某微型汽車懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

某微型汽車懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目錄TOC\o"1-3"\f\h\z第1章緒論 11.1懸架簡介 11.2設(shè)計(jì)要求： 2第2章前、后懸架結(jié)構(gòu)的選擇 32.1獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 32.2獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)形式分析 32.3輔助元件 4第3章技術(shù)參數(shù)確定與計(jì)算 53.1主要技術(shù)參數(shù) 53.2懸架性能參數(shù)確定 53.3懸架靜撓度 63.4懸架動撓度 63.5懸架彈性特性曲線 6第4章彈性元件的設(shè)計(jì)計(jì)算 74.1前懸架彈簧 74.2后懸架彈簧 8第5章懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 105.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 105.2麥弗遜獨(dú)立懸架示意圖 105.3導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受力分析 115.4橫臂軸線布置方式 135.5導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的布置參數(shù) 13第6章減振器設(shè)計(jì) 146.1減振器概述 146.2減振器分類 146.3減振器參數(shù)選取 156.4減振器阻尼系數(shù) 156.5最大卸荷力 166.6筒式減振器主要尺寸 16第7章橫向穩(wěn)定桿設(shè)計(jì) 187.1橫向穩(wěn)定桿參數(shù)確定 18第8章平順性分析 208.1平順性概念 208.2汽車的等效振動分析 208.3車身加速度的幅頻特性 228.4相對動載的幅頻特性 238.5懸架動撓度的幅頻特性 248.6影響平順性的因素 26第9章結(jié)論 27參考文獻(xiàn) 28致謝 29HYPERLINKE:\金力援\畢業(yè)論文.docl"_Toc170520662#_Toc170520662"附錄Ⅰ 30HYPERLINKE:\金力援\畢業(yè)論文.docl"_Toc170520663#_Toc170520663"附錄II 39第1章緒論懸架簡介汽車懸架是車架與車軸之間的彈性聯(lián)結(jié)裝置的統(tǒng)稱。它的作用是彈性地連接車橋和車架，緩和行駛中車輛受到的沖擊力。保證貨物完好和人員舒適；衰減由于彈性系統(tǒng)引進(jìn)的振動，使汽車行駛中保持穩(wěn)定的姿勢，改善操縱穩(wěn)定性；同時懸架系統(tǒng)承擔(dān)著傳遞垂直反力，縱向反力和側(cè)向反力以及這些力所造成的力矩作用到車架上，以保證汽車行駛平順；并且當(dāng)車輪相對車架跳動時，特別在轉(zhuǎn)向時，車輪運(yùn)動軌跡要符合一定的要求，因此懸架還起使車輪按一定軌跡相對車身跳動的導(dǎo)向作用。現(xiàn)代汽車除了保證其基本性能，即行駛性、轉(zhuǎn)向性和制動性等之外，目前正致力于提高安全性與舒適性，向高附加價值、高性能和高質(zhì)量的方向發(fā)展。對此，尤其作為提高操縱穩(wěn)定性、乘坐舒適性的轎車懸架必須進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)。舒適性是汽車最重要的使用性能之一。舒適性與車身的固有振動特性有關(guān)，而車身的固有振動特性又與懸架的特性相關(guān)。懸架與汽車的多種使用性能有關(guān)，為滿足這些性能，懸架系統(tǒng)必須能滿足這些性能的要求:首先，懸架系統(tǒng)要保證汽車有良好的行駛平順性，對以載人為主要目的的轎車來講，乘員在車中承受的振動加速度不能超過國標(biāo)規(guī)定的界限值。其次，懸架要保證車身和車輪在共振區(qū)的振幅小，振動衰減快。再次，要能保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性，一方面懸架要保證車輪跳動時，車輪定位參數(shù)不發(fā)生很大的變化，另一方面要減小車輪的動載荷和車輪跳動量。還有就是要保證車身在制動、轉(zhuǎn)彎、加速時穩(wěn)定，減小車身的俯仰和側(cè)傾。最后要保證懸架系統(tǒng)的可能性，有足夠的剛度、強(qiáng)度和壽命。所以，汽車懸架是保證乘坐舒適性的重要部件。設(shè)計(jì)要求：（1）完成前懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（2）完成后懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)；（3）對整車進(jìn)行平順性分析；（4）提出前后懸架匹配方面的改進(jìn)方案。（5）有良好的隔音能力；（6）結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間尺寸要小；（7）可靠地傳遞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。為了滿足汽車具有良好的行駛平順性，要求簧上質(zhì)量與彈性元件組成的振系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)在合適的頻段，并盡可能低。前、后懸架固有頻率的匹配應(yīng)合理，對于轎車，要求前懸架的固有頻率略低于后懸架的固有頻率，還要盡量避免懸架撞擊車架（或車身）。汽車在不平路面行駛時，由于懸架的彈性作用，使汽車產(chǎn)生垂直振動。為了迅速衰減這種振動和抑制車身、車輪的共振，減小車輪的振幅，懸架應(yīng)裝有減振器，并使之具有合理的阻尼。阻尼值取大，能使振動迅速衰減，但會把路面較大的沖擊傳遞到車身，阻尼值取小，振動衰減慢，受沖擊后振動持續(xù)時間長，使乘客感到不舒服。為充分發(fā)揮彈簧在壓縮行程中作用，常把壓縮行程的阻尼比設(shè)計(jì)得比伸張行程小。利用減振器的阻尼作用，使汽車振動的振幅減小，直至振動停止。適當(dāng)?shù)剡x擇懸架方案和參數(shù)，在車輪上、下跳動時，使主銷定位角變化不大、車輪運(yùn)動與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動要協(xié)調(diào)，避免前輪擺振；汽車轉(zhuǎn)向時，應(yīng)使之稍有不足轉(zhuǎn)向特性。第2章前、后懸架結(jié)構(gòu)的選擇2.1獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是車橋做成斷開的，每一側(cè)的車輪可以單獨(dú)的通過彈性懸架與車架（車身）連接，兩側(cè)車輪可以單獨(dú)跳動，互不影響。轎車和載重量1t以下的貨車前懸架廣為采用獨(dú)立懸架，轎車后懸架上也在逐漸采用獨(dú)立懸架，越野車、礦用車和大客車的前懸架也有一些采用獨(dú)立懸架。獨(dú)立懸架的優(yōu)點(diǎn)是：簧下質(zhì)量小；懸架占用的空間?。粡椥栽怀惺艽怪绷Γ钥梢杂脛偠刃〉膹椈?，使車身振動頻率降低，改善了汽車行駛平順性；由于采用斷開式車軸，所以能降低發(fā)動機(jī)的位置高度，使整車的質(zhì)心高度下降，改善了汽車的行駛穩(wěn)定性；左、右車輪獨(dú)自運(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能力；獨(dú)立懸架可提供多種方案供設(shè)計(jì)人員選用，以滿足不同設(shè)計(jì)要求。獨(dú)立懸架的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本較高，維修困難。這種懸架主要用于乘用車和部分質(zhì)量不大的商用車上。2.2獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)形式分析根據(jù)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，獨(dú)立懸架可分為：雙橫臂，單橫臂，縱臂式，單斜臂，多桿式及滑柱（桿）連桿（擺臂）式等等。按目前采用較多的有以下三種形式：雙橫臂式，滑柱連桿式，斜置單臂式。按彈性元件采用不同分為：螺旋彈簧式，鋼板彈簧式，扭桿彈簧式，氣體彈簧式，中級轎車目前采用最多的是螺旋彈簧懸架。如圖1所示為雙橫臂式獨(dú)立懸架。雙橫臂式獨(dú)立懸架按上下橫臂是否等長，又分為等長雙橫臂式和不等長雙橫臂式兩種懸架。等長雙橫臂式懸架在車輪上下跳動時，能保持主銷傾角不變，但輪距變化大(與單橫臂式相類似)，造成輪胎磨損嚴(yán)重，現(xiàn)已很少用。對于不等長雙橫臂式懸架，只要適當(dāng)選擇、優(yōu)化上下橫臂的長度，并通過合理的布置、就可以使輪距及前輪定位參數(shù)變化均在可接受的限定范圍內(nèi)保證汽車具有良好的行駛穩(wěn)定性。麥弗遜獨(dú)立懸架特點(diǎn)是主銷位置和前輪定位角不隨車輪的上下跳動而變化，有利于汽車的操縱性和穩(wěn)定性。麥克弗遜式是絞結(jié)式滑柱與下橫臂組成的懸架形式，減振器可兼做轉(zhuǎn)向主銷，轉(zhuǎn)向節(jié)可以繞著它轉(zhuǎn)動。特點(diǎn)是主銷位置和前輪定位角隨車輪的上下跳動而變化，這點(diǎn)與燭式懸架正好相反。這種懸架構(gòu)造簡單，布置緊湊，前輪定位變化小，具有良好的行駛穩(wěn)定性。麥弗遜懸掛通常由兩個基本部分組成：支柱式減震器和A字型托臂。之所以叫減震器支柱是因?yàn)樗藴p震還有支撐整個車身的作用，他的結(jié)構(gòu)很緊湊，把減震器和減震彈簧集成在一起，組成一個可以上下運(yùn)動的滑柱；下托臂通常是A字型的設(shè)計(jì)，用于給車輪提供部分橫向支撐力，以及承受全部的前后方向應(yīng)力。整個車體的重量和汽車在運(yùn)動時車輪承受的所有沖擊就靠這兩個部件承擔(dān)。所以麥弗遜的一個最大的設(shè)計(jì)特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)簡單能帶來兩個直接好處那就是：懸掛重量輕和占用空間小。圖2－2麥弗遜獨(dú)立懸架2.3輔助元件2.3.1橫向穩(wěn)定器近代汽車的懸架一般都很軟，在高速行駛中轉(zhuǎn)向時，車身會產(chǎn)生很大的橫向傾斜和橫向角振動。為了減少這種橫向傾斜，往往在懸架中添置橫向穩(wěn)定器來加大懸架的側(cè)傾角剛度以改善汽車的行駛穩(wěn)定性。當(dāng)左右車輪有垂向的相對位移時，穩(wěn)定桿受扭，發(fā)揮作用。它除了可增加懸架的側(cè)傾角剛度，從而減小汽車轉(zhuǎn)向時車身的側(cè)傾角外，也有助于使汽車獲得所需要的不足轉(zhuǎn)向。2.3.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是傳遞車輪與車身間的力和力矩，同時保持車輪按一定運(yùn)動軌跡相對車身跳動，它由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由控制擺臂式桿件組成。出于對中級轎車的考慮為了在原有獨(dú)立懸架的基礎(chǔ)上添加導(dǎo)向機(jī)構(gòu)又不使結(jié)構(gòu)復(fù)雜，決定采用單桿式導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。第3章技術(shù)參數(shù)確定與計(jì)算3.1主要技術(shù)參數(shù)整車的基本參數(shù)見表尺寸參數(shù)軸距（mm）2600輪距前輪（mm）1380后輪（mm）1360質(zhì)量參數(shù)軸荷分配空載前軸（kg）660后軸（kg）630滿載前軸（kg）780后軸（kg）885非簧載質(zhì)量：前懸非簧載質(zhì)量為55kg后懸非簧載質(zhì)量為85kg簧載質(zhì)量（滿載）前簧載質(zhì)量＝滿載軸荷質(zhì)量—非簧載質(zhì)量＝780—55＝725kg后簧載質(zhì)量＝滿載軸荷質(zhì)量—非簧載質(zhì)量＝885－85＝800kg3.2懸架性能參數(shù)確定1）自振頻率（固有頻率）選取對發(fā)動機(jī)排量在1.6L以下的乘用車，前懸架滿載偏頻要求在1.00――1.45Hz，后懸架則要求在1.17――1.58Hz。原則上，乘用車的發(fā)動機(jī)排量越大，懸架的偏頻應(yīng)越小，要求滿載前懸架偏頻在0.80――1.15Hz，后懸架則要求在1.70――2.17Hz。因此?。呵皯壹芷ln=1.2Hz后懸架偏頻n=1.25Hz2)懸架剛度前后懸架剛度分別為3.3懸架靜撓度：前懸架靜撓度：后懸架靜撓度：符合式中：—汽車靜止時懸架上的載荷—重力加速度前、后懸架的靜撓度和應(yīng)當(dāng)接近，并使后懸架靜撓度比前懸架的靜撓度小些，這樣有利于防止車身產(chǎn)生較大的縱向角振動。3.4懸架動撓度為了防止在不平路面上行駛時經(jīng)常沖擊緩沖塊，懸架還必須具備足夠的動撓度。前、后懸架的動撓度常按其相應(yīng)的靜撓度來選取，對于轎車取。因此取3.5懸架彈性特性曲線圖3-1懸架彈性特性曲線1-緩沖塊復(fù)原點(diǎn)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-緩沖塊壓縮期懸架特性曲線7-緩沖塊壓縮時開始接觸彈性支架8-額定載荷第4章彈性元件的設(shè)計(jì)計(jì)算4.1前懸架彈簧1）彈簧中徑、鋼絲直徑、及結(jié)構(gòu)形式定彈簧中徑鋼絲直徑結(jié)構(gòu)形式：端部并緊、不磨平、支撐圈為1圈所選用的材料為查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》得則2）彈簧圈數(shù)由前知單側(cè)螺旋彈簧所受軸向載荷為其中m—前懸架單側(cè)簧載質(zhì)量（）—前懸架減振器安裝角（）螺旋彈簧在下的變形為螺旋彈簧的剛度由得彈簧工作圈數(shù)取，又彈簧總?cè)?shù)與有效圈數(shù)關(guān)系為則彈簧總?cè)?shù)3）彈簧完全并緊時的高度彈簧總?cè)?shù)與有效圈數(shù)以及彈簧完全并緊時的高度間的關(guān)系如下：則取彈簧總高度4）應(yīng)力校核所選螺旋彈簧的剪應(yīng)力為：又則式中—曲度系數(shù)—彈簧指數(shù)4.2后懸架彈簧1）彈簧中徑、鋼絲直徑、及結(jié)構(gòu)形式定彈簧中徑鋼絲直徑結(jié)構(gòu)形式：端部并緊、不磨平、支撐圈為1圈所選用的材料為查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》得則2）彈簧圈數(shù)由前知單側(cè)螺旋彈簧所受軸向載荷為其中—后懸架單側(cè)簧載質(zhì)量（）—后懸架減振器安裝角（）螺旋彈簧在下的變形為螺旋彈簧的剛度由得彈簧工作圈數(shù)取，又彈簧總?cè)?shù)與有效圈數(shù)關(guān)系為則彈簧總?cè)?shù)3）彈簧完全并緊時的高度彈簧總?cè)?shù)與有效圈數(shù)以及彈簧完全并緊時的高度間的關(guān)系如下：則取彈簧總高度4）應(yīng)力校核所選螺旋彈簧的剪應(yīng)力為：又則式中—曲度系數(shù)—彈簧指數(shù)第5章懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求1）懸架上載荷變化時，保證輪距變化不超過，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)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。在側(cè)加速度下，車身側(cè)傾角不大于，并使車輪與車身的傾斜同向，以增強(qiáng)不足轉(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。5.2麥弗遜獨(dú)立懸架示意圖圖5-1麥弗遜式獨(dú)立懸架適用彈簧：螺旋彈簧主要使用車型：轎車前輪；車輪上下振動時前輪定位的變化：輪距、外傾角的變化比稍??；拉桿布置可在某種程度上進(jìn)行調(diào)整。側(cè)擺剛度：很高、不需穩(wěn)定器；操縱穩(wěn)定性：橫向剛度高；在某種程度上可由調(diào)整外傾角的變化對操縱穩(wěn)定性進(jìn)行調(diào)整。5.3導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受力分析—作用到導(dǎo)向套上的力—前輪上的靜載荷減去前軸簧下質(zhì)量的—彈簧軸向力—彈簧和減振器的軸線相互偏移的距離圖5-2麥弗遜式獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受力簡圖分析如圖5-2所示麥弗遜式獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受力簡圖可知。橫向力越大，則作用在導(dǎo)向套和活塞上的摩擦力越大（為摩擦系數(shù)），這對汽車平順性有不良影響。為了減小摩擦力，在導(dǎo)向套和活塞表面應(yīng)用了減磨材料和特殊工藝。由上式可知，為了減小，要求尺寸越大越好，或者減小尺寸。增大使懸架占用空間增大，在布置上有困難；若采用增加減振器軸線傾斜度的方法，可達(dá)到減小的目的，但也存在布置困難的問題。為此，在保持減振器軸線不變的條件下，常將圖中的點(diǎn)外伸至車輪內(nèi)部，既可以達(dá)到縮短尺寸的目的，又可以獲得較小的甚至是負(fù)的主銷偏移距，提高制動穩(wěn)定性。移動點(diǎn)后的主銷軸線不再與減振器軸線重合。圖5-3麥弗遜式獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受力簡圖為了發(fā)揮彈簧減小橫向力的作用，有時還將彈簧下端布置靠近車輪，從而造成彈簧軸線及減振器軸線成一角度。這就是麥弗遜式獨(dú)立懸架中，主銷軸線、滑柱軸線和彈簧軸線不共線的主要原因。5.4橫臂軸線布置方式麥弗遜式獨(dú)立懸架的擺臂軸線與主銷后傾角的匹配影響到汽車的側(cè)傾穩(wěn)定性。當(dāng)擺臂軸的抗前傾俯角等于靜平衡位置的主銷后傾角時，擺臂軸線正好與主銷軸線垂直，運(yùn)動瞬心交于無窮遠(yuǎn)處，主銷軸線在懸架跳動作平動。因此，主銷后傾角保持不變。當(dāng)抗前傾俯角與主銷后傾角的匹配使運(yùn)動瞬心交于前輪后方時，在懸架壓縮行程，主銷后傾角有增大的趨勢。當(dāng)抗前傾俯角與主銷后傾角的匹配使運(yùn)動瞬心交于前輪前方時，在懸架壓縮行程，主銷后傾角有減小的趨勢。為了減少汽車制動時的縱傾，一般希望在懸架壓縮行程主銷后傾角有增加的趨勢。因此，在設(shè)計(jì)麥弗遜式獨(dú)立懸架時，應(yīng)選擇參數(shù)抗前傾俯角能使運(yùn)動瞬心交于前輪后方。第6章減振器設(shè)計(jì)6.1減振器概述為加速車架與車身的振動的衰減，以改善汽車的行使平順性，在大多數(shù)汽車的懸架系統(tǒng)內(nèi)部裝有減振器。在麥弗遜懸架中，減振器與彈性元件是串聯(lián)安裝。汽車懸架系統(tǒng)中廣泛的采用液力減振器。液力減振器的工作原理是，當(dāng)車架和車橋作往復(fù)的相對運(yùn)動而活塞在鋼筒內(nèi)作往復(fù)運(yùn)動時，減振器殼底內(nèi)的油液便反復(fù)的通過一些狹小的空隙流入另一內(nèi)腔。此時孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)摩擦便形成對振動的阻力，使車身和車架的振動能量轉(zhuǎn)化成為熱能被油液和減振器殼體所吸收，然后釋放到大氣中。減振器的阻尼力的大小隨車架和車橋相對速度的增減而增減，并且與油液的黏度有關(guān)。要求油液的黏度受溫度變化的影響近可能的小，且具有抗氧化抗汽化性及對各種金屬和非金屬零件不起腐蝕作用等性能。減振器的阻尼力越大，振動消除的越快，但卻使串聯(lián)的彈性元件的作用不能充分發(fā)揮，同時，過大的阻尼力還可能導(dǎo)致減振器連接零件及車架的損壞。為解決彈性元件與減振器之間的這一矛盾，對減振器提出如下的要求：1）在懸架的壓縮行程內(nèi)，減振器的阻尼力應(yīng)該小，以充分利用彈性元件來緩和沖擊；2）在懸架的伸張行程內(nèi)，減振器的阻尼力應(yīng)該大，以要求迅速的減振；3）當(dāng)車橋與車架的相對速度較大時，減振器能自動加大液流通道的面積，使阻尼力始終保持在一定的限度之內(nèi)，以避免承受過大的沖擊載荷。6.2減振器分類減振器按結(jié)構(gòu)形式不同，分為搖臂式和筒式兩種。雖然搖臂式減振器能在比較大的工作壓力條件下工作，但由于它的工作特性受活塞磨損和工作溫度變化的影響大而遭淘汰。筒式減振器工作壓力雖然僅為，但是因?yàn)楣ぷ餍阅芊€(wěn)定而在現(xiàn)代汽車上得到廣泛的應(yīng)用。筒式減振器又分為單筒式、雙筒式和充氣筒式三種。雙筒充氣液力減振器具有工作性能穩(wěn)定、干摩擦阻力小、噪聲低、總長度短等優(yōu)點(diǎn)，在乘用車上得到越來越多的應(yīng)用。6.3減振器參數(shù)選取通常情況下，將壓縮行程時的相對阻尼系數(shù)取得小些，伸張行程的相對阻尼系數(shù)取得大些。兩者之間保持的關(guān)系設(shè)計(jì)時，先選取與的平均值。對于無內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，??；對于有內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，值取小些。對于行使路面條件較差的汽車，值應(yīng)取大些，一般??；為避免懸架碰撞車架，取對于本設(shè)計(jì)選用的懸架，取6.4減振器阻尼系數(shù)減振器阻尼系數(shù)。因懸架系統(tǒng)固有頻率，所以理論上。實(shí)際上應(yīng)根據(jù)減振器的布置特點(diǎn)確定減振器的阻尼系數(shù)。例如，當(dāng)減振器如圖6-2安裝時，減振器阻尼系數(shù)為所以（單邊）（單邊）圖6-2減振器安裝位置在下擺臂長度不變的條件下，改變減振器下橫臂的上固定點(diǎn)位置或者減振器軸線與鉛直線之間的夾角，會影響減振器阻尼系數(shù)的變化。6.5最大卸荷力為減小傳到車身上的沖擊力，當(dāng)減振器活塞振動速度達(dá)到一定值時，減振器打開卸荷閥，此時的活塞速度稱為卸荷速度。在減振器安裝如圖7-2所示時，式中—車身振幅，取—懸架系統(tǒng)的固有頻率為卸荷速度,一般為、均符合要求.如已知伸張時的阻尼系數(shù),在伸張行程的最大卸荷力則6.6筒式減振器主要尺寸1）筒式減振器工作直徑可根據(jù)最大卸荷力和缸內(nèi)最大壓力強(qiáng)度來近似的求工作缸的直徑式中[P]工作缸內(nèi)最大允許壓力,取連桿直徑與缸筒直徑之比,雙筒式取由《汽車筒式減振器尺寸系列及技術(shù)條件》可知:減振器的工作缸直徑有等幾種。所以筒式減振器工作直徑可?。喝∪?）油筒直徑貯油筒直徑，壁厚取，材料可取鋼前貯油筒直徑取后貯油筒直徑取連桿直徑的選擇：；第7章橫向穩(wěn)定桿設(shè)計(jì)7.1橫向穩(wěn)定桿參數(shù)確定當(dāng)用于獨(dú)立懸架時，橫向穩(wěn)定器側(cè)傾角剛度與車輪處的等效側(cè)傾角剛度之間的換算關(guān)系可如下求出：設(shè)汽車左右車輪接地點(diǎn)處分別作用大小相等，方向向反的垂向力微量d，在該二力作用下左右車輪處的垂直位移為d，相應(yīng)的橫向穩(wěn)定桿部受到的垂向力和位移分別為d和d，由于此時要考察的是穩(wěn)定桿在車輪處的等效側(cè)傾角剛度，因而不考慮懸架中彈簧的作用力，則必然有d與d所作的功相等，即d?d=d?d而作用在桿上的彎矩和轉(zhuǎn)角分別為d=dLd=2d/LL——橫向穩(wěn)定器兩端點(diǎn)之間的距離由此可得出桿的角剛度=d/d=同理可知車輪的等效角剛度=B——為車輪輪距由此可得=由于連接點(diǎn)處橡膠件的變形，穩(wěn)定桿的側(cè)傾角會較小15%~30%當(dāng)穩(wěn)定桿兩端受到大小相等、方向相反的垂直力P作用時，其端點(diǎn)的位移f可用材料力學(xué)的辦法求出，具體為f=E——材料的彈性模量，E=2.06×MPaI——穩(wěn)定桿的截面慣性矩，I=d——穩(wěn)定桿的直徑，mmP——端點(diǎn)作用力，NF——端點(diǎn)位移，mm由上式可知橫向穩(wěn)定桿的角剛度==3EI/2當(dāng)角剛度給定時，由此可得出穩(wěn)定桿直徑dd==20mm還應(yīng)滿足轉(zhuǎn)應(yīng)力不超過700MPa≈615MPa——曲度系數(shù)，=4C-1/4C-4+0.615/CC——彈簧指數(shù)，C=（2R+d）/d橫向穩(wěn)定器其他參數(shù)：L=1040mm，a=220mm，b=120mm,l=800mm，其中L—橫向穩(wěn)定桿兩端點(diǎn)的距離l—橫向穩(wěn)定桿中部長度a—兩端縱向部分的長度b—橫向穩(wěn)定桿與車身支點(diǎn)距離第8章平順性分析8.1平順性概念汽車行使時，由路面不平以及發(fā)動機(jī)、傳動系和車輪等旋轉(zhuǎn)部件激發(fā)汽車的振動。通常，路面不平是汽車振動的基本輸入。汽車的平順性主要是保持汽車在行駛過程中產(chǎn)生的振動和沖擊環(huán)境對乘員舒適性的影響在一定界限之內(nèi)。因此平順性主要根據(jù)乘員主觀感覺的舒適性來評價，對于載貨汽車還包括保持貨物完好的性能，它是現(xiàn)代汽車的主要性能之一。8.2汽車的等效振動分析為增強(qiáng)車內(nèi)乘員的舒適感，必須降低汽車行駛中的振動，即提高汽車的行駛平順性能。汽車在一定路面上行駛時，其振動量（振幅、振動速度及加速度）的大小取決于汽車的質(zhì)量、懸架剛度、輪胎剛度和阻尼等結(jié)構(gòu)參數(shù)。但是，汽車振動是一個極為復(fù)雜的空間多自由度振動系統(tǒng)。為便于分析，需把復(fù)雜的實(shí)際汽車在某些假設(shè)條件下，簡化為等效振動系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)采用汽車振動系統(tǒng)模型。如圖8-1。圖8-1汽車振動系統(tǒng)模型根據(jù)力學(xué)定理，可列出圖7-1所示系統(tǒng)的振動微分方程：式中，為簧載質(zhì)量；為非簧載質(zhì)量；為左右兩側(cè)懸架的合成剛度；為左右兩側(cè)懸架的合成當(dāng)量阻尼系數(shù)；為左右兩側(cè)懸架的合成輪胎剛度；為簧載質(zhì)量的垂直位移；為簧載質(zhì)量的垂直位移；為路面不平度賦值函數(shù)，即路面不平度對汽車的實(shí)際激勵。解式（1）可得該系統(tǒng)振動的兩個主頻率：式中，，。由上式可知，汽車振動存在兩個主頻和，它們僅為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)的函數(shù)而與外界的激勵條件無關(guān)，是表征系統(tǒng)特征的固有參數(shù)。一般地說，其中較小值的一階主頻，且接近由彈簧質(zhì)量和懸架剛度所決定的頻率，而較大值的二階主頻率，較接近主要由輪胎剛度和非簧載質(zhì)量所決定的頻率。方程的解是由自由振動齊次方程的解與非齊次方程特解之和組成。令，，則齊次方程為式中的稱為系統(tǒng)固有頻率，而阻尼對運(yùn)動的影響取決于和的比值變化ζ，汽車懸架系統(tǒng)阻尼比ζ的數(shù)值通常在0.25左右，屬于小阻尼，此時微分方程的通解為8.3車身加速度的幅頻特性雙質(zhì)量系統(tǒng)在，質(zhì)量比剛度比，阻尼比兩種情況下的幅頻特性曲線。由四個參數(shù)可按下式確定車輪部分的固有頻率和阻尼比（一階阻尼比）（二階阻尼比）8-2車身加速度的幅頻特性曲線圖圖8-2雙質(zhì)量系統(tǒng)，車輪部分的具體參數(shù)為，，共振時，增大而幅頻減小，在第一共振峰和第二共振峰之間的高頻區(qū)，增大幅頻也增大，在高頻共振區(qū)，雙質(zhì)量系統(tǒng)出現(xiàn)第二共振峰，在之后，幅頻按一定斜率衰減，也減小，所以對共振與高頻段的效果相反，綜合考慮，取比較合適。8.4相對動載的幅頻特性車輪動載，頻率響應(yīng)函數(shù)將代入上式，得：式中圖8-3的參數(shù)采用與圖8-2所示雙質(zhì)量系統(tǒng)同樣的參數(shù)。相對動載的幅頻特性曲線在低頻共振區(qū)，與車身加速度的幅頻特性曲線趨勢不同，；在高頻共振區(qū)，阻尼比對相對動載的幅頻特性曲線的峰值影響很大；在之間的幅頻，阻尼比越大幅頻就越大；在之后，相對動載幅頻特性曲線按一定斜率衰減，越大幅頻衰減越快。綜合考慮，取比較合適。圖8-3相對動載的幅頻特性曲線圖8.5懸架動撓度的幅頻特性圖8-4限位行程的示意圖由圖7-4所示，由車身平衡位置起，懸架允許的最大壓縮行程就是其限位行程。彈簧動撓度與限位行程應(yīng)適當(dāng)配合，否則會增加行駛中撞擊限位的概率，使平順性變壞。頻率響應(yīng)函數(shù)為將與代入上式，得：懸架系統(tǒng)對于車身位移來說，是將高頻輸入衰減的低通濾波器；對于動撓度來說，是將低頻輸入衰減的高通濾波器。阻尼比對只在共振區(qū)起作用，而且當(dāng)時已不呈現(xiàn)峰值。且阻尼比與幅頻值成反比，如圖7-5所示。圖8-5懸架動撓度的幅頻特性曲線圖通過分析，當(dāng)阻尼比時，本懸架系統(tǒng)的平順性特性較好，符合ISO02631-1：1997（E）標(biāo)準(zhǔn)。8.6影響平順性的因素1）結(jié)構(gòu)參數(shù)對平順性的影響（1）懸架剛度彈性元件是汽車懸架的主要組成部分，彈性元件的剛度或懸架等效剛度及其特性是影響平順性的主要因素。當(dāng)簧載質(zhì)量一定時，減小可降低車體固有振動頻率，但值過小會使車體振動過程中的懸架動行程增大，并使非簧載質(zhì)量的振動位移也增大，甚至導(dǎo)致車輪離開地面，對汽車操縱穩(wěn)定性產(chǎn)生不利后果。汽車在實(shí)際使用中，簧載質(zhì)量隨汽車的裝載情況而變，當(dāng)值一定時，將隨減小而增大。因此，理想的懸架彈性特性應(yīng)具有變剛度或非線性特性，即隨汽車載荷的變化，懸架剛度能自動增大或減小，以減小懸架限位塊碰撞車身的機(jī)率，使車體免遭撞擊。（2）懸架阻尼汽車懸架系統(tǒng)中裝有減振器。減振器阻尼對車體固有頻率的影響不大，但卻能使車體振動迅速衰減，改善車內(nèi)乘員的舒適感。研究表明，懸架阻尼的大小還對操縱穩(wěn)定性和制動方向穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。輪胎輪胎徑向剛度與輪胎結(jié)構(gòu)、尺寸和氣壓有關(guān)，若以與懸架剛度之比來表示，則可見，對于一定型號的輪胎，降低胎內(nèi)氣壓（即剛度減?。┛筛纳破巾樞裕矊⒃?/p>