懸架主要參數(shù)的確定

1、第三節(jié) 懸架主要參數(shù)的確定一、懸架靜撓度fc懸架靜撓度凡是指汽車滿載靜止時懸架上的載荷Fw與此時懸架剛度c之比，即fc= Fw/c。汽車前、后懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性的主要參數(shù)之一。因現(xiàn)代汽車的 質(zhì)量分配系數(shù)；近似等于1,于是汽車前、后軸上方車身兩點 的振動不存在聯(lián)系。因此，汽車前、后部分的車身的固有頻 率小和n2 (亦稱偏頻)可用下式表示：吐"異匕©I)式中，Ci、C2為前、后懸架的剛度(N/cm) ； mi、m2為前、 后懸架的簧上質(zhì)量(kg)。當(dāng)采用彈性特性為線性變化的懸架時，前、后懸架的靜 撓度可用下式表示fci 二 mig/C

2、ifc2 二 m)2g/C2式中，g為重力加速度(g=98i cm /s2)。將fci、fc2代人式(6-1)得到m =5/ J壓=5/ .仁2(6-2)分析上式可知：懸架的靜撓度fc直接影響車身振動的偏頻n。因此，欲保證汽車有良好的行駛平順性，必須正確選 取懸架的靜撓度。在選取前、后懸架的靜撓度值fci和fc2時，應(yīng)當(dāng)使之接近， 并希望后懸架的靜撓度fc2比前懸架的靜撓度fci小些，這有利 于防止車身產(chǎn)生較大的縱向角振動。理論分析證明：若汽車 以較高車速駛過單個路障，n1 /n2 <1 時的車身縱向角振動要比n 1/n2 >1時小，故推薦取fc2=（0. 80. 9） fci?？?/p>

3、慮到貨 車前、后軸荷的差別和駕駛員的乘坐舒適性，取前懸架的靜 撓度值大于后懸架的靜撓度值，推薦.fc2=（0.60.8） fc1。為了改善微型轎車后排乘客的乘坐舒適性，有時取后懸架的 偏頻低于前懸架的偏頻。用途不同的汽車，對平順性要求不一樣。以運送人為主 的轎車對平順性的要求最高，大客車次之，載貨車更次之。 對普通 級以下轎車滿載的 情況， 前 懸架 偏頻要求在 1.00-1.45Hz ，后懸架則要求在 1.1 7 1.58Hz 。原則上轎 車的級別越高，懸架的偏頻越小。對高級轎車滿載的情況， 前懸架偏頻要求在0.801.15Hz，后懸架則要求在 0.981.30Hz。貨車滿載時，前懸架偏頻要

4、求在1.502.10Hz，而后懸架則要求在 1.702.17Hz，選定偏頻以后，再利用式 （6-2） 即可計算出懸架的靜撓度。二、懸架的動撓度 fd 懸架的動撓度.凡是指從滿載靜平衡位置開始懸架壓縮 到結(jié)構(gòu)允許的最大變形 （通常指緩沖塊壓縮到其自由高度的 12或23）時，車輪中心相對車架 （或車身）的垂直位移。要求懸架應(yīng)有足夠大的動撓度，以防止在壞路面上行駛時經(jīng) 常碰撞緩沖塊。對轎車，fd取7-9cm ;對大客車，fd取5 8cm；對貨車，fd取69cm。三、懸架彈性特性 懸架受到的垂直外力 F 與由此所引起的車輪中心相對于 車身位移廠 （ 即懸架的變形 ） 的關(guān)系曲線稱為懸架的彈性特 性。其

5、切線的斜率是懸架的剛度。懸架的彈性特性有線性彈性特性和非線性彈性特性兩 種。當(dāng)懸架變形 f 與所受垂直外力 F 之間呈固定比例變化時， 彈性特性為一直線，稱為線性彈性特性，此時懸架剛度為常 數(shù)。當(dāng)懸架變形 f 與所受垂直外力 F 之間不呈固定比例變化 時，彈性特性如圖 6-9 所示。此時，懸架剛度是變化的，其 特點是在滿載位置 （ 圖中點 8） 附近，剛度小且曲線變化平緩， 因而平順性良好； 距滿載較遠(yuǎn)的兩端， 曲線變陡， 剛度增大。 這樣可在有限的動撓度 fd 范圍內(nèi)，得到比線性懸架更多的 動容量。懸架的動容量系指懸架從靜載荷的位置起，變形到 結(jié)構(gòu)允許的最大變形為止消耗的功。懸架的動容量越大

6、，對 緩沖塊擊穿的可能性越小?？蛰d與滿載時簧上質(zhì)量變化大的貨車和客車，為了減少 振動頻率和車身高度的變化，應(yīng)當(dāng)選用剛度可變的非線性懸 架二轎車簧上質(zhì)量在使用中雖然變化不大，但為了減少車軸 對車架的撞擊，減少轉(zhuǎn)彎行駛時的側(cè)傾與制動時的前俯角和加速時的后仰角，也應(yīng)當(dāng)采用剛度可變的非線性懸架。 鋼板彈簧非獨立懸架的彈性特性可視為線性的，而帶有 副簧的鋼板彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧等，均為剛度可變的 非線性彈性特性懸架。四、后懸架主、副簧剛度的分配 貨車后懸架多采用有主、副簧結(jié)構(gòu)的鋼板彈簧。其懸架 彈性特性曲線如圖 6-10 所示。載荷小時副簧不工作，載荷 達(dá)到一定值 （ 圖 6-10 中的 Fk ）

7、時，副簧與托架接觸， 開始與主 簧共同工作。圖6-9懸架彈性特性曲線1 一緩沖塊復(fù)原點2復(fù)原行程緩沖塊脫離支架3主彈簧彈性特性曲線4復(fù)原行程5壓縮行程6緩沖塊壓縮期懸架彈性特性曲線7緩沖塊壓縮時開始接緘彈性支架8額定載荷如何確定副簧開始參加工作的載荷Fk和主、副簧之間的剛度分配，受懸架的彈性特性和主、 副簧上載荷分配的影響。 原則上要求車身從空載到滿載時的振動頻率變化要小，以保 證汽車有良好的平順性，還要求副簧參加工作前、后的懸架 振動頻率變化不大。這兩項要求不能同時滿足。具體確定方法有兩種：第一種方法是使副簧開始起作用時的懸架撓度fa等于汽車空載時懸架的撓度 fo，而使副簧開始起作用前一瞬

8、間的撓度fa等于滿載時懸架的撓度fc。于是，可求得 Fk二,Fo Fw。式中，F(xiàn)o和Fw分別為空載與滿載時的懸架載荷。 副簧、主簧的剛度比為Ca / Cm " ' = Fo / Fw (6 3)式中，Ca為副簧剛度；Cm為主簧剛度。圖6-10貨車主、副簧為鋼板彈簧結(jié)構(gòu)的彈性特性用此方法確定的主、副簧剛度比值，能保證在空、滿載 使用范圍內(nèi)懸架振動頻率變化不大，但副簧接觸托架前、后 的振動頻率變化比較大。第二種方法是使副簧開始起作用時的載荷等于空載與滿載時懸架載荷的平均值，即Fk=0.5F°Fw，并使Fo和Fk間的平均載荷對應(yīng)的頻率與 Fk和Fw間平均載荷對應(yīng)的頻率相等

9、， 此時副簧與主簧的剛度比為用此法確定的主、副簧剛度比值，能保證副簧起作用前、 后懸架振動頻率變化不大。對于經(jīng)常處于半載運輸狀態(tài)的車 輛，采用此法較為合適。五、懸架側(cè)傾角剛度及其在前、后軸的分配懸架側(cè)傾角剛度系指簧上質(zhì)量產(chǎn)生單位側(cè)傾角時懸架給車身的彈性恢復(fù)力矩。它對簧上質(zhì)量的側(cè)傾角有影響。側(cè) 傾角過大或過小都不好。乘坐側(cè)傾角剛度過小而側(cè)傾角過大 的汽車，乘員缺乏舒適感和安全感。側(cè)傾剛度過大而側(cè)傾角 過小的汽車又缺乏汽車發(fā)生側(cè)翻的感覺，同時使輪胎側(cè)偏角 增大，如果發(fā)生在后輪會使汽車增加了過多轉(zhuǎn)向的可能。要 求在側(cè)向慣性力等于 0.4倍車重時，轎車車身側(cè)傾角在2.5o4o,貨車車身側(cè)傾角不超過 6o70。此外，還要求汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，在0.4 g的側(cè)向加速度作用下，前、后輪側(cè)偏角之差 一學(xué)應(yīng)當(dāng)在1o3o范圍內(nèi)。而前、 后懸架側(cè)傾角剛度的分配會影響前、后輪的側(cè)