汽车悬架控制臂的开发
汽车悬架控制臂的开发
一、引言
1. 设计一个控制臂时，输入条件
(1) 载荷条件：一般来讲，系统的载荷已知，但是零件的载荷难于确定
(2) 控制臂的最大工作空间：进行控制臂尺寸设计的基本考虑点
(3) 软件的选择：可以进行拓扑优化(Hyper-works, Ansys等)
(4) A solider modeler：具有高级设计特征，来Capture拓扑优化以后的复杂特征
(5) 形状优化软件：减轻重量，同时保持较低的应力水平。
2. 设计流程
二、引言
对各个步骤的详细解释
Step 1A：确定控制臂的设计空间
重要性：设计空间的大小与优化结果有关
过小：优化的结果只是最优解的一个子集
扩大：在一些载荷工况下面，这个部件可能和其它的部件重合。
方法：利用Pro/E 的Behavioral modeling (BMX) 确定设计空间
Step 1B: 确定控制臂的载荷
利用ADAMS建立悬架的模型，汽车在不同的行驶工况下。作用在轮胎上的力已知，控制臂和车身或者转向臂的连接点已知。由此可以确定作用在控制臂上的力。（仅仅用于初始计算，由于控制臂的形状为初步的）
Step 2 初步设计
控制臂过重，利用了最大的设计空间，但是连接点的设计要准确。
Step 3: 拓扑优化
目标：刚度最大，一阶固有频率最大等等。
约束：重量最轻，减小最大应力等等。
软件：Optistruc、Ansys等
Step 4: 利用拓扑优化的结果进行二次设计
(1) 考虑制造过程：锻造、铸造还是机加工。
(2) 在进行新的建模时，如何利用拓扑优化的结果
Step 5 形状优化(Overall shape optimization)
在进行拓扑优化时，没有加应力约束，此时需要进行形状优化。
Step 6：利用形状优化的结果进行第三次设计
12% 的weight reduction; 13% stress reduction。
Step 7：考虑控制臂的柔性，确定作用在控制臂上的载荷
控制臂的柔性可以改变作用在上面的载荷。计算发现，考虑控制臂的柔性以后，作用在控制臂上载荷的改变可以达到＋/－33％，从而可能导致Fatige的改变。
Step 8：最终设计－部分拓扑优化和部分形状优化
液锻和铸锻控制臂性能的比较
A comparative study between two families of front lower control arms manufactured via. Cast-Forge and NRC (New Rheocasting Process) was carried out at Citation Corporation to understand the process capabilities of NRC in automotive suspension applications.
一、研究背景
目的：A benchmarking research and development program was funded and carried out within Citation Corporation to evaluate and confirm process capabilities of NRC, as well as its feasibility and competitiveness in automotive suspension applications.
方法：
●Reverse engineering the existing Cast-Forge control arm
●Analyze the existing component to establish baseline for comparative
study
●Develop concept design for NRC
●Optimize prototype design for weight, performance, and
manufacturability
●Utilize process simulation to help establish process parameters
●Manufacture prototype control arms
●Bench test both families of control arms for materials evaluation and
component performance
●Analyze test results;Lessons learned assessment
二、比较研究的步骤和内容
1. 逆向工程
对目前供应商的样件进行测绘
2. 基NRC制造的控制臂的概念设计
The prototype design was intended to be conservative in structural performance, but aggressive in exploring manufacturing process capability. It has relatively long thin-walled H-section arms resulting much improved fore/aft stiffness while maintaining the same weight as the existing control arm. The effects of this design concept on process capability will be discussed in detail in the next two sections.
3. 基于NRC的控制臂的制造
（1）计算机模拟
Figure 4的模拟结果与Figure5的实际制造情况具有较好的一致性。（2）X射向检查有无气孔
4. Slug (毛坯、连皮) material analysis
检验材料的均匀性
To understand the quality of the NRC slurry material that was introduced into the die cavity to form the part, some preliminary microstructure and chemical analysis were carried out. Figure 7 describes the sample location out off a typical slug.
5. 材料的性能
Tensile specimens have been cut from both families of control arms. The tensile test results are tabulated in the following table:
6. 结构分析与控制臂的性能实验
（1）实验工况
●Ultimate strength in aft direction
●Ultimate strength in vertical direction
●Accelerated fore/aft fatigue
●Accelerated vertical fatigue
The applied loads for the accelerated fatigue tests were established based on analysis results & estimated fatigue life for the existing control arm to be within the range of 100,000 –200,000 cycles. The loads used for the accelerated fatigue tests were +/- 13,336 N for the fore/aft test and +40,009/0 N for the vertical test, respectively.
载荷是通过球铰加上去的。
（2）控制臂前后方向的强度与疲劳
计算的弯曲载荷为80，000N，铸造控制臂的弯曲载荷为87，000N，NRC 件的弯曲强度为109，375N。
前后方向的疲劳强度
利用计算的应力结果和控制臂的破坏形式的对比
（3）垂直方向的强度
与水平方向的状况基本一致
Optimizing Designs of Aluminum Suspension Components Using an
Integrated Approach
Alcoa Inc.
(一种新的铝件加工工艺)
In 1994, Alcoa leveraged its experience with high integrity aluminum castings from the aerospace business to quickly enter the aluminum chassis and suspension components market. In early 1995, Alcoa upgraded a proprietary casting process called Vacuum Riserless / Pressure Riserless Casting (VRC/PRC) and adapted it to the needs of the automotive chassis and suspension components market.
VRC/PRC is a modified low-pressure, permanent mold casting process which uses vacuum and pressure to “bottom fill” a steel mold from a molten aluminum bath. VRC was developed in 1950’s by the Alcoa Casting & Forging Research Lab and was commercialized in the 1960’s. PRC was added to VRC in 1985 and the combined process is called VRC/PRC. The VRC/PRC casting machine consists of a vertical hydraulic press with a steel mold (upper and lower halves) that is bolted on to the machine’s lower platen.
控制臂及其其中衬套的作用
汽车悬架控制臂
汽车悬架控制臂 悬架系统是现代汽车上的重要总成，对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性有很大的影响。控制臂( C o n t r o l a r l T l ，也称摆臂) 作为汽车悬架系统的导向和传力元件，将作用在车轮上的各种力传递给车身，同时保证车轮按一定轨迹运动。控制臂分别通过球铰或者衬套把车轮和车身弹性地连接在一起。控制臂( 包括与之相连的衬套及球头)应有足够的刚度、强度和使用寿命。 汽车摆臂分为前摆臂和下摆臂，前摆臂是悬架的向导和支撑，其变形影响车轮的定位，降低行车稳定性；而下摆臂主要作用是用来支撑车身，减震器并且缓冲行驶中的震动。减速器对下悬挂臂能起到好的辅助作用，它与减震器和弹簧的默契配合才能构成一套出色的悬挂系统（总成）。
A.控制臂球铰总成结构 先介绍两种常见结构形式的控制臂球铰总成。 图1中球销6 装在球碗2 ，球碗2 为聚乙烯材料制成，避免了球销6 直接与球座1 接触。防尘罩4 上端通过卡环5 装在球销6上，下端通过卡环3 装在球座1 上，防尘罩4 通常为橡胶材料或者聚乙烯材料。 图2 中的球座2 底部为开放式，利用铝制挡板1 锁止球销8 ,和球碗7脱出。球铰总成通常通过球座与控制臂臂体装配，装配方式为球座与控制臂臂体锻为一体，嵌入、焊接、铆接或者螺栓联接。 B.汽车控制臂的结构：1.横向稳定杆连杆2.横拉杆3.纵拉杆4.单 控制臂5.叉( V)形臂 6.三角臂 1.横向稳定杆连杆 在悬架安装时，稳定杆连杆一端通过橡胶衬套或球铰与横向稳定杆连接，另一端通过橡胶衬套或球铰与控制臂或筒式减振器连接，横 向稳定杆连杆在悬架中对称使用，起提高操纵稳定性的作用。两种横向稳定杆连杆的结构图，如图3 、图4所示。图3 为双 衬套稳定杆。臂体2 为锻铝件，橡胶衬套1，3与臂体2装配时为紧配合，因此，橡胶衬套1,3与臂体2无相对运动，图4为双球铰稳定杆，臂体2为钢制拉杆，
汽车悬架控制臂的开发
汽车悬架控制臂的开发 一、引言 1. 设计一个控制臂时，输入条件 (1) 载荷条件：一般来讲，系统的载荷已知，但是零件的载荷难于确定 (2) 控制臂的最大工作空间：进行控制臂尺寸设计的基本考虑点 (3) 软件的选择：可以进行拓扑优化(Hyper-works, Ansys等) (4) A solider modeler：具有高级设计特征，来Capture拓扑优化以后的复杂特征 (5) 形状优化软件：减轻重量，同时保持较低的应力水平。 2. 设计流程 二、引言
对各个步骤的详细解释 Step 1A：确定控制臂的设计空间 重要性：设计空间的大小与优化结果有关 过小：优化的结果只是最优解的一个子集 扩大：在一些载荷工况下面，这个部件可能和其它的部件重合。 方法：利用Pro/E 的Behavioral modeling (BMX) 确定设计空间 Step 1B: 确定控制臂的载荷 利用ADAMS建立悬架的模型，汽车在不同的行驶工况下。作用在轮胎上的力已知，控制臂和车身或者转向臂的连接点已知。由此可以确定作用在控制臂上的力。（仅仅用于初始计算，由于控制臂的形状为初步的） Step 2 初步设计 控制臂过重，利用了最大的设计空间，但是连接点的设计要准确。 Step 3: 拓扑优化 目标：刚度最大，一阶固有频率最大等等。 约束：重量最轻，减小最大应力等等。 软件：Optistruc、Ansys等
Step 4: 利用拓扑优化的结果进行二次设计 (1) 考虑制造过程：锻造、铸造还是机加工。 (2) 在进行新的建模时，如何利用拓扑优化的结果 Step 5 形状优化(Overall shape optimization) 在进行拓扑优化时，没有加应力约束，此时需要进行形状优化。 Step 6：利用形状优化的结果进行第三次设计 12% 的weight reduction; 13% stress reduction。 Step 7：考虑控制臂的柔性，确定作用在控制臂上的载荷 控制臂的柔性可以改变作用在上面的载荷。计算发现，考虑控制臂的柔性以后，作用在控制臂上载荷的改变可以达到＋/－33％，从而可能导致Fatige的改变。 Step 8：最终设计－部分拓扑优化和部分形状优化
常见汽车悬架解析
汽车常见悬架 一、汽车悬架的功用 悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一起传力连接装置的总称。其功用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支承力）、纵向反力（驱动力和制动力）和侧向力以及这些反力所造成的力矩传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车的正常行驶。 二、悬挂系统的基本构成 汽车的悬架机构各有不同，但一般都由弹性元件、减振器、导向机构等三部分组成，分别起缓冲、减振和受力传递的作用。弹性元件即弹簧，承受垂直载荷，缓和及抑制不平路面对车体的冲击。减振器又指液力减振器，其功能是为加速衰减车身的振动，它也是悬挂系统中最精密和复杂的机械件。传力装置则是指车架的上下摆臂等叉形钢架、转向节等元件，用来传递纵向力、侧向力及力矩，并保证车轮相对于车架有确定的相对运动规律。此外，还铺设了缓冲块和横向稳定器。 三、汽车悬挂的分类 悬架按导向机构的基本形式分，有两大类，分别是独立悬挂和非独立悬挂。 1、非独立悬挂 非独立悬架其特点是两侧车轮安装于一整体式车桥上，当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮上，当车轮上下跳动时定位参数变化小。若采用钢板弹簧作弹性元件，它可兼起导向作用，使结构大为简化，降低成本。目前广泛应用于货车和大客车上，有些轿车后悬架也有采用的。非独立悬架由于非簧载质量比较大，高速行驶时悬架受到冲击载荷比较大，平顺性较差。 非独立悬架的结构，特别是导向机构的结构，随所采用的弹性元件不同而有所差异，而且有时差别很大。采用螺旋弹簧、气体弹簧时，需要有较为复杂的导向机构；而采用钢板弹簧时，由于钢板弹簧本身可兼起导向机构的作用，并有一定的减振作用，使得悬架结构大为简化。因此，在非独立悬架中大多数采用钢板弹簧作为弹性元件。它中部用U型螺栓将钢板弹簧固定在车桥上。悬架前端为固定铰链，也叫死吊耳。它由钢板弹簧销钉将钢板弹簧前端卷耳部与钢板弹簧前支架连接在一起，前端卷耳孔中为减少摩损装有衬套。后端卷耳通过钢板弹簧吊
电控空气悬架系统的发展现状综述
电控空气悬架系统的发展现状综述 梁广源 （广东技术师范学院汽车学院，广东广州 10588） 摘要：介绍汽车电控空气悬架的基本结构和工作原理，论述国内外电控空气悬架的发展状况，对电控空气悬架的控制策略以及研究状况进行分析及总结，并阐述当前电控空气悬架在应用过程存在的问题及其发展方向。 关键词：电控空气悬架，发展状况，部件技术，研究状况，存在问题 Review on Development of Electronically Controlled Air Suspension System Liang Guangyuan (Guangdong Polytechnic Normal University, School of Automotive Engineering, Guangzhou 10588, China) Abstract:The basic structure and working principle of electronically controlled air suspension were introduced. The development status of the electronically controlled air suspension at home and abroad was discussed. The technology and research status of electronic control air suspension were analyzed and summarized, and the problems existing in the application of electronic controlled air suspension and its development direction were expounded. Key words: electronically controlled air suspension, development status, component technology, research status, existing problems 引言 空气悬架系统是以橡胶材质的空气弹簧作为弹性元件的悬架。现代人对汽车的驾驶要 求越来越高，在乘坐舒适性和操纵 稳定性方面提出了新的要求。传统 的空气悬架系统是利用机械式的 压气机通过高度控制调节阀来对 空气弹簧进行充气放气，从而改变 汽车的离地高度。随着电子控制系 图1
电动车悬架系统设计
摘要 随着汽车工业技术的发展，人们对汽车的行驶平顺性，操纵稳定性以及乘坐舒适性和安全性的要求越来越高。汽车行驶平顺性反映了人们的乘坐舒适性，而舒适性则与悬架密切相关。因此，悬架系统的开发与设计具有很大的实际意义。 本次设计主要研究的是比亚迪F3轿车的前、后悬架系统的硬件选择设计，计算出悬架的刚度、静挠度和动挠度及选择出弹簧的各部分尺寸，并且通过阻尼系数和最大卸荷力确定了减振器的主要尺寸，最后进行了横向稳定杆的设计以及汽车平顺性能的分析。本设计在轿车前后悬架的选型中均采用独立悬架。其中前悬架采用当前家庭轿车前悬流行的麦弗逊悬架。前、后悬架的减振器均采用双向作用式筒式减，后悬则采用半拖曳臂式独立悬架振器。这种结构的设计，有效的提高了乘座的舒适性和驾驶稳定性。采用CAXA软件分别绘制前后悬架的装配图和部分主要零件图。 关键词：悬架；平顺性；弹性元件；阻尼器；
Abstract With the development of the automobile industry of motor vehicles on ride comfort, handling and stability as well as comfort and safety of the increasingly demanding, Vehicle Ride also closely related with the suspension. Therefore, the design of the suspension system has a practical significance. The main design of the study is BYD F3 car front and rear the suspension system of choice of hardware design, calculate the suspension stiffness, static and dynamic deflection deflection. By damping and unloading of the largest absorber identified the main dimensions. Finally, the design of the horizontal stabilizer. The design of the car before and after the suspension are used in the selection of independent suspension. Suspension of them adopted before the current family sedan before hanging popular McPherson suspension, was suspended after a drag arm suspension. Before and after the suspension of the shock absorber have adopted a two-way role-Shock Absorber. The design of this structure, effectively raising theof comfort and driving stability. By CAXA software were drawn before and after the suspension of the assembly and parts plans. Key words: suspension; ride comfort; elastic element;buffer;
控制臂安装使用说明 一汽汽车二级服务系统
目录故障原因分析： 1、长期在颠簸路面行驶 2、猛烈的冲击使三角臂运动超过限位 3、车身变形导致运动干涉造成三角臂受力不匀 4、弹簧和悬架性能下降 5、磨损加剧导致松旷 拆装方法： 1、拆卸下控制臂 2、拆装支座 3、从支座上拆下上控制臂 4、将上控制臂装到支座上 5、更换上控制臂前后衬套 6、拆装导向臂 营销话术
1、拆卸下控制臂 -拆下车轮装饰盖，对于轻合金车轮，拉下轮毂帽(用随车工具中的钩子)。 -拆下车轮。 说明： ·用皮革保护传动轴防尘套。 -从下控制臂的铰接轴颈上拧下螺母，然后从圆锥座上压出铰接轴颈(见图14-96) 为了拧下减振器支柱/下控制臂上的六角螺栓，必须从车轮轴承壳体上拆下导向臂。 可用内六角扳手(SW4)来固定铰接轴颈。 -从导向臂铰接轴颈上拧下螺母，压出铰接轴颈(见图14-97)。
注意不要损坏传动轴防尘套。 -拧下六角螺栓l(见图14-98)。 -拧下带肋螺母2和1，取下连接件。 为了避免损坏上控制臂铰接处，可用V.A.G1383-A来支承，以防止过度回弹。-拧下六角螺栓4。 -取下下控制臂。 安装:
必须更换螺栓和螺母。 说明： ·只使用外侧的孔，图14-99箭头所示。 -橡胶-金属衬套只能转一定角度，因此应在车停在地面上时拧紧控制臂的螺栓(见图14-99)。 -装上新的六角螺栓4和新螺母。 -以80Nm拧紧后再拧90°。 -以100Nm拧紧导向臂/下控制臂铰接轴颈上的螺母(见图14-100)。
-以90Nm拧紧六角螺母1。 -连接件上的箭头指向车前进方向。 -以40Nm拧紧螺母2后再拧90°。 -以60Nm拧紧螺母3。 2、拆装支座 拆卸 -拆下车轮装饰罩，对于轻合金车轮要拉下轮毂帽(用随车工具中的钩子)。-拆下车轮 -用钳子拆下卡夹1(见图14-57) -该卡夹不必再装上。 -松开螺母2，拧下六角螺栓，向上拔出两控制臂。 不可用凿子或类似工具扩大车轮轴承壳体上的槽。 -要保护转向机构防尘套，防止其损坏(见图14-58)。
轿车悬架系统设计
摘要 随着汽车工业技术的发展对汽车的行驶平顺性，操纵稳定性以及乘坐舒适性和安全性的要求越来越高，汽车行驶平顺性又与悬架密切相关。因此，对悬架系统的设计具有一定的实际意义。 本次设计主要研究的是比亚迪F3轿车的前、后悬架系统的硬件选择设计，计算出悬架的刚度、静挠度和动挠度。通过阻尼系数和最大卸荷力确定了减振器的主要尺寸。最后进行了横向稳定杆的设计。本设计在轿车前后悬架的选型中均采用独立悬架。其中前悬架采用当前家庭轿车前悬流行的麦弗逊悬架，后悬则采用拖曳臂式悬架。前、后悬架的减振器均采用双向作用式筒式减振器。这种结构的设计，有效的提高了乘座的舒适性和驾驶稳定性。、采用CAXA软件分别绘制前后悬架的装配图和零件图。 关键词：家庭轿车；悬架；平顺性；弹性元件
Abstract With the development of the automobile industry of motor vehicles on ride comfort, handling and stability as well as comfort and safety of the increasingly demanding, Vehicle Ride also closely related with the suspension. Therefore, the design of the suspension system has a practical significance. The main design of the study is BYD F3 car before and after the suspension system of choice of hardware design, calculate the suspension stiffness, static and dynamic deflection deflection. By damping and unloading of the largest absorber identified the main dimensions. Finally, the design of the horizontal Wending Gan. The design of the car before and after the suspension are used in the selection of independent suspension. Suspension of them adopted before the current family sedan before hanging popular McPherson suspension, was suspended after a drag arm suspension. Before and after the suspension of the shock absorber have adopted a two-way role-Shock Absorber. The design of this structure, effectively raising theof comfort and driving stability. By CAXA software were drawn before and after the suspension of the assembly and parts plans. Key words: family sedan; suspension; ride; flexible components
常见的悬挂系统
福特汽车常见的悬挂系统 通常我们选车时，汽车销售员总会向我们介绍说这车是什么发动机，什么变速箱，什么悬架等等。说起发动机大家都懂得许多，说起变速箱也无外乎是自动的，还是手动的，而说起悬架有时就有点让人发蒙。今天我们就来像大家介绍一下悬挂的知识，从而让大家更了解福特汽车的悬挂： 一、什么是汽车悬架 所谓悬架就是指连接车身（车架）和车轮（车轴）的弹性构件，这个构件虽为弹性结构，但它的刚度足以保证汽车的行驶舒适性和稳定性。在汽车行驶过程中，悬架既能抵消减弱路面不平带来的生硬冲击，又能确保车身的横向和纵向稳定性，使车辆在悬架设计的自由行程内时刻都可以保持一个较大范围的动态可控姿态。因此，悬架是关系到车辆操控性和舒适性的重要组成部件之一。 二、汽车悬架的分类 按照汽车悬架缓震的原理来说，现代汽车中的悬架有两种，一种是被动悬架，另一种是主动悬架。被动悬架即传统式的悬架，是由弹簧、减振器（减振筒）、导向机构等组成，其中弹簧主要起减缓冲击力的作用，减振器的主要作用是衰减振动。由于这种悬架是由外力驱动而起作用的，所以称为从动悬架。主动悬架的控制环节中安装了能够产生抽动的装置，采用一种以力抑力的方式来抑制路面对车身的冲击力及车身的倾斜力。由于这种悬架能够自行产生作用力，因此称为主动悬架。主动悬架是由电脑控制的一种新型悬架，具有能够产生反作用力的动力源，主要用于高档轿车，这里不讨论。基本上除了特殊用途与豪华型产品外，我们面对的绝大部分车辆都是被动悬架，因此下面按结构上的分类对我们显得意义重大； 根据汽车导向机构不同悬架种类又可分为独立悬架，非独立悬架。如下图所示。（半独立悬架单独介绍）
a.独立悬架 b.非独立悬架 非独立悬架如上图(a)所示 其特点是两侧车轮安装于一整体式车桥上，当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮上，当车轮上下跳动时定位参数变化小。若采用钢板弹簧作弹性元件，它可兼起导向作用，使结构大为简化，降低成本。目前广泛应用于货车和大客车上，有些轿车后悬架也有采用的。非独立悬架由于非簧载质量比较大，高速行驶时悬架受到冲击载荷比较大，平顺性较差。 独立悬架如上图(b)所示 其特点是两侧车轮分别独立地与车架（或车身）弹性地连接，当一侧车轮受冲击，其运动不直接影响到另一侧车轮，独立悬架所采用的车桥是断开式的。这样使得发动机可放低安装，有利于降低汽车重心，并使结构紧凑。独立悬架允许前轮有大的跳动空间，有利于转向，便于选择软的弹簧元件使平顺性得到改善。同时独立悬架非簧载质量小，可提高汽车车轮的附着性。 四、独立悬架特点和种类 每个车轮单独通过一套悬挂安装于车身或者车桥上，车桥采用断开式，中间一段固定于车架或者车身上；此种悬挂两边车轮受冲击时互不影响，而且由于非悬挂质量较轻；缓冲与减震能力很强，乘坐舒适。各项指标都优于非独立式悬挂，但该悬挂结构复杂，而且还会使驱动桥、转向系变得复杂起来。采用此种悬挂的有下面两大类车辆。 目前采用较多的有以下三种形式：(1)双横臂式，(2)麦弗逊式，(3)多杆式独立悬架 （1）双横臂式（双叉式）独立悬架（我们的小福就属于此列）
车辆工程毕业设计86低速载货汽车车架及悬架系统
第1章前言 车架和悬架系统是汽车设计的重要部分，因为它们的好坏直接关系到汽车各个方面（操控、性能、安全、舒适）性能。 现代汽车绝大多数都具有作为整车骨架的车架。汽车绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置的，如发动机、传动系统、悬架、转向系统、驾驶室、货箱和有关操纵机构。车架是支撑连接汽车的各零部件，并承受来自车内、外的各种载荷，所以在车辆总体设计中车架要有足够的强度和刚度，以使装在其上面的有关机构之间的相对位置在汽车行驶过程中保持不变并使车身的变形最小，车架的刚度不足会引起振动和噪声，也使汽车的乘坐舒适性、操纵稳定性及某些机件的可靠性下降。过去对车辆车架的设计与计算主要考虑静强度。当今，对车辆轻量化和降低成本的要求越来越高，于是对车架的结构形式设计有高的要求。首先要满足汽车总布置的要求。汽车在复杂多边的行驶过程中，固定在车架上的各总成和部件之间不应发生干涉。汽车在崎岖不平的道路上行驶时，车架在载荷作用下可能产生扭转变形以及在纵向平面内的弯曲变形；车架布置的离地面近一些，以使汽车重心位置降低，有利于提高汽车的行驶稳定性。[]1 悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支撑力）、纵向反力（驱动力和制动力）和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽车的正常行驶。在进行设计时，要满足以下几点要求： a．规范合理的型式和尺寸选择，结构和布置合理。 b．保证整车良好的平顺性能。 c．工作可靠，结构简单，装卸方便，便于维修、调整。 d．尽量使用通用件，以便降低制造成本。 e．在保证功能和强度的要求下，尽量减小整备质量。 f．其它有关产品技术规范和标准。[]2 目前，农用运输车不能满足“三农”市场需求，突出表现为一般产品生产能力过剩，技术水平低，质量和维修服务水平差，价格较高，而市场急需的高质量经济型产品不能满足需求。结合生产实际，在农用运输车基础上对低速载货汽车车架及悬架系统进行了设计。
汽车前后悬架系统有哪些种类
汽车前后悬架系统有哪些种类 悬挂系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。它不但影响汽车的乘坐舒适性（平顺性）、还对其他性能诸如通过性、稳定性以及附着性能都有重大影响。每一个悬架都由弹性元件（起缓冲作用）、导向机构（起传力和稳定作用）以及减震器（起减震作用）组成。但并非所有的悬挂都必须有上述三种元件。只要能起到上述三种作用即可。个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，而现代轿车悬挂系统多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别高级轿车则使用空气弹簧。悬挂系统是汽车中的一个重要总成，它把车架与车轮弹性地联系起来，关系到汽车的多种使用性能。从外表上看，轿车悬挂系统仅是由一些杆汽车悬架图、筒以及弹簧组成，但千万不要以为它很简单，相反轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成，这是因为悬挂系统既要满足汽车的舒适性要求，又要满足其操纵稳定性的要求，而这两方面又是互相对立的。比如，为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动，这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵不稳定等。 1、悬挂的分类 （l）非独立式悬挂：两侧车轮安装于一根整体式车桥上，车桥通过悬挂与车架相连。这种悬挂结构简单，传力可靠，但两轮受冲击震动时互相影响。而且由于非悬挂质量较重，悬挂的缓冲性能较差，行驶时汽车振动，冲击较大。该悬挂一般多用于载重汽车、普通客车和一些其他车辆上。 （2）独立式悬挂：每个车轮单独通过一套悬挂安装于车身或者车桥上，车桥采用断开式，中间一段固定于车架或者车身上；此种悬挂两边车轮受冲击时互不影响，而且由于非悬挂质量较经；缓冲与减震能力很强，乘坐舒适。各项指标都优于非独立式悬挂，但该悬挂结构复杂，而且还会便驱动桥、转向系变得复杂起来。采用此种悬挂的有下面两大类车辆。 ①轿车、客车及载人车辆。可明显提高乘坐舒适性，并且在高速行驶时提高汽车的行驶稳定性。 ②越野车辆、军用车辆和矿山车辆。在坏路和无路的情说下，可保证全部车轮与地面的接触，提高汽车的行驶稳定性和附着性，发挥汽车的行驶速度。 2．弹性元件的种类 （1）钢板弹簧：由多片不等长和不等曲率汽车悬架那种比较好的钢板叠合而成。安装好后两端自然向上弯曲。钢板弹簧除具有缓冲作用外，
汽车悬架系统设计毕业设计和分析
轿车动力总成悬置系统优化设计研究 摘要 随着社会的日益进步和科学技术的不断发展，人们对汽车舒适性的要求也越来越高，良好的平顺性和低噪声是现代汽车的一个重要标志。NVH已经成为衡量汽车质量水平的重要指标之一。而动力总成是汽车最重要的振源之一。如何合理设计动力总成悬置系统能明显降低汽车动力总成和车体的振动已经成为一个重要的课题。 本课题研究的目的是在现有动力总成悬置系统的基础上，优化动力总成悬置系统参数，达到提高整车平顺性和降低噪声的目的。 对动力总成悬置系统进行优化仿真，通过比较优化前的性能可知，优化后悬置系统隔振性能明显改善。 关键词：动力总成；悬置系统；优化
Investigation on Optimization Design of Plant Mounting System of a Passenger Car Abstract With the increasing social progress and the continuous development of science and technology, people on the requirements of automotive comfort become more sophisticated and good ride comfort and low noise is an important sign of the modern automobile. NVH levels have become an important measure of vehicle quality indicator. The vehicle powertrain is one of the most important vibration source. How to design mounting system can significantly reduce the vehicle powertrain and body vibration has become an important issue. This study is aimed at existing powertrain mounting system, based on parameters optimization of powertrain mounting system, to improve vehicle ride comfort and reduce noise. On the optimization of powertrain mounting system simulation, the performance by comparing the known before the optimization, the optimized mounting system significantly improved. Key words: Powertrain;Mounting system;Optimization
汽车悬架控制臂
For personal use only in study and research; not for commercial use 汽车悬架控制臂 悬架系统是现代汽车上的重要总成，对汽车的行驶平顺性和操 纵稳定性有很大的影响。控制臂( C o n t r o l a r l T l ，也称摆臂) 作为汽车悬架系统的导向和传力元件，将作用在车轮上的各种力传递给车身，同时保证车轮按一定轨迹运动。控制臂分别通过球铰或者衬套把车轮和车身弹性地连接在一起。控制臂( 包括与之相连的衬套及球头)应有足够的刚度、强度和使用寿命。 汽车摆臂分为前摆臂和下摆臂，前摆臂是悬架的向导和支撑，其 变形影响车轮的定位，降低行车稳定性；而下摆臂主要作用是用来支撑车身，减震器并且缓冲行驶中的震动。减速器对下悬挂臂能起到好的辅助作用，它与减震器和弹簧的默契配合才能构成一套出色的悬挂 系统（总成）。
A.控制臂球铰总成结构 先介绍两种常见结构形式的控制臂球铰总成。 图1中球销6 装在球碗2 内，球碗2 为聚乙烯材料制成，避免了球销 6 直接与球座1 接触。防尘罩4 上端通过卡环 5 装在球销6上，下端通过卡环 3 装在球座1 上，防尘罩 4 通常为橡胶材料或者聚乙烯材料。 图2 中的球座2 底部为开放式，利用铝制挡板 1 锁止球销8 ,和球碗7脱出。球铰总成通常通过球座与控制臂臂体装配，装配方式为球座与控制臂臂体锻 为一体，嵌入、焊接、铆接或者螺栓联接。 B.汽车控制臂的结构： 1.横向稳定杆连杆 2.横拉杆 3.纵拉杆 4.单 控制臂 5.叉( V)形臂 6.三角臂 1.横向稳定杆连杆 在悬架安装时，稳定杆连杆一端通过橡胶衬套或球铰与横向稳定杆连接，另一端通过橡胶衬套或球铰与控制臂或筒式减振器连接，横 向稳定杆连杆在悬架中对称使用，起提高操纵稳定性的作用。两种横向稳定杆连杆的结构图，如图3 、图4所示。图3 为双 衬套稳定杆。臂体2 为锻铝件，橡胶衬套1，3与臂体2装配时为紧配合，因此，橡胶衬套1,3与臂体2无相对运动，图4为双球铰稳定杆，臂体2为钢制拉杆，球铰总成1,3的轴线与臂体2的相对位置根据需求可以设计为0°，90°，180°。球铰总成1,3与臂体2焊接在一起。
汽车悬挂分类及特点
1、悬挂的分类 （1）非独立式悬挂：两侧车轮安装于一根整体式车桥上，车桥通过悬挂与车架相连。这种悬挂结构简单，传力可靠，但两轮受冲击震动时互相影响。而且山于非悬挂质量较重，悬挂的缓冲性能较差，行驶时汽车振动，冲击较大。该悬挂一般多用于载重汽车、普通客车和一些其他车辆上。 （2）独立式悬挂：每个车轮单独通过一套悬挂安装于车身或者车桥上，车桥采用断开式，中间一段固定于车架或者车身上；此种悬挂两边车轮受冲击时互不影响，而且山于非悬挂质量较经；缓冲与减震能力很强，乘坐舒适。各项指标都优于非独立式悬挂，但该悬挂结构复杂，而且还会便驱动桥、转向系变得复杂起来。采用此种悬挂的有下面两大类车辆。 ①轿车、客车及载人车辆。可明显提高乘坐舒适性，并且在高速 行驶时提高汽车的行驶稳定性。 ②越野车辆、军用车辆和矿山车辆。在坏路和无路的情说下， 可保证全部车轮与地面的接触，提高汽车的行驶稳定性和附着性，发挥汽车的行驶速度。 2.弹性元件的种类 （1）钢板弹簧：由多片不等长和不等曲率汽车悬架那种比较好的钢板叠合而成。安装好后两端自然向上弯曲。钢板弹簧除具有缓冲作用外，还有一定的减震作用，纵向布置时还具有导向传力的作用，非独立悬挂大多釆用钢板弹簧做弹性元件，可省去导向装置和减震器，结构简单。 （2）螺旋弹簧：只具备缓冲作用，多用于轿车独立悬挂装置。曲于没有减震和传力的功能，还必须设有专门的减震器和导向装置。 （3）油气弹簧：以气体作为弹性介质，液体作为传力介质，它不但具有良好的缓冲能力，还具有减震作用，同时还可调节车架的高度，适用于重型车辆和大客车使用。 （4）扭杆弹簧；将用弹簧杆做成的扭杆一端固定于车架，另一端通过摆臂与车轮相连，利用车轮跳动时扭杆的扭转变形起到缓冲作用，适合于独立悬挂使用。 3、减震器
汽车设计悬架系统
汽车设计悬架系统
目录第一章悬架的结构形式的选择 第一节悬架的构成和类型--------------------- 第二节独立悬架结构形式分析 第三节前后悬架的选择 第二章悬架主要参数的选择 第一节悬架性能参数的选择 第二节悬架的自振频率 第三节侧倾角刚度 第四节悬架的静动挠度的选择 第三章弹性元件的设计分析及计算 第一节前悬架弹簧 第二节后悬架弹簧 第四章独立悬架导向机构的设计分析及计算第一节导向机构设计要求 第二节麦弗逊独立悬架示意图 第三节导向机构受力分析 第四节横臂轴线布置方式 第五节导向机构的布置参数 第五章减震器的设计分析及计算 第一节
第一章悬架的结构形式的选择 1.1悬架的构成和类型 1.1.1构成 （1）弹性元件 具有传递垂直力和缓和冲击的作用。常见的弹性元件有：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。 （2）导向装置 其作用是传递除弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。常见的导向装置 有：斜置单臂式、单横臂式、双横臂式、双纵臂式、麦弗逊式等。 （3）减震器 具有衰减振动的作用。常见的减震器有：简式减震器、充气式减震器、阻力可调式减震器等。 （4）缓冲块 其作用是减轻车轴对车架的直接冲撞，防止弹性元件产生过大的变形。 （5）横向稳定器 其作用是减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角振动。 1.1.2 类型 悬架可分为非独立悬架和独立悬架。 （1）非独立悬架 非独立悬架的特点是：左、右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架与车架连接。
优点是：结构简单、制造容易、维修方便、工作可靠 缺点是：①由于整车布置上的限制，钢板弹簧不可能有足够的长度（特别是前悬架），使之刚度较大，所以汽车平顺性较差。 ②簧下质量较大。 ③在不平路面上行驶时，左、右车轮相互影响，并使车轴和车身倾斜。 ④当两侧车轮不同步跳动，车轮会左、右摇摆，使前轮容易产生摆振。 ⑤前轮跳动时，悬架易与转向传动机构产生运动干涉。 ⑥汽车转弯行驶时，离心力也会产生不利的轴转向特性。 ⑦车轴上方要求有与弹簧行程相适应的空间。 然而由于非独立悬架结构简单、易于维护以及可以使用多种类型的弹性元件等优点，非独立悬架多用于载货汽车和大客车的前、后悬架。 （2）独立悬架 独立悬架的特点是：左、右车轮通过各自的悬架与车架连接。 优点是：①簧下质量小。 ②悬架占用的空间小 ③弹性元件只承受垂直力，所以可以用刚度小的弹簧，使车身振动频率降低，改善了汽车行驶的平顺性。 ④由于采用了断开式车轴，所以能降低发动机的位置高度，使整车的质心高度下降，改善了汽车行驶的稳定性。 ⑤左、右车轮各自独立运动互不影响，可减少车身的倾斜和振动，同时在好的路面上能获得良好的地面附着能力。 缺点是：结构复杂、成本较高、维修困难
五种常见悬挂
汽车底盘的核心——悬挂系统，并分析不同悬挂对汽车操控性及舒适性的影响。 ●悬挂的概念和分类 首先让我们来了解一下什么是悬挂：悬挂是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。典型的汽车悬挂结构由弹性元件、减震器以及导向机构等组成，这三部分分别起缓冲，减振和力的传递作用。绝大多数悬挂多具有螺旋弹簧和减振器结构，但不同类型的悬挂的导向机构差异却很大，这也是悬挂性能差异的核心构件。根据结构不同可分为非独立悬挂和独立悬挂两种。 『奥迪S4前后均采用了独立悬挂』 非独立悬挂由于是用一根杆件直接刚性地连接在两侧车轮上，一侧车轮受到的冲击、振动必然要影响另一侧车轮，这样自然不会得到较好的操纵稳定性及舒适性，同时由于左右两侧车轮的互相影响，也容易影响车身的稳定性，在转向的时候较易发生侧翻。独立悬挂底盘扎实感非常明显。由于采用独立悬挂汽车的两侧车轮彼此独立地与车身相连，因此从使用过程来看，当一侧车轮受到冲击、振动后可通过弹性元件自身吸收冲击力，这种冲击力不会波
及另一侧车轮，使得厂家可在车型的设计之初通过适当的调校使汽车在乘坐舒适性、稳定性、操纵稳定性三方面取得合理的配置。选用独立悬挂汽车一般来说其操控性和舒适性均要明显好于选用非独立悬挂的汽车。 『多连杆悬挂是独立悬挂的典型代表』 悬挂把车架与车轮弹性地联系起来，关系到汽车的多种使用性能，是汽车最重要的三大总成之一（其它两个分别是：发动机和变速箱）。从结构上看，汽车悬挂仅是由一些杆、筒以及弹簧等简单构件组成，但汽车悬挂却是一个非常难达到完美要求的汽车总成，这是因为悬架既要满足汽车操纵稳定性的要求，又要保证汽车的舒适性要求，而这两方面又是相互矛盾的。为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动，这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及严重侧倾偏向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵不稳定等。
【CN110027374A】一种汽车后下控制臂总成【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910196731.0 (22)申请日 2019.03.15 (71)申请人 宁波可挺汽车零部件有限公司 地址 315212 浙江省宁波市东钱湖旅游度 假区莫枝北路369号 (72)发明人 张孟军 张广和 丁磊 (74)专利代理机构 慈溪夏远创科知识产权代理 事务所(普通合伙) 33286 代理人 金弘毅 (51)Int.Cl. B60G 3/20(2006.01) B60G 7/00(2006.01) (54)发明名称一种汽车后下控制臂总成(57)摘要一种汽车后下控制臂总成，涉及汽车多连杆悬架结构，包括控制臂主体，所述的控制臂主体上设置有弹簧座，所述的控制臂主体两侧侧壁竖起且以弹簧座为中心向两端逐渐收拢，所述的侧壁顶部设置有翻边，所述的翻边与所述的侧壁之间连接有水平台阶面，所述的侧壁、所述的翻边和所述的水平台阶面一体成型，所述的控制臂主体上安装有上盖板，所述的上盖板嵌合在所述的水平台阶面上，通过搅拌摩擦焊技术将所述上盖板、所述翻边和所述侧壁焊接固定。与现有技术相比，本装置由钢材制成，并在槽体结构上安装有盖板，通过特殊的搅拌摩擦焊技术达到槽体结构与盖板一体成型类似的强度效果，在尽可能减 重的情况下保证了整体的强度和刚度。权利要求书1页 说明书3页 附图4页CN 110027374 A 2019.07.19 C N 110027374 A
权 利 要 求 书1/1页CN 110027374 A 1.一种汽车后下控制臂总成,包括控制臂主体，所述的控制臂主体上设置有弹簧座，所述的控制臂主体两侧侧壁竖起且以弹簧座为中心向两端逐渐收拢，其特征为，所述的控制臂主体为钢材质，所述的侧壁顶部设置有翻边，所述的翻边与所述的侧壁之间连接有水平台阶面，所述的侧壁、所述的翻边和所述的水平台阶面一体成型，所述的控制臂主体上安装有上盖板，所述的上盖板为钢材材质，所述的上盖板上设置有与所述弹簧座相配合的通孔，所述的上盖板嵌合在所述的水平台阶面上，所述的上盖板顶部与所述翻边顶部对齐，通过搅拌摩擦焊技术将所述上盖板、所述翻边和所述侧壁焊接固定。 2.根据权利要求1所述的一种汽车后下控制臂总成,其特征为，所述的上盖板厚度与所述的翻边厚度一致。 3.根据权利要求1所述的一种汽车后下控制臂总成,其特征为，所述侧壁相对于所述水平台阶面的另一面设置有补偿隆起。 4.根据权利要求1所述的一种汽车后下控制臂总成,其特征为，所述的控制臂主体底面和所述上盖板上皆设置有若干个减重孔。 5.根据权利要求1所述的一种汽车后下控制臂总成,其特征为，所述的控制臂主体上设置有若干个前端固定孔，所述的上盖板上设置有与所述前端固定孔配合的连接的前固定孔。 6.根据权利要求1所述的一种汽车后下控制臂总成,其特征为，所述的水平台阶面首尾两端设置有与所述上盖板相抵且向内延伸的包覆件，所述的包覆件可作为搅拌摩擦焊结束后焊匙孔的设置处。 7.根据权利要求6所述的一种汽车后下控制臂总成,其特征为，所述的上盖板向外的转角处圆弧过渡处理，所述的包覆件呈扇环型。 8.根据权利要求1所述的一种汽车后下控制臂总成,其特征为，所述的通孔上设置有竖直方向的通孔翻边。 9.应用于权利要求1所述一种汽车后下控制臂总成的制造方法，其特征为，将上盖板嵌合在水平台阶面后，在上盖板与翻边之间的接缝使用搅拌摩擦焊进行焊接，焊接时使得搅拌针下移至侧壁，使得上盖板和与上盖板接触的翻边、侧壁共同热塑化让上盖板同时与翻边、侧壁焊接。 2
全面解析5种常见悬挂
全面解析5种常见悬挂麦弗逊式独立悬挂 随着汽车产销量的高速发展，国内汽车的保有量也达到了空前的规模，消费者在购车的时候也不再简单把汽车看成是面子工程，而是越来越关心其汽车的各项性能，尤其是汽车的操控性能受到了极大关注。 在这个言必谈操控、论必说运动的年代里，几乎所有汽车品牌多在大力的宣传自己产品优秀的操控性能，从欧系的宝马、奥迪、萨伯到日系的讴歌、英菲尼迪等高端品牌无不在极力宣传自己良好的操控性和运动性，就连一向以舒适性能为取向的奔驰、凯迪拉克、雷克萨斯等高端品牌也在新近的设计中加入了更多的运动取向。从以福克斯为代表的紧凑型轿车到以迈腾为代表的中级车到以宝马5系Li为代表的高档车无不标榜自己的运动性能。那么他们是否如宣传所说这么优秀，此次汽车探索就为大家解读影响汽车运动性能的汽车底盘的核心——悬挂系统，并分析不同悬挂对汽车操控性及舒适性的影响。 『悬挂在汽车底盘安放位置的示意图』 ● 悬挂的概念和分类 首先让我们来了解一下什么是悬挂：悬挂是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。典型的汽车悬挂结构由弹性元件、减震器以及导向机构等组成，这三部分分别起缓冲，减振和力的传递作用。绝大多数悬挂多具有
螺旋弹簧和减振器结构，但不同类型的悬挂的导向机构差异却很大，这也是悬挂性能差异的核心构件。根据结构不同可分为非独立悬挂和独立悬挂两种。 『奥迪S4前后均采用了独立悬挂』 非独立悬挂由于是用一根杆件直接刚性地连接在两侧车轮上，一侧车轮受到的冲击、振动必然要影响另一侧车轮，这样自然不会得到较好的操纵稳定性及舒适性，同时由于左右两侧车轮的互相影响，也容易影响车身的稳定性，在转向的时候较易发生侧翻。独立悬挂底盘扎实感非常明显。由于采用独立悬挂汽车的两侧车轮彼此独立地与车身相连，因此从使用过程来看，当一侧车轮受到冲击、振动后可通过弹性元件自身吸收冲击力，这种冲击力不会波及另一侧车轮，使得厂家可在车型的设计之初通过适当的调校使汽车在乘坐舒适性、稳定性、操纵稳定性三方面取得合理的配置。选用独立悬挂汽车一般来说其操控性和舒适性均要明显好于选用非独立悬挂的汽车。