课题:弹性元件
教学目标:掌握弹性元件的作用及组成
重点:钢板弹簧的组成介绍
难点:钢板弹簧的组成介绍
教学过程:
一.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。
二.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。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4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。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。
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,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,且增大了各片的摩损。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。
钢板弹簧本身还兼起导向机构的作用,可不必单设导向装置,使结构简化,并且由于弹簧各片之间摩擦引起一定减振作用。有些高级轿车的后悬架采用钢板弹簧作弹性元件。目前一些国家汽车上采用变厚度的单片或二至三片的钢板弹簧,可以减少片与片间的干摩擦,减小动刚度,还提高使用应力,同时减轻重量。
三.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。
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。由于螺旋弹簧只承受垂直载荷,它用做弹性元件的悬架要加设导向机构和减振器。它与钢板弹簧相比具有不需润滑,防污性强,占用纵向空间小,弹簧本身质量小的特点,因而现代轿车上广泛采用。
四.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。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。
五.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。
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。