汽車設(shè)計--6懸架設(shè)計ppt課件

1、第六章 懸架設(shè)計 .第六章 懸架設(shè)計6-1 概 述6-2 懸架構(gòu)造方式分析6-3 懸架主要參數(shù)確實定6-4 彈性元件的計算6-5 獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計6-6 減振器6-7 自動與半自動懸架系統(tǒng).6-1 概 述 一 、主要作用 傳送車輪和車架或車身之間的一切力和力矩; 緩和、抑制路面對車身的沖擊和振動； 保證車輪在路面不平和載荷變化時有理想的運(yùn)動特 性。保證汽車的支配穩(wěn)定性。.二 、對懸架提出的設(shè)計要求 1保證汽車有良好的行駛平順性。2具有適宜的衰減振動才干。3保證汽車具有良好的支配穩(wěn)定性。4汽車制動或加速時要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾；轉(zhuǎn)彎 時車身側(cè)傾角要適宜。5有良好的隔聲才干。6構(gòu)造緊湊

2、、占用空間尺寸要小。7可靠地傳送車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部 件質(zhì)量要小的同時，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命。.6-2 懸架構(gòu)造方式分析 一、非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架 懸架 非獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架兩類 左、右車輪用一根整體軸銜接，再經(jīng)過懸架與車架或車身銜接 左、右車輪經(jīng)過各自的懸架與車架或車身銜接 . 非獨(dú)立懸架 獨(dú)立懸架.1、非獨(dú)立懸架 優(yōu)點 縱置鋼板彈簧為彈性元件兼作導(dǎo)向安裝 構(gòu)造簡單制造容易維修方便任務(wù)可靠 缺陷 汽車平順性較差高速行駛時操穩(wěn)性差轎車不利于發(fā)動機(jī)、行李艙的布置運(yùn)用 ：貨車、大客車的前、后懸架以及某些轎車的后懸架.2、獨(dú)立懸架 優(yōu)點 簧下質(zhì)量小；懸架占用的空間??；可以用剛

3、度小的彈簧，改善了汽車行駛平順性；由于有能夠降低發(fā)動機(jī)的位置高度，使整車的質(zhì)心高度下 降，又改善了汽車的行駛穩(wěn)定性；左、右車輪各自獨(dú)立運(yùn)動互不影響，可減少車身的傾斜和 振動，同時在起伏的路面上能獲得良好的地面附著才干。 缺陷 構(gòu)造復(fù)雜本錢較高維修困難運(yùn)用 ：轎車和部分輕型貨車、客車及越野車 .二、獨(dú)立懸架構(gòu)造方式分析 分類雙橫臂式單橫臂式雙縱臂式單縱臂式單斜臂式麥弗遜式和改動梁隨動臂式.雙橫臂式雙叉式獨(dú)立懸架側(cè)傾中心高度比較低；車輪定位參數(shù)的變化車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角均有變化；輪距變化小，輪胎磨損速度慢；懸架側(cè)傾角剛度較小，需用橫向穩(wěn)定器；橫向剛度大；空間尺寸占用較多；構(gòu)造復(fù)雜，前懸架用得較多

4、。.單橫臂式獨(dú)立懸架側(cè)傾中心高度比較高；車輪定位參數(shù)的變化車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角變化大；輪距變化大，輪胎磨損速度快；懸架側(cè)傾角剛度較大，可不需橫向穩(wěn)定器；橫向剛度大；空間尺寸占用較少；構(gòu)造簡單，本錢低，前懸架用得較少。.單縱臂式獨(dú)立懸架側(cè)傾中心高度比較低；主銷后傾角變化大；輪距不變；懸架側(cè)傾角剛度較小，需橫向穩(wěn)定器；橫向剛度??；幾乎不占用高度空間；構(gòu)造簡單，本錢低；.斜置單臂式獨(dú)立懸架側(cè)傾中心高度介于單橫臂與單縱臂之間；主銷定位參數(shù)有變化；輪距變化不大；懸架側(cè)傾角剛度介于單橫臂與單縱臂之間；橫向剛度較?。粠缀醪徽加酶叨瓤臻g；構(gòu)造簡單，本錢低；.多桿式獨(dú)立懸架側(cè)傾中心高度比較低；車輪定位參數(shù)的變

5、化車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角均有變化；輪距變化小，輪胎磨損速度慢；懸架側(cè)傾角剛度較小，需用橫向穩(wěn)定器；橫向剛度大；空間尺寸占用較多；構(gòu)造復(fù)雜，前懸架用得較多。.滑柱擺臂式獨(dú)立懸架麥弗遜式或支柱式側(cè)傾中心高度比較高；車輪定位參數(shù)的變化車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角變化??；輪距變化很??；懸架側(cè)傾角剛度較大，可不需橫向穩(wěn)定器；橫向剛度大；空間尺寸占用較少；構(gòu)造簡單，緊湊，轎車用得較多。.改動梁隨動臂式獨(dú)立懸架隨動轉(zhuǎn)向臂式側(cè)傾中心高度比較低；車輪定位參數(shù)在左右輪同時跳動時不變；輪距不變；懸架側(cè)傾角剛度較大，不需橫向穩(wěn)定器；橫向剛度大；占用空間??；構(gòu)造簡單，用于FF乘用車的后懸架；.懸架評價目的： 1側(cè)傾中心高度

6、側(cè)傾中心位置高，它到車身質(zhì)心的間隔縮短，可使側(cè)傾力臂及側(cè)傾力矩小些，車身的側(cè)傾角也會減小。但側(cè)傾中心過高，會使車身傾斜時輪距變化大，加速輪胎的磨損。2車輪定位參數(shù)的變化 假設(shè)主銷后傾角變化大，容易使轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生擺振；假設(shè)車輪外傾角變化大，會影響汽車直線行駛穩(wěn)定性，同時也會影響輪距的變化和輪胎的磨損速度。5懸架占用的空間尺寸 3懸架側(cè)傾角剛度4橫向剛度 1側(cè)傾中心高度 2車輪定位參數(shù)的變化.5懸架占用的空間尺寸 占用橫向尺寸大的懸架影響發(fā)動機(jī)的布置和從車上拆裝發(fā)動機(jī)的困難程度； 占用高度空間小的懸架，那么允許行李箱寬闊，而且底部平整，布置油箱容易。 3懸架側(cè)傾角剛度 車廂側(cè)傾角與側(cè)傾力矩和懸架總的

7、側(cè)傾角剛度大小有關(guān)，并影響汽車的支配穩(wěn)定性和平順性。4橫向剛度懸架的橫向剛度影響支配穩(wěn)定性。假設(shè)用于轉(zhuǎn)向軸上的懸架橫向剛度小，那么容易呵斥轉(zhuǎn)向輪發(fā)生擺振景象。.懸架雙橫臂式單橫臂式單縱臂式單斜臂式麥弗遜式扭轉(zhuǎn)梁隨動臂式側(cè)傾中心高比較低比較高比較低居單橫臂和單縱臂之間比較高比較低車輪定位參數(shù)的變化車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角均有變化車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角變化大主銷后傾角變化大有變化變化小左、右輪同時跳動時不變輪距變化小，輪胎磨損速度慢變化大，輪胎磨損速度快不變變化不大變化很小不變懸架側(cè)傾角剛度較小，需用橫向穩(wěn)定器較大，可不裝橫向穩(wěn)定器較小，需用橫向穩(wěn)定器居單橫臂式和單縱臂式之間較大，可不裝橫向穩(wěn)定器橫

8、向剛度橫向剛度大橫向剛度小橫向剛度較小橫向剛度大占用空間尺寸占用較多占用較少幾乎不占用高度空間占用的空間小其它結(jié)構(gòu)復(fù)雜前懸架用得較多結(jié)構(gòu)簡單、成本低，前懸架上用得少結(jié)構(gòu)簡單、成本低結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，轎車上用得較多結(jié)構(gòu)簡單，用于發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動轎車后懸架各種獨(dú)立懸架的比較.三、前、后懸架方案的選擇采用的方案 前輪和后輪均采用非獨(dú)立懸架；前輪采用獨(dú)立懸架，后輪采用非獨(dú)立懸架；前輪與后輪均采用獨(dú)立懸架。 .1 、前輪和后輪均采用非獨(dú)立懸架前、后懸架均采用縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架的汽車轉(zhuǎn)向行駛時，內(nèi)側(cè)懸架處于減載而外側(cè)懸架處于加載形狀，于是內(nèi)側(cè)懸架受拉抻，外側(cè)懸架受緊縮，結(jié)果與懸架固定銜接的車軸橋的軸線

9、相對汽車縱向中心線偏轉(zhuǎn)一角度。如圖a。.對前軸，這種偏轉(zhuǎn)使汽車缺乏轉(zhuǎn)向趨勢添加對后橋，那么添加了汽車過多轉(zhuǎn)向趨勢 轎車將后懸架縱置鋼板彈簧的前部吊耳位置布置得比后邊吊耳低，于是懸架的瞬時運(yùn)動中心位置降低，與懸架銜接的車橋位置處的運(yùn)動軌跡如b所示，即處于外側(cè)懸架與車橋銜接處的運(yùn)動軌跡是oa段，結(jié)果后橋軸線的偏離不再使汽車具有過多轉(zhuǎn)向的趨勢。 .2、 前輪和后輪均采用獨(dú)立懸架1前懸架：麥佛遜式；螺旋彈簧套裝在減桭器外部下擺臂球頭伸到輪輞空間內(nèi)構(gòu)造緊湊制動穩(wěn)定性好負(fù)主銷偏移距發(fā)動機(jī)前置前輪驅(qū)動的乘用車的普通布置：麥佛遜前懸架改動隨動后懸架.隨動轉(zhuǎn)向原理2后懸架：改動隨動式.2.緩沖塊 橡膠制造，經(jīng)過

10、硫化將橡膠與鋼板銜接為一體，再經(jīng)焊在鋼板上的螺釘將緩沖塊固定到車架車身或其它部位上，起到限制懸架最大行程的作用 多孔聚氨指制成 ，它兼有輔助彈性元件的作用。這種資料起泡時就構(gòu)成了致密的耐磨外層，它維護(hù)內(nèi)部的發(fā)泡部分不受損傷。由于在該資料中有封鎖的氣泡，在載荷作用下彈性元件被緊縮，但其外廓尺寸添加卻不大，這點與橡膠不同。有些汽車的緩沖塊裝在減振器上。 四、輔助元件1.橫向穩(wěn)定器經(jīng)過減小懸架垂直剛度，能降低車身振動固有頻率n ,到達(dá)改善汽車平順性的目的。 .6-3 懸架主要參數(shù)確實定 一、前后懸架的靜撓度、動撓度的選擇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。 1、概念

11、1)靜撓度指從滿載靜平衡位置開場懸架緊縮到構(gòu)造允許的最大變形通常指緩沖塊緊縮到其自在高度的1/2或2/3時，車輪中心相對車架或車身的垂直位移。 2)動撓度.1使懸架系統(tǒng)有較低的固有頻率式中，c1、c2為前、后懸架的剛度； m1、m2為前、后懸架的簧上質(zhì)量。汽車前、后部分的固有頻率n1和n2亦稱偏頻2、選擇要求及方法2n1與n2的匹配要適宜3fd要適宜,根據(jù)不同的車和不同路面條件選擇1、懸架系統(tǒng)的固有頻率.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fc1=m1g/c1 fc2=m2g/c2 將fc1、fc2代入.希望fc1與fc2要接近，但不能相等防止共振希望fc1fc2

12、(從加速性思索，假設(shè)fc2大，車身的振動大2、n1與n2的匹配假設(shè)汽車以較高車速駛過單個路障，n1/n21時的車身縱向角振動要比n1/n21時小，故引薦取fc2=0.80.9fc1。思索到貨車前、后軸荷的差別和駕駛員的乘坐溫馨性，取前懸架的靜撓度值大于后懸架的靜撓度值，引薦fc2=0.60.8fc1。為了改善微型轎車后排乘客的乘坐溫馨性，有時取后懸架的偏頻低于前懸架的偏頻。 要求：方法：.3、 fd要適宜，根據(jù)不同的車和不同路面條件選擇要求懸架有足夠的動撓度，以防止在壞路面上行駛時經(jīng)常碰撞緩沖塊。乘用車：fd=7-9cm; 客車：5-8cm; 貨車：6-9cm.二、懸架的彈性特征懸架遭到垂直外

13、力F與由此所引起的車輪中心相對于在車身位移f即懸架的變形的關(guān)系曲線 。1)線性彈性特性定義: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 性特性為不斷線，此時懸架剛度為常數(shù) 。懸架的彈性特性有線性彈性特性和非線性彈性特性兩種1、定義2、分類特點：隨載荷的變化，平順性變化.2)非線性彈性特性定義：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 1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緊縮行程6緩沖塊緊縮期懸架彈性特性曲線 7緩沖塊緊縮時開場接觸彈性支架8額定載荷.特點在滿載位置圖中點8附近，剛度小且曲線變化平緩，因此平順性良好 距滿載較遠(yuǎn)的兩端，曲

14、線變陡，剛度增大 作用在有限的動撓度fd范圍內(nèi)，得到比線性懸架更多的動容量 懸架的運(yùn)容量系指懸架從靜載荷的位置起，變形到構(gòu)造允許的最大變形為止耗費(fèi)的功 懸架的運(yùn)容量越大，對緩沖塊擊穿的能夠性越小 .空載與滿載時簧上質(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)中選用剛度可變的非線性懸架。乘用車簧上質(zhì)量在運(yùn)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，也該當(dāng)采用剛度可變的非線性懸架。.三、貨車后懸的主、副簧的剛度匹配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 副簧參與任務(wù)前、后的懸架振動頻率變化不大 .確定方

15、法 使副簧開場起作用時的懸架撓度fa等于汽車空載時懸架的撓度f0，而使副簧開場起作用前一瞬間的撓度fK等于滿載時懸架的撓度fc 。副簧、主簧的剛度比為 使副簧開場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=0.5F0+FW，并使F0和FK間平均載荷對應(yīng)的頻率與FK和FW間平均載荷對應(yīng)的頻率相等，此時副簧與主簧的剛度比為 ca/cm=2-2/+3 。.四、懸架側(cè)傾角剛度及其在前、后軸的分配 側(cè)傾角剛度的大小影響到側(cè)傾角，側(cè)傾角過大過小都不好：過小會感知不到側(cè)翻的潛在危險；過大那么覺得太不平安，不溫馨。前后懸架的角剛度匹配要思索汽車的轉(zhuǎn)向特性：為滿足汽車的缺乏轉(zhuǎn)向特性，普通使前懸架的角

16、剛度為后懸架角剛度的1.42.6倍，使得前輪的側(cè)偏角大于后輪的側(cè)偏角。.6-4 彈性元件的計算 一、鋼板彈簧的計算(一鋼板彈簧的布置縱置或橫置橫置：沒方法傳送縱向力，需設(shè)置附設(shè)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，很少采用?？v置分為：對稱式與非對稱式 普通為對稱式，在需求改動軸距而又不想改動彈簧位置的情況下采用非對稱式。 .二鋼板彈簧主要參數(shù)確實定 滿載靜止時前后軸負(fù)荷G1,G2 簧下質(zhì)量Gu1,Gu2 單個鋼板彈簧的載荷為： Fw1=(G1-Gu1)/2 Fw2=(G2-Gu2)/2 懸架的靜撓度，動撓度，U型螺栓中心距 汽車軸距La計算所需的知條件.滿載弧高fa是指鋼板彈簧裝到車軸橋上，汽車滿載時鋼板彈簧主片上外表

17、與兩端不包括卷耳半徑連線間的最大高度差。fa用來保證汽車具有給定的高度。當(dāng)fa=0時，鋼板彈簧在對稱位置上任務(wù) ，為了在車架高度已限定時能得到足夠的動撓度值，常取fa=1020mm。1、滿載弧高fa .2、鋼板彈簧長度L確實定鋼板彈簧長度L是指彈簧伸直后兩卷耳中心之間的間隔。在總布置能夠的條件下，應(yīng)盡能夠?qū)摪鍙椈扇￠L些。引薦在以下范圍內(nèi)選用鋼板彈簧的長度： 轎車：L=0.400.55軸距； 貨車:前懸架：L=0.260.35軸距； 后懸架：L=0.350.45軸距。.盡能夠?qū)摪鍙椈扇￠L些的緣由添加鋼板彈簧長度L能顯著降低彈簧應(yīng)力，提高運(yùn)用壽命 降低彈簧剛度，改善汽車平順性 在垂直剛度c 給

18、定的條件下，能明顯添加鋼板彈簧的縱向角剛度(剛板彈簧的縱向角剛度系指鋼板彈簧產(chǎn)生單位縱向轉(zhuǎn)角時，作用到鋼板彈簧上的縱向力矩值 )增大鋼板彈簧縱向角剛度的同時，能減少車輪改動力矩所引 起的彈簧變形 .3、鋼板斷面尺寸及片數(shù)確實定1.鋼板斷面寬度b確實定 1根據(jù)簡支梁公式計算鋼板彈簧所需求的總慣性矩J0。J0=L-ks3c/48Es為U形螺栓中心距mm；k為思索U形螺栓夾緊彈簧后的無效長度系數(shù)如剛性夾緊，取k=0.5，撓性夾緊，取k=0；c為鋼板彈簧垂直剛度N/mm，c=FW/fc；.2鋼板彈簧總截面系數(shù)W0 W0FWL-ks/4W 3計算鋼板彈簧的平均厚度hp.片寬b對汽車性能的影響增大片寬，能

19、添加卷耳強(qiáng)度，但當(dāng)車身受側(cè)向力作用傾斜時，彈簧的扭曲應(yīng)力增大。 前懸架用寬的彈簧片，會影響轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)角。片寬選取過窄，又得添加片數(shù)，從而添加片間的摩擦彈簧的總厚 引薦片寬與片厚的比值b/hp在610范圍內(nèi)選取。 4根據(jù)hp，選鋼板彈簧的片寬b。.2.鋼板彈簧片厚h的選擇 矩形斷面等厚鋼板彈簧的總慣性矩J0=nbh3/12 片厚h選擇的要求添加片厚h，可以減少片數(shù)n 鋼板彈簧各片厚度能夠有一樣和不同兩種情況，希望盡能夠采用前者 但由于主片任務(wù)條件惡劣，為了加強(qiáng)主片及卷耳，也常將主片加厚，其他各片厚度稍薄。此時，要求一副鋼板彈簧的厚度不宜超越三組。 為使各片壽命接近又要求最厚片與最薄片厚度之比

20、應(yīng)小于1.5。鋼板斷面尺寸b和h應(yīng)符合國產(chǎn)型材規(guī)格尺寸。 .三鋼板彈簧各片長度確實定 將各片厚度hi的立方值hi3按同一比例尺沿縱坐標(biāo)繪制在圖上；沿橫坐標(biāo)量出主片長度的一半L/2和U形螺栓中心距的一半s/2，得到A、B兩點，銜接A、B即得到三角形的鋼板彈簧展開圖；AB線與各葉片上側(cè)邊的交點即為各片長度，假設(shè)存在與主片等長的重疊片，就從B點到最后一個重疊片的上側(cè)邊端點不斷線，此直線與各片上側(cè)邊的交點即為各片長度；各片實踐長度尺寸需經(jīng)圓整后確定。.四鋼板彈簧剛度驗算 其中 式中，a為閱歷修正系數(shù)，a=0.900.94； E為資料彈性模量； l1、lk+1為主片為第k+1片的一半長度。.五鋼板彈簧總

21、成在自在形狀下的弧高及曲率半徑計算1鋼板彈簧總成在自在形狀下的弧高H0 及曲率半徑R0H0：鋼板彈簧各片裝配后，在預(yù)緊縮和U形螺栓夾緊前，其主片上外表與兩端不包括卷耳孔半徑連線間的最大高度差，稱為鋼板彈簧總成在自在形狀下的弧高H0H0=fc+fa+f fc為靜撓度； fa為滿載弧高； f為鋼板彈簧總成用U形螺栓夾緊后引起的弧高變化。s為U形螺栓中心距；L為鋼板彈簧主片長度。R0 ：鋼板彈簧總成在自在形狀下的曲率半徑R0=L2/8H0.2鋼板彈簧各片自在形狀下曲率半徑Ri確實定 將各片彈簧自在曲率半徑做成不等的目的：使各片厚度一樣的鋼板彈簧裝配后能很好地貼緊，減少主片的任務(wù)應(yīng)力。為何還要確定自在

22、形狀下的曲率半徑Ri，用總成的曲率半徑行不行？.加預(yù)應(yīng)力的矩形斷面鋼板彈簧在裝配前各片曲率半徑：Ri=R0/1+(20iR0)/Ehi 各片彈簧預(yù)應(yīng)力怎樣加？a保證裝配前各片彈簧片間間隙相差不大，且裝配后各片能很好貼和；b為保證主片及一其相鄰的長片有足夠的運(yùn)用壽命，應(yīng)適當(dāng)降低主片及與其相鄰的長片的應(yīng)力。c滿足各片彈簧在根部處預(yù)應(yīng)力鎖呵斥的彎矩之代數(shù)和等于零。3自在形狀下各片的弧高Hi確實定 HiLi2/8Ri .六鋼板彈簧總成弧高的核算 核算鋼板彈簧總成的弧高的目的：由于鋼板彈簧葉片在自在形狀下的曲率半徑是經(jīng)選取預(yù)應(yīng)力后計算的，裝配后鋼板彈簧總成的孤高計算的結(jié)果會不同。等厚葉片彈簧的曲率半徑R

23、0的計算 鋼板彈簧總成弧高留意：用上式與用式H0=fc+fa+f計算的結(jié)果應(yīng)相近。如相差較多，可經(jīng)重新選用各片預(yù)應(yīng)力再行核算。 .上機(jī)作業(yè)鋼板彈簧設(shè)計為某微型商用車設(shè)計后鋼板彈簧懸架。知參數(shù)：總質(zhì)量 ma為1310kg，整備質(zhì)量 mo為695kg?？蛰d時 前軸載荷 為4250N, 后軸載荷為2700N； 滿載時前軸載荷為5750N，后軸載荷為7350N； 前、后懸架非簧載質(zhì)量分別為500N和690N。汽車軸距L2200mm, 騎馬螺栓中心距 S= 70mm, 滿載時偏頻 n= 1.51.7 H z。葉片斷面尺寸按以下幾種型材規(guī)格選?。?hb=665； 765； 865； 663；763；863

24、；670；770；870。要求：1、用作圖法確定鋼板彈簧各片長度按 1:5 的比例作圖；2、用TC編程并上機(jī)調(diào)試；3、根據(jù)程序，輸入知參數(shù)，確定鋼板彈簧葉片斷面尺寸，片數(shù)，并計算鋼板彈簧總成剛度。4、輸出調(diào)試結(jié)果。5、作業(yè)提交內(nèi)容：初步計算結(jié)果；確定鋼板長度的繪圖；輸出結(jié)果。.七鋼板彈簧強(qiáng)度驗算分兩種工況1、緊急制動時 前鋼板彈簧接受的載荷最大，在它的后半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力max=G1m1l2l1+c / l1+l2W0 式中， G1為作用在前輪上的垂直靜負(fù)荷； m1為制動時前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)， l1、l2為鋼板彈簧前、后段長度； 道路附著系數(shù)，取0.8； W0為鋼板彈簧總截面系數(shù)； c為彈簧固定

25、點到路面的間隔。 .max=G2m2l1l2+c / l1+l2W0+G2m2/bh1 式中，G2為作用在后輪上的垂直靜負(fù)荷； m2為驅(qū)動時后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)， 轎車：m2=1.251.30， 貨車：m2=1.11.2； 為道路附著系數(shù)； b為鋼板彈簧片寬； h1為鋼板彈簧主片厚寬。 2、汽車驅(qū)動時 后鋼板彈簧接受的載荷最大，在它的前半段出現(xiàn)最大應(yīng)力.3、鋼板彈簧卷耳和彈簧銷的強(qiáng)度核算 1卷耳強(qiáng)度計算卷耳所受應(yīng)力由彎曲應(yīng)力和拉壓應(yīng)力合成=3FxD+h1 / bh12 + Fx/bh1 式中，F(xiàn)x為沿彈簧縱向作用在卷耳中心線上的力； D為卷耳內(nèi)徑； b為鋼板彈簧寬度； h1為主片厚度。鋼板彈簧主片

26、卷耳受力.2鋼板彈簧銷的強(qiáng)度計算： 鋼板彈簧銷遭到擠壓應(yīng)力 z=Fs/bd 其中， Fs為滿載靜止時鋼板彈簧端部的載荷；b為卷耳處葉片寬； d為鋼板彈簧銷直徑。 .八鋼板彈簧的資料及處置工藝資料： 55SiMnVB鋼或60Si2Mn工藝： 外表噴丸九少片彈簧.二、扭桿彈簧.1、扭桿直徑2、扭桿有效長度3、扭桿直徑d，有效長度L與改動剛度的關(guān)系d增大，Cn增大，懸架剛度C與Cn成正比，平順性變差；d也不能隨意減少，必需滿足強(qiáng)度要求；L增大，Cn減少，C減少，懸架平順性改善；L不能過長，過長在整車上布置困難，宜采用組合式扭桿。. 6-5 獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計 一、設(shè)計要求1、前懸導(dǎo)向機(jī)構(gòu)1)懸架

27、上載荷變化時，保證輪距變化不超越4.Omm，輪距變化大會引起輪胎早期磨損。2)懸架上載荷變化時，前輪定位參數(shù)要有合理的變化特性，車輪不應(yīng)產(chǎn)生縱向加速度。3)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，應(yīng)使車身側(cè)傾角小。在04g側(cè)向加速度作用下，車身側(cè)傾角不大于67，并使車輪與車身的傾斜同向，以加強(qiáng)缺乏轉(zhuǎn)向效應(yīng)。4)汽車制動時，應(yīng)使車身有抗前俯作用；加速時，有抗后仰作用。2、后懸導(dǎo)向機(jī)構(gòu)1)懸架上的載荷變化時，輪距無顯著變化。2)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，應(yīng)使車身側(cè)傾角小，并使車輪與車身的傾斜反向，以減小過多轉(zhuǎn)向效應(yīng)。.二、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的布置參數(shù) 1側(cè)傾中心 .側(cè)傾軸線應(yīng)大致與地面平行，且盡能夠離地面高些。2.側(cè)傾軸線前懸架的側(cè)傾中心高

28、度遭到允許的輪距變化的限制：側(cè)傾中心高度太高，輪距變化大。實踐獨(dú)立懸架車輛的側(cè)傾中心高度：前懸架0120mm； 后懸架80150mm。使得在曲線行駛時前、后軸上的軸荷變化接近相等，從而保證中性轉(zhuǎn)向特性。平行盡能夠高使車身的側(cè)傾限制在允許的范圍內(nèi)。.3縱傾中心 .4抗制動縱傾性(抗制動前俯角) 抗制動縱傾性可減小制動時汽車車頭的下沉量和車尾的抬高量。只需當(dāng)前后懸架的縱傾中心位于兩車軸之間時，這一性能方可實現(xiàn)。 反映制動時車身前俯程度f1, f2的推導(dǎo).f10時，無前俯景象f10時，發(fā)生前俯景象汽車重心高度h, 制動力分配系數(shù), 軸距 L 知時，縱傾中心高度e1, e2 的選擇有助于汽車抗制動前俯

29、景象的發(fā)生。 表征抗制動前俯的目的抗前俯率d對乘用車，d 5070.三、麥弗遜式獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計 以G點為支點，求力F4: F4 (b+c)=F1a以導(dǎo)向套為支點，求力F3: F3 (d-c)=F4d F3=F1ad/(b+c)(d-c)力F3越大，那么作用在導(dǎo)向套上的摩擦力 F3f 越大(f為摩擦因數(shù))，這使得推活塞桿下落所需的垂直力變大，影響平順性。 .在堅持減振器軸線不變的條件下，常將G點外伸至車輪內(nèi)部，為什么？ 既可以到達(dá)縮短尺寸的目的，又可獲得較小的甚至是負(fù)的主銷偏移距，提高制動時的方向穩(wěn)定性。F3b+ca或懸架占用空間添加，在布置上有困難采用添加減振器軸線傾斜度的方法，可到達(dá)減

30、小尺寸的目的，但也存在布置困難的問題。F3=F1ad/(b+c)(d-c).將彈簧和減振器的軸線相互偏移間隔s，再思索到彈簧軸向力F6的影響，那么作用到導(dǎo)向套上的力將減小，可用下式計算1添加間隔s，有助于減小作用到導(dǎo)向套上的橫向力F3。2為了發(fā)揚(yáng)彈簧反力減小橫向力F3的作用，還將彈簧下端布置得盡量接近車輪，從而呵斥彈簧軸線及減振器軸線成一角度。麥弗遜式懸架中，主銷軸線、滑柱軸線和彈簧軸線不共線的主要緣由.一、分類：汽車懸架系統(tǒng)多采用筒式液力減振器。又分為單向作用減振器，雙向作用減振器。任務(wù)原理：當(dāng)車架或車身和車橋間受振動出現(xiàn)相對運(yùn)動時，減振器內(nèi)的活塞上下挪動，減振器腔內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個腔經(jīng)

31、過不同的孔隙流入另一個腔內(nèi)。此時孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內(nèi)摩擦對振動構(gòu)成阻尼力，使汽車振動能量轉(zhuǎn)化為油液熱能，再由減振器吸收分發(fā)到大氣中。6-6 減振器 .二、阻尼比(相對阻尼系數(shù)值取大，能使振動迅速衰減，但會把路面較大的沖擊傳送到車身，值取小，振動衰減慢，受沖擊后振動繼續(xù)時間長，使乘客感到不溫馨。為充分發(fā)揚(yáng)彈簧在緊縮行程中作用，常把緊縮行程的阻尼比設(shè)計得比伸張小。為減振器阻尼系數(shù)c為懸架系統(tǒng)垂直剛度ms為簧上質(zhì)量 阻力速度特性曲線 .6-7 自動與半自動懸架系統(tǒng) 1 自動懸架系統(tǒng) 自動懸架中不再有傳統(tǒng)意義上的“彈簧剛度和“阻尼特性，懸架中的彈簧和減振器全部或者至少部分被執(zhí)行元件所取代

32、。根本原理是靠本身的能源經(jīng)過執(zhí)行元件對振動進(jìn)展“自動干涉。分類：根據(jù)執(zhí)行元件的呼應(yīng)帶寬可分為寬帶自動懸架和有限帶寬自動懸架兩種，兩種懸架又分別稱為全自動懸架和慢自動懸架。自動與被動懸架系統(tǒng)演示.1 全自動懸架概念：全自動懸架系統(tǒng)所采用的執(zhí)行元件具有較寬的呼應(yīng)頻帶，以便對車輪的高頻共振也加以控制。執(zhí)行元件多采用電液或液氣伺服系統(tǒng)，控制帶寬普通應(yīng)至少覆蓋015Hz，有的執(zhí)行元件呼應(yīng)帶寬甚至高達(dá)100Hz。 .全自動懸架任務(wù)原理的表示圖(單個車輪) A-執(zhí)行元件 E-比較器 F-力傳感器 P-電位器 V-控制閥1-懸掛質(zhì)量 2-加速度傳感器 3-信號處置器 4-控制單元 5-進(jìn)油 6-出油 7-非懸

33、掛質(zhì)量 8-路面輸入 .系統(tǒng)主要由執(zhí)行元件、各種必要的傳感器、信號處置器和控制單元等組成?？刂茊卧鶕?jù)檢測到的各種信號判別汽車的當(dāng)前形狀，并根據(jù)事先設(shè)定的控制戰(zhàn)略決議執(zhí)行元件該輸出多大的力。系統(tǒng)內(nèi)部靠力閉環(huán)控制保證執(zhí)行元件輸出的力滿足指令要求。實踐運(yùn)用時，還必需包括更多的傳感器以檢測必要的系統(tǒng)形狀量，比如轉(zhuǎn)向時與汽車運(yùn)動相關(guān)的橫向加速度、方向盤角速度，還有汽車車速、發(fā)動機(jī)油門開度、制動踏板位置以及汽車車身高度等系統(tǒng)形狀量。系統(tǒng)任務(wù)原理及過程.自動懸架布置圖 1-懸架位移傳感器 2-后懸架執(zhí)行元件3-車門開關(guān)傳感器4-隔離閥 5-前懸架執(zhí)行元件6-控制閥 7-液壓泵 8-油門位置傳感器 9-車速

34、傳感器 10-控制踏板位置傳感器 11-方向盤傳感器 12-中央控制單元 .性能目的評價規(guī)范自動懸架的性能目的可以用多個系統(tǒng)輸出變量的均方根值的加權(quán)和來表征。這些變量可以包括車身加速度、車輪與地面間的動載、車輪相對于車身的位移以及執(zhí)行元件的作用力等。 系統(tǒng)的控制變量也比傳統(tǒng)的被動懸架要多，并且參數(shù)的選擇范圍也更寬。 .自動懸架特點 要求執(zhí)行元件所產(chǎn)生的力可以很好地跟蹤任何力控制信號 因此，它為控制律的選擇提供了一個寬廣的設(shè)計空間，即如何確定控制律以使系統(tǒng)可以讓車輛到達(dá)最正確的總體性能。研討闡明，自動懸架可以在不同路面及行駛條件下顯著地提高車輛性能。 .2 慢自動懸架 慢自動懸架將執(zhí)行元件的頻響

35、帶寬降低到只思索車身的垂直、俯仰和側(cè)傾振動以及汽車的轉(zhuǎn)向反響，不思索車輪剛度所對應(yīng)的頻率，也即帶寬降至34Hz。它與前述的自動懸架在被測形狀量和控制實施等方面都有類似，獨(dú)一的差別就是執(zhí)行元件帶寬的降低。 一類為當(dāng)其不起作用(鼓勵頻率超越呼應(yīng)帶寬)時可以像普通彈簧一樣任務(wù)，比如氣壓執(zhí)行元件，在這種情況下由于執(zhí)行元件可以支持車身的分量，所以系統(tǒng)中可以不加彈簧或并聯(lián)一個彈簧。另一類為不起作用時變?yōu)閯傂泽w的執(zhí)行元件，如滑閥控制的液力作動器，在這種情況下系統(tǒng)中必需串聯(lián)彈性元件 在慢自動懸架中，可以選用兩類執(zhí)行元件.轎車用慢自動懸架原理圖 1-懸掛質(zhì)量2-空氣彈簧3-阻力閥4-比例流量控制閥5-接油泵6-接油罐 7-輪胎剛度8-非懸掛質(zhì)量 9-執(zhí)行元件 .慢自動懸架特點由于慢自動懸架執(zhí)行元件僅需在一窄帶頻率范圍內(nèi)任務(wù)，降低了系統(tǒng)的本錢及復(fù)雜程度。比全自動懸架廉價得多。它的自動控制依然覆蓋了主要的車身振動，包含縱向、俯仰、側(cè)