如側樑上）上。如下圖所示。

鋼板彈簧

中心螺栓用以連接各彈簧片，並保證裝配時各片的相對位置。中心螺栓距兩端卷耳中心的距離可以相等（稱對稱式鋼板彈簧），也可以不相等（稱非對稱式鋼板彈簧）。

當鋼板彈簧安裝在汽車懸架中，所承受的垂直載荷為正向時，各個力的方向和作用點如圖中箭頭所示。各彈簧鋼板都受力變形，有向上拱起的趨勢。這時，車橋和車架遍互相靠近。當車橋與車架互相原離時，鋼板彈簧所受的正向垂直載荷和變形逐漸減小，有時甚至會反向。

主片卷耳受力嚴重，是薄弱處，為改善主片卷耳的受力情況，常將第二片卷耳末端也彎成卷耳，包在主片卷耳的外面（亦稱包耳）。為了使得在彈簧變形時各片有相對滑動的可能，在主片卷耳與第二片包耳之間留有較大的空隙。

連接各片的構件，除中心螺栓以外，還有若干個夾箍（彈簧夾），其主要作用是當鋼板彈簧反向變形（即反跳時），使各片不致互相分開，以免主片單獨承載。此外，還可防止各片橫向錯動。彈簧夾用鉚釘接在與之相連的最下面彈簧片的端部。彈簧夾的兩邊用螺栓連接，在螺栓上有套管頂住彈簧夾的兩邊，以免將彈簧片夾得過緊。在螺栓套管與彈簧片之間有一定間隙（不小於1.5mm）。以保證彈簧變形時，各片可以相互滑動。

鋼板彈簧在載荷作用下變形時，各片之間有相對滑動而產生摩擦，可以促進車架振動的衰減。但各片間的干摩擦，將使車輪所受的衝擊在很大的程度上傳給車架，即降低了懸架緩和衝擊的能力，並使彈簧各片加速磨損，這是不利的。為了減少彈簧片的磨損，在裝合鋼板彈簧時，各片間須塗上較稠的潤滑劑（石墨潤滑脂），並應定期進行保養。為了在使用期間內長期儲存潤滑脂和防止污染，有時將鋼板彈簧裝在護套內。

一般來說，鋼板彈簧越長就越軟。此外，鋼板彈簧中鋼板數目越多，其承重能力越強。但從另一角度來看，彈簧會變硬而有損乘坐舒適。

在載荷變化很大的卡車及許多其它車輛中，都使用了副鋼板彈簧。副鋼板彈簧安裝在主鋼板彈簧上面。在輕載荷時，只有主彈簧工作；當載荷超過一定數量時，主、副彈簧一起工作。

2、螺旋彈簧

螺旋彈簧廣泛地用於獨立懸架，特別是前輪獨立懸架。將特殊的彈簧鋼桿捲成螺旋狀，就成了螺旋彈簧。可做成等螺距或變螺距。前者剛度不變，後者剛度是可變的。在螺旋彈簧上施載入荷時，隨著彈簧的收縮，整條鋼桿扭曲。這樣便貯存了外力的能量，緩衝了震動。

螺旋彈簧本身沒有減振作用，因此在螺旋彈簧懸架中必須另裝減振器。此外，螺旋彈簧只能承受垂直載荷，故必須裝設導向機構以傳遞垂直力以外的各種力和力矩。

（1）變剛度彈簧

如果用直徑均勻的彈簧鋼桿製成螺旋彈簧，則整條彈簧依載荷量的改變而均勻彎曲。這樣，如果使用軟彈簧，則其硬度不足以負重載；如使用硬彈簧，則在輕載時，又會顛簸。

但如果使用直徑恆定變化的鋼桿，彈簧兩端的彈簧常數便會低於彈簧中間的彈簧常數。因此，在輕載時，彈簧兩端收縮，吸收路面震動。另一方面，彈簧中間部分有足夠硬度來承擔重載。

（2）節距不均勻彈簧、錐形彈簧

（3）螺旋彈簧的特點

① 與鋼板彈簧相比，冥單位重量的能量吸收率較高。

② 可以製成軼彈簧。

③ 由於沒有像鋼板彈簧那樣的板片間摩擦，彈簧本身不能控制振蕩，所以需要與減震器一起使用。

④ 由於對橫向力沒有阻力，故需要使用聯動機構(懸架臂、橫控制桿等)支承車橋。

3、扭桿彈簧

扭桿彈簧

扭桿彈簧(通常簡稱為扭桿)是用其自身扭轉彈性抵抗扭曲力的彈簧鋼桿。扭桿的一端固定在車架或車身其他構件上，另一端連在受到扭力載荷的部件上。扭桿彈簧也用於製造穩定桿。

扭桿彈簧特點：

① 與其它彈簧相比，真單位重量的能量吸收率較高，所以可減輕懸架的重量。

② 可簡化懸架條統的配置。

③ 與螺旋彈簧一樣，扭桿彈簧也不能控制振蕩，所以需要與減震器一起使用。

4、橡膠彈簧

當橡膠彈簧由於外力而變形時，便產生內部摩擦，以吸收振動。橡膠彈簧的優點包括：1.可以製成任何形狀；2.使用時無噪音；3.不需要潤滑。但橡膠彈簧不適於支承重載荷。所以，橡膠彈簧主要用作輔助彈簧，或用作懸架部件的襯套、墊片、墊塊、擋塊反真它支承件。

橡膠彈簧

5、氣體彈簧

氣體彈簧主要有空氣彈簧和油氣彈簧兩種。氣體彈簧是以空氣做彈性介質，即在一個密閉的容器內裝入壓縮空氣（氣壓為0.5~1MP a ），利用氣體的可壓縮性實現彈簧的作用。空氣彈簧又可分為囊式和膜式兩種，這種彈簧隨著載荷的增加，容器內壓縮空氣壓力升高，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。

氣體彈簧

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製件組成。它比氣囊空氣彈簧的彈性曲線更為理想，固有頻率更低些，且尺寸小，便於布置，因而多用於小轎車上。但其造價較貴，壽命較短。如下圖所示。

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。

球形室固定在工作缸上，室內腔用橡膠隔膜將油與氣隔開，充人高壓氮氣的一側為氣室，與工作缸相同而充滿油液的一側為油室。工作缸內裝有活塞和阻尼閥及閥座。

當汽車受到載荷增加變化時，活塞向上移動，使工作缸內油壓升高，打開阻尼閥進人球形室下部，推動隔膜向氣室方向移動，氣室受到壓縮壓力升高，使油氣彈簧剛度增加。當載荷減小時，氣室內的高壓氮氣伸漲，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。隨著汽車行駛中的姿態變化，工作剛內的油壓與氣室內的氮氣壓力也隨著之變化，次時活塞處於工作缸中的不同位置。因此，油氣彈簧有可變剛度的特性。

油氣彈簧具有良好的行駛平順性，而且體積小，質量輕。但是對密封性要求很高，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。

由於空氣和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和減振器。

減振器

減震器結構和原理

汽車在行駛中四個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衝擊會相應產生振動，因此需要在懸架中與彈性元件並聯安裝減振器，以衰減振動，提高汽車行駛的平順性。如下圖所示。

減振器

汽車懸架系統中通常採用液力減振器，其工作原理是當車架或車身與車橋間受振動出現相對運動時，減振器內的活塞上下移動，減振器內的油液便反覆地從一個腔經過不同的空隙流人另一個腔內。此時，孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內摩擦消耗了振動的能量，而對振動形成阻尼力，使汽車振動能量轉化為油液熱能，再由減振器吸收散發到大氣中。在油液通道載面等因素不變時，阻尼力隨車架與車橋之間的相對運動速度的增減而變化，並與油液粘度孔道的多少及孔道的大小等因素有關。

彈性元件與減振器承擔著緩衝和減振的任務，若阻尼力過大，振動衰減變得過快，使懸架的彈性元件的緩衝作用變差，甚至使減振器連接件及車架損壞。一般汽車在行駛中可能處於三種狀態；第一種是在良好的路面上行駛，此時要求彈性元件充分發揮作用；第二種是相對於汽車承受中等強度的振動，這種情況減振器起主導作用；第三種情況是車輛受到劇烈振動，這時與輪胎的接地性有密切關係。減振器要想在以上三種情況下與彈性元件均能協調工作，為此必須滿足以下要求：

（1）在懸架壓縮行程中（車橋和車架相互靠近），減振器阻尼力較小，以便充分發揮彈性元件的彈性作用，緩和衝擊。這時，彈性元件起主要作用；

（2）在懸架伸張行程中（車橋和車架相互遠離）,減振器阻尼力應較大，以迅速減振，此時減振器起主要作用；

（3）當車架或車身與車橋間的相對運動速度過大時，要求減振器能自如加大流液量，使阻尼力始終保持在一定限度之內，以避免車架或車身承受過大的衝擊載荷。

在汽車懸架系統中廣泛採用的液力減振器是筒式減振器，由於其在壓縮和伸張行程中均能起減振作用，因此又稱為雙向作用式減振器。

雙向作用筒式減振器的工作原理。外面的鋼筒是防塵罩，上部有一圈環與車架（車身）連接。中間的鋼筒是儲油缸，內部裝有一定量的減振器油，下部有一圈環與車橋相連。最裡面的鋼筒是工作缸，內部裝滿減振器油。在工作缸的內部，通過與防塵罩和上部圓環製成一體的活塞桿，其底端償固定著活塞。活塞上裝有伸張閥和流通閥，在工作缸的下部的底座上裝有壓縮閥和補償閥。為了使減振器能夠滿足工作要求，流通閥和補償閥的彈簧相對比較軟，較小的油壓便可以打開或關閉。而壓縮閥和伸張閥的彈簧相對比較硬，只有當油壓增大到一定的程度時，才能打開；而只要油壓稍有下降，閥門立刻關閉。如下圖所示。

雙向作用筒式減振器

雙向作用筒式減振器的工作過程如下：壓縮行程時，此時減振器被壓縮，汽車車輪移近車身，減振器內的活塞向下移動，下腔的容積減小，油壓升高。大部分油液沖開流通閥流入上腔，由於上腔被活塞桿佔去了一部分空間，因而上腔增加的容積小於下腔減小的容積，於是另一部分油液就推開壓縮閥，流回到儲油缸內。油液通過閥孔時，此時減振器受拉伸，車輪遠離車身，這時減振器的活塞向上移動，上腔油壓升高，流通閥被關閉，上腔內的油液壓開伸張閥流入下腔。由於活塞桿的存在，自上腔流來的油液不足以充滿下腔增加的溶積，促使下腔產生一定的真空度，這時儲油缸中的油液推開補償閥流進下腔進行補充。由於這些閥的節流就對懸架在伸張運動時起到阻尼作用。

由於伸張閥彈簧的剛度和預緊力設計得大於壓縮閥，在同樣力的作用下，伸張閥及相應的常通縫隙通道的載面積總和小於壓縮閥及相應常通縫隙通道的載面積總和，這使得減振器伸張行程產生的阻尼力大於壓縮行程時產生的阻尼力，從而達到迅速減振的要求。

另外，有些車型的懸架系統採用充氣式減振器和阻尼力可調式減振器，充氣式減振器。這種減振器的缸筒下部裝有一個浮動活塞，在浮動活塞和缸筒一端形成一個封閉氣室，內部裝有高壓氮氣。浮動活塞（封氣活塞）的上面是油液，活塞上裝有大斷面的O型密封圈，作用是把油和氣完全隔開。在工作活塞運動速度的變化而變化，從而產生不同的阻尼力。伸張閥和壓縮閥均由一組厚度相同、直徑不等、由大到小排列的彈簧鋼片組成。

與雙向作用筒式減振器相比，充氣式減振器有如下優點：

（1）採用浮動活塞而減少了一套閥的系統，使結構簡化，重量減輕。

（2）由於減振器里充有高壓氮氣，能減少車輪受突然衝擊時的振動，並可消除雜訊。

（3）於由於充氣式減振器的工作缸和活塞直徑都大於相同條件的雙向作用筒式減振器，因而其阻尼更大，工作可靠性更強。

（4）氣式減振器內部的高壓氣體和油液被浮動活塞隔開，消除了油的乳化現象。

充氣式減振器的不足之處是油封要求高，充氣工藝複雜，不易維修，當缸筒受外界較大衝擊而變化時，則不能工作。

導向裝置

獨立懸掛上的彈性元件，大多只能傳遞垂直載荷而不能傳遞縱向力和橫向力，必須另設導向裝置。如上、下擺臂和縱向、橫向穩定器等。穩定桿又叫平衡桿；而平時我們常說的控制臂、叉型臂、擺臂都是汽車懸掛的組件，不過由於結構不同，叫法也不一樣。控制臂是多連桿懸掛組件，叉型臂是雙叉臂懸掛的組件，擺臂是麥弗遜懸掛的組件，叉型臂也多用於麥弗遜懸掛的下支臂。

橫向穩定器

橫向穩定器

現代轎車懸架很軟，既固有頻率很低。汽車高速行使轉彎時，車身會產生較大的側向傾斜和側向角振動。為了提高懸架的側傾角剛度，減小側傾，常在懸架中加設穩定器。如下圖所示。

橫向穩定器

由彈簧鋼製成的橫向穩定桿呈U形，安裝在汽車緊靠懸架的前端或後端（有的轎車前後都裝有橫向穩定器）。穩定桿的中部自由支承在兩個固定於車架上的橡膠套筒內，而套筒固定在車架上，穩定桿兩側縱向部分的末端通過支杆與懸架下擺臂上的彈簧支座相連。

當車身受到振動而兩側懸架變形相同時，橫向穩定桿在套管內自由轉動，此時橫向穩定桿不起作用。當兩側懸架變形不等，車身相對路面發生側向傾斜時，彈性的穩定桿產生扭桿內力矩就阻礙了懸架彈簧的變形，從而減小了車身的側傾和側向角振動。即車架的一側移近彈簧下支座，穩定桿的同側末端就相對車架向上抬起，而另一側車架遠離彈簧座，相應一側橫向穩定桿的末端應相對車架下移。同時，橫向穩定桿中部對於車架沒有相對運動，而穩定桿兩邊的縱向部分向不同方向偏轉，於是穩定桿被扭轉。