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第三节 弹性元件
悬架采用的弹性元件有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧、橡胶弹簧等。
一、钢板弹簧
钢板弹簧又叫叶片弹簧，它是由若干不等长的合金弹簧片叠加在一起组合成一根近似等强度的梁。如图右侧所示。钢板弹簧3的第一片（最长的一片）称为主片，其两端弯成卷耳1，内装青铜或塑料或橡胶、粉沫冶金制成的衬套，用弹簧销与固定在车架上的支架、或吊耳作铰链连接。钢板弹簧的中间用U形螺栓与车桥固定。
中心螺栓用来连接各弹簧片，并保证各片的装配时的相对位置。中心螺栓到两端卷耳中心的距离可以相等，也可以不相等如图。为了增加主片卷耳的强度，将第二片末端也弯成半卷耳，包在主片卷耳和外面，且留有较大的间隙，使得弹簧在变形时，各片间有相对滑动的可能。
弹簧夹用铆钉铆在与之相连的最下面弹簧片端部，作用：①当钢板弹簧反向变形时（反跳），避免主片单独承载，使其它各片都参加工作；②使各片侧向定位，防止各片横向错动。
钢板弹簧的作用：
① 缓和冲击；
② 衰减振动；
钢板弹簧在载荷作用下变形，各片之间因相对滑动而产生摩擦，消耗振动能量，可促使车架的振动衰减。各片间的干摩擦，车轮将所受冲击力传递给车架，减小了悬架缓和冲击的能力，同时增大了各片的摩损。所以在装合时，各片间涂上较稠的润滑剂（石墨润滑脂），并应定期保养。这样各片之间既有摩擦，但又不是干摩擦。 ③导向作用。
钢板弹簧本身还兼起导向机构的作用，可以控制车轮运动轨迹，车轮基本上是以固定铰链为圆心作摆动。可不必单设导向装置，使结构简化。
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。
少片簧：
目前一些汽车上采用变厚度的单片或二至三片的钢板弹簧（少片簧），质量小，结构简单，成本低；无片间摩擦，平顺性提高。缺点是簧片长，布置困难；轧制困难；可靠性降低（因多片式，一片折断仍可使汽车行驶，但主片折断除外）。 二、螺旋弹簧
螺旋弹簧是用弹簧钢钢棒料卷制而成，它们有刚度不变的圆柱形螺旋弹簧和刚度可变的圆锥形螺旋弹簧。优点：质量轻；所占的纵向空间小；不需润滑；不怕泥污。缺点：只能承受垂直力，不能承受侧向力、纵向力及任何力矩，（需另装推力杆）；不能衰减振动，（需要另外装减震器）；不能控制车轮的运动轨迹，（因此需要和一套专门的导向装置配合工作）。
螺旋弹簧大多应用在独立悬架上， 尤以前轮独立悬架采用广泛。有些轿车后轮非独立悬架也有采用螺旋弹簧作弹性元件的。 三、扭杆弹簧
扭杆弹簧总成用铬钒合金弹簧钢制成，它的表面经过加工很光滑。通常为保护扭杆表面，在其上涂有环氧树脂，并包一层玻璃纤维，再涂一层环氧树脂，最后涂上沥青和防锈油漆，以防摩蚀和损坏表面，从而提高扭杆弹簧的使用寿命。 1-扭杆 2-摆臂
扭杆弹簧是一根由弹簧钢制成的杆件。扭杆断面常为圆形，少数是矩形或管形，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。
扭杆一端固定在车架上，（另一端上的）摆臂与车轮相连。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，以保证车轮与车架的弹性联接。
扭杆弹簧在制造时，经热处理后施加一定的扭转力矩载荷，使它有一个永久变形，而具有一定的预应力，这样可以在实际工作中减小工作时的实际应力，有利于延长扭杆弹簧的寿命。但应注意左右扭杆由于施加应力有方向性，装在车上后承受工作载荷时扭转的方向应与所预加在扭杆上的扭转方向相一致，因而左右扭杆做有标记，安装时应加以注意。
扭杆的刚度是常数，但由它所组成的悬架刚度却是可变的。这是由于加了支承后，产生摩擦所造成的。
采用扭杆弹簧做弹性元件的悬架要设导向机构和减振器。
扭杆弹簧与钢板弹簧相比质量轻于钢板弹簧，而且不需润滑，保养维修简便。
特点：质量小，无需润滑；采用扭杆的悬架刚度是可变的；通过调整扭杆弹簧固定端的安装角度，可以借此调节车身的高度。
四、气体弹簧
气体弹簧主要有空气弹簧和油气弹簧两种。气体弹簧是以空气做弹性介质，即在一个密闭的容器内装入压缩空气（气压为0.5～1MPa），利用气体的可压缩性实现弹簧的作用。这种弹性元件叫空气弹簧，它分为囊式和膜式空气弹簧。空气弹簧在轿车上有采用尤其在主动悬架中被采用。这种弹簧随着载荷的增加，容器内压缩空气压力升高，使其弹簧刚度也随之增加，载荷减少，弹簧压力也随空气压力减少而下降，因而这种弹簧有其理想的弹性特性。
1、囊式空气弹簧
由夹有帘线的橡胶组成的气囊和密闭在其中的压缩空气构成。气囊外展由耐油橡胶制成单节或多节，节数越多弹簧越软，节与节之间围有钢质腰环，防止两节之间摩擦。气囊上下盖板将空气封于室内。  |  |
2、膜式空气弹簧
它由橡胶模片和金属压制件组成。它比囊式空气弹簧的弹性曲线更为理想，固有频率更低些，且尺寸小，便于布置因而多用于轿车上，但造价贵，寿命较短。
此外，油气弹簧以气体（氮-惰性气体）作为弹性介质，用油液作为传力介质。油气弹簧类型有简单式油气弹簧，不带隔膜式的油气弹簧。带隔膜式油气弹簧，它将气体和液体分开，便于充气并防油液乳化。如图c所示是带反压气室式油气弹簧，它有一个反压气室，相当于在简单油气弹簧上加上一个方向相反的小筒单油气弹簧，用以提高空载时弹簧刚度，使空载满载自然振动频率变化不大。目前此种弹簧多用于重型车和部分小客车上。 空气和油气弹簧用在悬架中，由于它们只能承受轴向载荷，因此悬架中必须加设导向机构和减振器。
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