RAYBET(雷竞技)的平台RAYBET(雷竞技)的平台钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件。它是由若干片等宽但不等长（厚度可以相等，也可以不相等）的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁，其一般构造如图21-8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，橡胶，粉末冶金制成的衬套，以便用弹簧销与固定在车架上的支架或吊耳作铰链连接。钢板弹簧的中部，一般用U形螺栓固定在车桥上。

　　主片卷耳受力严重，是薄弱处。为改善主片卷耳的受力情况，常将第二片末端也弯成卷耳，包在主片卷耳的外面（亦称包耳）。为了使得在弹簧变形时各片有相对滑动的可能，在主片卷耳和第二片包耳之间留有较大的空隙。有些悬架中的钢板弹簧两端不做成卷耳，而采用其它的支承连接方式（详见本章第四节）。

　　当钢板弹簧安装在汽车悬架中，所承受的垂直载荷为正向时，各个力的方向和作用点如图21-8b中的箭头所示。各弹簧片都受力变形，有向上拱弯的趋势，这是车桥和车架便相互靠近；当车桥和车架互相远离时，钢板弹簧所受的正向垂直载荷和变形便逐渐减小，有时甚至会反向。

　　中心螺栓4用以联接各弹簧片，并保证装配各片的相对位置。中心螺栓距两端卷耳的距离可以相等（称为对称式钢板弹簧，见图21-8a），也可以不相等（称为非对称式钢板弹簧，见图21-8b）。联结各片的构件，除中心螺栓外，还有若干个弹簧夹（亦称回弹夹）2，其主要作用是当钢板弹簧反向变形（即反跳）时，使各片不至于分开，以免主片单独承载，此外，还可以防止各片横向错动。弹簧夹用铆钉铆接在与之相连的最下面的弹簧片的端部。弹簧夹的两边用螺栓5联接，在螺栓上有套管6顶住弹簧夹的两边，以免讲弹簧片夹得过紧。在螺栓套管与弹簧片之间有一定的间隙（不小于1.5mm），以保证弹簧变形时，各片可以相互滑移。

　　钢板弹簧在载荷作用下变形时，各片之间有相对滑动而产生摩擦，可以促使车架振动的衰减。单各片间的干摩擦，将使车轮所受的冲击在很大的程度上传给车架，即降低了悬架缓和冲击的能力，并使弹簧各片加速磨损，这是不利的。为减少弹簧片的磨损，在装和钢板弹簧时，各片间须涂上较稠的润滑剂（石墨润滑脂），并应定期进行保养。为了在使用期间长期储存润滑脂和防止污染，有时将钢板弹簧装在护套内。

　　前已述及，钢板弹簧本身还能兼起导向机构的作用，并且由于各片之间的摩擦而起到一定的减振作用。为了保证在弹簧片间产生定值摩擦力以及消除噪声，可在弹簧片之间夹入塑料片。如某些高级轿车（例如红旗CA7560型轿车）的后悬架钢板弹簧，及采用这种机构。

　　目前，在国内外越来越多的汽车上采用了变截面钢板弹簧，这种少片变截面钢板弹簧是由单片或2-3片变厚度断面的弹簧片构成的，如图21-9所示。其弹簧片的断面尺寸沿长度方向是变化的，片宽保持不变。这种少片变截面钢板弹簧克服了钢板弹簧质量大，性能差（由于片间摩擦的存在，影响了汽车的行驶平顺性）的缺点。据统计，在两种弹簧寿命相等的情况下，少片变截面钢板弹簧可减少质量40%-60%。因此，这种弹簧对车辆的轻量化，节约能源和节约合金弹簧钢材大为有利，故应用日渐广泛。例如，第二汽车制造厂生产的EQ1141型8t货车的前簧和后副簧以及第一汽车制造厂生产的解放CA1040系列轻型货车的前后钢板弹簧，均采用了这种少片变截面钢板弹簧（参看图21-22）。

　　螺旋弹簧广泛应用于独立悬架，特别是前轮独立悬架中。然而，在有些轿车的后轮非独立悬架中，其弹性元件也采用螺旋弹簧（参看图21-1）。螺旋弹簧和钢板弹簧比较，具有以下优点：无需润滑，不忌污泥；安置它所需的纵向空间不大；弹簧本身质量小。

　　螺旋弹簧本身没有减振作用，因此在螺旋弹簧悬架中必须另装减振器。此外，螺旋弹簧只能承受垂直载荷，故必须装设导向机构以传递垂直力以外的各种力和力矩。

　　螺旋弹簧用弹簧钢棒料卷制而成，可做成等螺距或变螺距。前者刚度不变，后者刚度是可变的。

　　扭转弹簧本身是一根由弹簧钢制成的扭杆1，如图21-10所示。扭杆断面通常为圆形，少数为矩形和管形，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2上，摆臂则与车轮相连。当车轮跳动时，摆臂便绕着扭杆轴线而摆动，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。有的扭杆由一些矩形断面的薄条（扭片）组合而成，这样，弹簧更为柔软。

　　扭杆弹簧系用铬钒合金弹簧钢制成，其表面经过加工后很光滑。使用中必须对扭杆表面很好的保护，通常在扭杆弹簧表面涂有环氧树脂，包一层玻璃纤维布，再涂一层环氧树脂，最后涂以沥青和防锈油漆，以防碰撞，刮伤和腐蚀，从而可提高扭杆弹簧的使用寿命。

　　扭杆弹簧在制造时，经热处理后预先施加一定的扭转力矩载荷，使之产生一个永久的扭转变形，从而使其具有一定的预紧力。左右扭杆的预加扭转的方向都与扭转的方向相同。其目的是减少工作时的实际应力，以延长扭杆弹簧的使用寿命。如果左右扭杆换位安装，则将使扭杆弹簧的预先扭转方向与工作时的扭转方向相反，导致扭杆弹簧的实际工作应力加大，而使用寿命缩短。因此，左右扭杆弹簧不能互换。为此，左右扭杆刻有不同的标记。

　　扭杆弹簧单位质量的储能量是钢板弹簧的3倍，比螺旋弹簧也高。因此，采用扭转弹簧的悬架质量较轻，结构比较简单，也不需润滑，并且通过调整扭杆弹簧固定端的安装角度，易实现车身高度的自动调节。

　　此外，扭杆弹簧在汽车上的布置比较方便。它可以与汽车纵轴线平行的布置，也可以横向布置。纵向布置（参看图21-32）时，可以方便的安装满足设计要求长度的扭杆，以保证悬架具有良好的性能。

　　气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩气体（气压为0.5~1Mpa）,利用气体的可压缩性实现其弹簧作用的。这种弹簧的刚度是可变的，因为作用在弹簧上的载荷增加时，容器内的定量气体受压缩，气压升高，则弹簧的刚度增大；反之，当载荷减小时，弹簧内的气体气压下降，刚度减小，故它具有比较理想的变刚度特性。

　　气体弹簧由空气弹簧和油气弹簧两种。空气弹簧又有囊式（图21-11a）和膜式（图21-11b）之别。

　　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。气囊的内层用气密性的橡胶制成，而外层则用耐油橡胶制成。气囊一般做成如图21-11a所示的两节，但也由单节或三节的。节数越多，弹性越好。节与节之间围有钢制的腰环，使中间部分不致有径向扩张，并防止两节之间相互摩擦。气囊的上下盖板将气囊密闭。

　　膜式空气弹簧的密闭气囊由橡胶膜片和金属压制件组成。与囊式的相比，气弹性特性曲线比较理想，因其刚度较囊式小，车身固有频率较低，且尺寸较小，在车上便于布置，故多用在轿车上；但是制造较困难，寿命也较短。

　　空气弹簧与金属弹簧相比，除具有弹簧刚度随载荷变化而变化，使其振动频率变化很小外，还可通过控制阀（高度阀）自动调节悬架弹簧内的气体压力来实现车身高度的自动调节，以使车身离地高度保持一定。空气弹簧还具有质量小，寿命较长等优点。但是气体弹簧高度尺寸较大，再不之上有一定的困难。此外，其密封环节多，容易漏气。空气弹簧和螺旋弹簧一样，只能承受轴向载荷，故空气弹簧悬架中必须设置纵向和横向推力杆等导向机构，还必须装有减振器。

　　油气弹簧以气体（一般为惰性气体氮）作为弹性介质，而用油液作为传力介质。他一般是由气体弹簧和相当于液力减振器的液压缸所组成。

　　油气弹簧的形式有单气室，双气室以及两级压力式等。图21-12式单气式油气弹簧示意图。

　　单气室油气弹簧又分为油气分隔式（图21-12a）和油气不分隔式（图21-12b）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。图21-13所示为一种轿车和轻型汽车上用的单气室油气分隔式油气弹簧。上下半球室构成的球形气室固装在工作缸10上，球形气室的内腔用橡胶油气隔膜5隔开，上半球室充入高压氮气，下班球室通过减振器阻尼阀9与工作缸的内腔相通，并充满了工作油液（减振器油）。油气隔膜的作用在于把作为弹性介质的高压氮气和工作油液分开，以避免工作油液乳化，同时也便于充气和保养。工作缸固定在车身（车架）上，其活塞3与导向缸12连结成一体，悬架活塞杆1的下端与悬架的摆臂（或车桥）相连接。当悬架摆臂（或车桥）与车身（或车架）相对运动时，活塞和活塞导向缸便在工作缸内上下滑动，而工作油液通过减振器阻尼阀9来回运动，起到减振器的作用。

　　当载荷增加，悬架摆臂（车桥）与车身（车架）之间的距离缩短时，活塞及导向缸上移，使充满工作液的内腔容积减小，迫使工作液经压缩阀18进入球形气室，从而推动油气隔膜向具有一定压力的氮气室移动，使气体容积减小，氮气压力升高。当活塞向上的推力（外界载荷）与氮气压力向下的反作用力相等时，活塞便停止移动。于是，车身（车架）与悬架摆臂（车桥）减的相对位置不再变化。当载荷减小，即推动活塞上移的作用力减小时，油气隔膜在高压氮气作用下向下移动，迫使工作液经伸张阀14流回工作缸内腔，推动活塞向下移动，车身（车架）与悬架摆臂（车桥）之间的距离变长，直到氮气室内的压力通过工作液的传递转化为作用在活塞上的力与外界减小的载荷相等时，活塞才停止移动。汽车在行驶过程中，油气弹簧所受的载荷是变化的，因此活塞便相应地在工作缸中处于不同的位置。由于氮气充满在密闭的球形气室内，作用在油气隔膜上的载荷小时，气体弹簧的刚度较小，随着载荷的增加，气体弹簧的刚度变大，故它具有变刚度的特性。可见，油气弹簧是空气弹簧的一种特例，它以氮气作为弹性介质，而在气体弹簧与活塞之间引入油液作为传力介质。

　　（2）单气室油气不分隔式油气弹簧。图21-14所示为某国产工矿自卸汽车的前悬架所采用的单气室油气不分隔式油气弹簧，其工作缸2固定在车架上，管形活塞1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，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3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气压室，其中充满高压氮气。气体和油液之间没有任何隔离装置。

　　在悬架压缩行程中，管形活塞在工作缸内向上移动，高压气室容积缩小，氮气被进一步压缩。此时油压升高，并迫使一部分油液经管形活塞上的常通孔4和推开单向球阀5流入容积增大的环形腔3内。当载荷减小时（伸张行程），管形活塞向下移动，高压气室的容积增大，气体压力和油压都下降，环形腔容积缩小，而此时单向球阀关闭，其内部的油液只能经过常通阀返回管形活塞内腔。因此，增加了伸张行程的阻尼力。同时，在这种结构中，它的工作缸盖上还装设了一个拉伸行程限制器6（伸进管形活塞内腔），用以防止活塞与缸体底部撞击或从缸体中脱出。

　　单气室油气弹簧结构简单，工作可靠，加工要求较其它形式低些，维护也较方便。但是，单气室的油气弹簧在伸张行程中的刚度较低，因而悬架的伸张行程较大，将产生活塞撞击底部，甚至会发生活塞从缸体中拉脱的危险事故。因此，在该油气悬架中，采用增加伸张行程阻尼的方法予以解决，即在该油气弹簧中装设了伸张行程限制器，以保证油气悬架在伸张行程中安全可靠的工作。

　　（3）双气室油气弹簧。如图21-15所示，它比单气室油气弹簧多了一个作用力方向相反的反压气室B和一个浮动活塞2。

　　当弹簧处于压缩行程时，主气室A中的主活塞1上移，使主气室内的气压升高，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3流入主气室的活塞下面，补充活塞上移后空出的容积，而反压气室内的压力下降。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，而是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。

　　图21-16所示为双气室的油气弹簧（带反压气室）的构造。主工作缸1和副工作缸3连成一体。主活塞2的上腔为主气室，浮动活塞4的上腔为反压气室，此二气室皆为油气不分隔式。主活塞在主工作缸中上下移动，其下端与车桥（或车轮）相连，工作缸和车架相连。

　　在副工作缸下部的阻尼阀座6上设有阻尼阀，以保证油气弹簧在压缩和伸张行程中具有不同的阻尼力。

　　上述单气室和双气室两种油气弹簧的刚度比较小，因而当弹簧载荷变化时，悬架系统的自然振动频率变化幅度较大。如果要保证在汽车空载和满载时悬架都具有较低的自然振动频率，则其结构就会过大而难于在车身下布置。为此研制了刚度变化幅度较大的两级压力式油气弹簧。

　　（4）两级压力式油气弹簧 如图21-17所示，在工作活塞1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A内的气压与单气室油气弹簧的气室压力接近，而补偿气室B内的气压则较高。因此，两个气室不同时参加工作。其作用相当于钢板弹簧的主簧和副簧的作用。当弹簧载荷较小时，主气室首先参加工作，其中的气压随着载荷的增加而逐渐升高。当油气弹簧所承受的载荷增加到使主气室的气压稍超过补偿气室内的气压时，补偿气室方参加工作。此时，如果弹簧上的载荷继续增加时，补偿气室和主气室共同工作。这种结构是弹簧刚度的变化更加符合悬架性能的要求，从而保证汽车满载和空栽时悬架有大致相等的固有频率。

　　空气弹簧和油气弹簧都同螺旋弹簧一样，只能承受轴向载荷，故空气弹簧悬架中必须设置纵向和横向推力杆等导向机构。空气弹簧悬架中还必须装有减振器。

　　空气弹簧可以借专门的控制阀（高度阀）自动调节气囊或气室的原始充气压力，以使车身离地高度保持一定。

　　空气弹簧的质量比任何弹簧的都小，且寿命也较长，但高度尺寸较大，在布置上有一定的困难。此外，其密封环节多，容易漏气。

　　油气弹簧应用于重型汽车上时，其体积和质量都较钢板弹簧小（质量可减小50%以上）。当油气弹簧对气体和油液的密封要求很高，因而对加工和装配的精度要求和对相对滑动的工作表面粗糙度和耐磨性要求都很高。此外，油气弹簧的维护也较麻烦。

　　橡胶弹簧是利用橡胶本身的弹性来起弹性元件的作用。它可承受压缩载荷（图21-18a）与扭转载荷（图21-18b）。其优点是单位质量的储能量较金属弹簧多，隔声性能好，工作无噪声，不需要润滑。由于橡胶弹簧的内摩擦较大，因此橡胶弹簧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。