几种典型悬架的三维实体模型
汽车悬架讲解解读
汽车结构大体可分为四大部分：发动机、底盘、车身、电气设备，而零件则多达成千上万个。
起初有一个误解，那就是这些技术性的东西太难懂并且很难说得透，更多的人只是知其然而不知其所以然。
直到后来参加一次团购活动，准车主对技术的了解程度直让小编目瞪口呆。
看来下决心要一款车的时候，哪怕是它的一颗螺丝尺寸也想了然于心。
本期，汽车中国就和大家来探讨一下汽车悬架。
悬架的类型及发展方向汽车的零件让人眼花缭乱悬架是车架与车桥之间的一切传力连接装置的总称，由弹性元件、减振器、导向机构、横向稳定器组成。
它的主要作用是缓和不平路面冲击，衰减振动;保证汽车行驶平顺性和操纵稳定性。
按不同的分类方式，悬架的类型也有好几种。
按汽车导向装置的不同，悬架可分为独立悬架和非独立悬架。
按控制形式不同，悬架可分为被动式悬架和主动式悬架。
非独立悬架已逐渐遭到淘汰非独立悬架舒适性更强独立悬架的特点是车桥做成断开的，每侧车轮可以单独的通过弹性元件与车架或车身连接。
非独立悬挂的车轮装在一根整体车轴的两端，当一边车轮跳动时，另一侧车轮也相应跳动，使整个车身振动或倾斜，严重影响车的舒适性，因此它也逐渐被淘汰。
被动式悬架是汽车姿态只能被动地取决于路面、行驶状况和汽车的弹性元件、导向装置以及减振器这些机械零件。
它的优点是成本低、有较高的可靠性。
主动悬架可根据路面和行驶工况自动调整悬架刚度和阻尼，从而使车辆能主动控制垂直振动及其车身或车架的姿态。
但是它的缺点也是明显的，那就是装置复杂，技术要求高，价钱高昂。
除了上述两种悬挂，现在还有半主动悬挂，只有悬架阻尼可以自动调节的悬架。
除了传统钢制悬挂系统，空气悬挂和电子控制悬挂将成为今后的主要两个发展方向。
我国汽车悬挂技术的研究和应用与欧美等发达国家相比是比较落后的，除了钢板弹簧悬挂的设计及应用比较成熟以外，其它的悬挂技术的应用绝大部分属车型引进，仿制或直接购买产品。
面我们将通过实际车型中的应用对这些悬挂进行穿插讲解。
各类汽车主流悬挂详细图解
各类汽车主流悬挂详细图解各类汽车主流悬挂详细图解很多消费者在选择汽车时考虑更多的是外形、内饰，也有部分消费者是过度关注发动机的各种参数，而极少有人关注对整车性能至关重要的悬挂技术含量。
因此常听到有消费者抱怨车子“发飘”、“转向时速度不敢过快、担心侧翻”、“路况稍一不好、就感觉颠簸”等等。
出现这种情况的原因很多，但最重要的因素恐怕还要在悬挂方面找原因。
悬挂如同汽车的基座，即使汽车的外形再漂亮，内饰再高档，如果悬挂系统技术水平低下，那么就别指望这个车子有很好的操控和舒适的乘坐感觉。
汽车悬挂动画而汽车厂商的说明书车书对悬挂不是一笔带过，就是悬挂名称五花八门，让一些想了解悬挂系统的消费者也不知所从。
我们今天就目前汽车所采用的一些主要悬挂系统进行介绍，以增加消费者这方面的知识。
横臂式独立悬挂代表车型：广本雅阁、奥德赛……就是车轮在汽车横向平面内摆动的独立悬挂系统。
按照横臂的数量又分为双横臂和单横臂两种。
在国内热销了10多年的广本雅阁的前悬挂就是双横臂悬挂。
这种悬挂在成本和操控性之间取得了较完美的平衡，是本田比较喜欢使用的一种悬挂，奥德赛的四轮全部采用这种悬挂。
不过使用这种悬挂最多的当属F1赛车了。
双横臂式悬挂不等臂悬挂评价：横臂式悬挂的优点是摩擦较小，能够兼顾悬挂的刚度和对震动的缓冲，所以采用这种悬挂的车子对路面的震动过滤的非常快，舒适度没的说，但零件较多，具有独立悬挂的明显缺点，对汽车侧倾的控制不够好，如果在转速过快、侧向风较大等情况下容易翻车。
双横臂双叉臂悬挂双叉臂式悬挂双叉臂式悬挂又称双A臂式独立悬挂，双叉臂悬挂拥有上下两个叉臂，横向力由两个叉臂同时吸收，支柱只承载车身重量，因此横向刚度大。
双叉臂式悬挂的上下两个A字形叉臂可以精确的定位前轮的各种参数，前轮转弯时，上下两个叉臂能同时吸收轮胎所受的横向力，加上两叉臂的横向刚度较大，所以转弯的侧倾较小。
双叉臂式悬挂通常采用上下不等长叉臂（上短下长），让车轮在上下运动时能自动改变外倾角并且减小轮距变化减小轮胎磨损，并且能自适应路面，轮胎接地面积大，贴地性好。
汽车悬架系统动力学模型的研究
1 绪论随着社会的发展和文明的进步，汽车作为一种交通工具，已成为人们出行的主要选择，汽车乘坐的安全性、舒适性已成为世人关注的焦点。
汽车作为高速客运载体，其运行品质的好坏直接影响到人的生命安全，因此，与乘坐安全性、舒适性密切相关的轿车动力学性能的研究就显得非常重要。
悬架系统汽车的一个重要组成部分，它连接车身与车轮，主要由弹簧、减震器和导向机构三部分组成。
它能缓冲和吸收来自车轮的振动，传递车轮与地面的驱动力与制动力，还能在汽车转向时承受来自车身的侧倾力，在汽车启动和制动时抑制车身的俯仰和点头。
悬架系统是提高车辆平顺性和操作稳定性、减少动载荷引起零部件损坏的关键。
一个好的悬架系统不仅要能改善汽车的舒适性，同时也要保证汽车行驶的安全性，而提高汽车的舒适性必须限制汽车车身的加速度，这就需要悬架有足够的变形吸收来自路面的作用力。
然而为了保证汽车的安全性，悬架的变形必须限定在一个很小的范围内，为了改善悬架性能必须协调舒适性和操作稳定性之间的矛盾，而这个矛盾只有采用这折衷的控制策略才能合理的解决。
因此，研究汽车振动、设计新型汽车悬架系统、将振动控制在最低水平是提高现代汽车性能的重要措施[1][2]。
1.1 车辆悬架系统的分类及发展按工作原理不同，悬架可分为被动悬架(Passive Suspension)、半主动悬架(Semi-Active Suspension)和主动悬架(Active Suspension)三种，如图1.1所示[3]。
（a）被动悬架 (b)全主动悬架 (c)半主动悬架图 1.1 悬架的分类图1.1中Mu为非簧载质，Ms为簧载质量，Ks为悬架刚度，Kt为轮胎刚度；C1为被动悬架阻尼，C2为半主动悬架可变阻尼，F为主动悬架作动力。
目前我国车辆主要还是采用被动悬架(Passive Suspension)。
其两自由度系统模型如图1.1(a)所示。
传统的被动悬架一般由参数固定的弹簧和减振器组成，其弹簧的弹性特性和减振器的阻尼特性不能随着车辆运行工况的变化而进行调节，而且各元件在工作时不消耗外界能源，故称为被动悬架。
简述悬架的分类以及结构特点
简述悬架的分类以及结构特点悬架是指连接车身和车轮的部件，它起到支撑车身、缓冲震动和保持车轮与地面接触的作用。
根据结构和工作原理的不同，悬架可以分为多种类型，每种类型都有其独特的结构特点和适用场景。
一、按照结构特点分类1. 独立悬架：独立悬架是指每个车轮都有自己独立的悬架系统，互不干扰。
它可以分为以下几种类型：- 麦弗逊悬架：麦弗逊悬架是最常见的独立悬架类型，它采用了直立的弹簧和减震器，减小了车身的摇晃和滚动。
- 双叉臂悬架：双叉臂悬架由上下两个控制臂组成，能够提供更好的悬挂控制和稳定性。
- 多连杆悬架：多连杆悬架通过多个控制臂和转向杆连接车身和车轮，提供了更高的悬挂刚度和稳定性。
- 纵臂悬架：纵臂悬架采用了纵向控制臂，能够提供更好的悬挂控制和舒适性。
2. 非独立悬架：非独立悬架是指多个车轮共享同一个悬架系统，它可以分为以下几种类型：- 轴悬架：轴悬架是最简单的非独立悬架类型，通过一根横向的轴连接车轮，适用于负荷较大的载重车辆。
- 半悬挂：半悬挂是一种介于独立悬架和轴悬架之间的结构，它通过一根或多根弹簧连接车轮和车身，提供了一定的独立悬架效果。
- 无独立悬挂：无独立悬挂是指没有独立悬架的结构，多个车轮共享同一个悬架系统，适用于载重量大的商用车辆。
二、按照工作原理分类1. 弹簧悬架：弹簧悬架通过弹簧来支撑车身和缓冲道路震动，常见的弹簧类型包括螺旋弹簧、扭杆弹簧和气囊弹簧。
弹簧悬架具有结构简单、成本低、可靠性高的特点，适用于大多数乘用车和商用车。
2. 液压悬架：液压悬架通过液压系统来调节悬架刚度和减震效果，常见的液压悬架类型包括液压减震器和液压弹簧。
液压悬架具有调节范围广、悬挂稳定性好的特点，适用于高档乘用车和运动车辆。
3. 气压悬架：气压悬架通过气压系统来调节悬架刚度和减震效果，常见的气压悬架类型包括气囊悬架和气弹簧悬架。
气压悬架具有调节范围广、悬挂稳定性好的特点，适用于豪华乘用车和商务车。
三、悬架结构特点1. 独立悬架的结构特点：- 独立悬架能够使每个车轮独立运动，提供更好的悬挂控制和稳定性。
麦弗逊悬架仿真分析
麦弗逊悬架仿真分析一、本文概述随着汽车工业的飞速发展和消费者对车辆性能要求的不断提高，悬架系统作为车辆的重要组成部分，其设计优化和性能分析显得尤为关键。
麦弗逊悬架作为一种常见的独立前悬架类型，以其结构简单、紧凑且性能稳定的特点，被广泛应用于各类乘用车中。
本文旨在通过仿真分析的方法，对麦弗逊悬架的动态特性进行深入探讨，以期为悬架设计优化和车辆性能提升提供理论支持和实践指导。
本文首先将对麦弗逊悬架的基本原理和结构特点进行简要介绍，为后续分析奠定理论基础。
随后，将详细介绍仿真分析的方法论，包括模型的建立、边界条件的设定、仿真工况的选择等，以确保分析结果的准确性和可靠性。
在此基础上，本文将重点分析麦弗逊悬架在不同工况下的动态响应特性，如位移、速度、加速度等关键参数的变化规律，并探讨其对车辆操纵稳定性和乘坐舒适性的影响。
本文将对仿真结果进行总结，并提出针对性的优化建议，以期为麦弗逊悬架的设计改进和车辆性能的提升提供有益的参考。
通过本文的研究，不仅可以加深对麦弗逊悬架动态特性的理解，还可以为车辆悬架系统的优化设计和性能评估提供科学的方法和依据。
本文的研究方法和成果也可为其他类型悬架系统的仿真分析提供参考和借鉴。
二、麦弗逊悬架结构与工作原理麦弗逊悬架（McPherson Strut Suspension）是汽车工业中应用最为广泛的一种独立悬架形式。
其名称来源于其发明者，英国工程师约翰·麦弗逊（John Alexander McPherson）。
麦弗逊悬架以其结构紧凑、成本低廉、性能稳定等优点，在乘用车市场中占据了主导地位。
麦弗逊悬架主要由减震器、螺旋弹簧、下摆臂、转向节、轴承等部件组成。
减震器与螺旋弹簧组合在一起，构成了悬架的支柱，既起到了支撑车身的作用，又能够吸收路面冲击产生的振动。
下摆臂则连接车轮与车身，通过轴承与转向节相连，使得车轮可以相对于车身进行转向运动。
当车辆行驶在不平坦的路面上时，路面的起伏会引起车轮的上下跳动。
图解汽车(10) 汽车悬挂系统结构解析
图解汽车（10）汽车悬挂系统结构解析● 悬挂的作用汽车悬挂是连接车轮与车身的机构，对车身起支撑和减振的作用。
主要是传递作用在车轮和车架之间的力，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。
典型的悬挂系统结构主要包括弹性元件、导向机构以及减震器等部分。
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。
● 独立悬挂和非独立悬挂的区别汽车悬挂可以按多种形式来划分，总体上主要分为两大类，独立悬挂和非独立悬挂。
那怎么来区分独立悬挂和非独立悬挂呢？独立悬挂可以简单理解为，左右两个车轮间没有硬轴进行刚性连接，一侧车轮的悬挂部件全部都只与车身相连。
而非独立悬挂两个车轮间不是相互独立的，之间有硬轴进行刚性连接。
从结构上看，独立悬挂由于两个车轮间没有干涉，可以有更好的舒适性和操控性。
而非独立悬挂两个车轮间有硬性连接物，会发生相互干涉，但其结构简单，有更好的刚性和通过性。
● 麦弗逊式悬挂麦弗逊悬挂是最为常见的一种悬挂，主要有A型叉臂和减振机构组成。
叉臂与车轮相连，主要承受车轮下端的横向力和纵向力。
减振机构的上部与车身相连，下部与叉臂相连，承担减振和支持车身的任务，同时还要承受车轮上端的横向力。
麦弗逊的设计特点是结构简单，悬挂重量轻和占用空间小，响应速度和回弹速度就会越快，所以悬挂的减震能力也相对较强。
然而麦弗逊结构结构简单、质量轻，那么抗侧倾和制动点头能力弱，稳定性较差。
目前麦弗逊悬挂多用于家用轿车的前悬挂。
● 双叉臂式悬挂双叉臂式悬挂（双A臂、双横臂式悬挂），其结构可以理解为在麦弗逊式悬挂基础上多加一支叉臂。
车轮上部叉臂，与车身相连，车轮的横向力和纵向力都是由叉臂承受，而这时的减振机构只负责支撑车体和减振的任务。
由于车轮的横向力和纵向力都由两组叉臂来承受，双叉臂式悬挂的强度和耐冲击力比麦弗逊式悬挂要强很多，而且在车辆转弯时能很好的抑制侧倾和制动点头等问题。
基于ANSYS的某汽车悬架有限元分析
基于ANSYS的某汽车悬架有限元分析翟培培(西安石油大学机械工程学院,陕西西安710065)摘 要:采用某麦弗逊悬架参数,建立悬架系统的三维模型㊂利用ANSYS Workbench有限元分析软件对悬架进行了三种工况下的静力学分析,得出悬架的强度和刚度特性,并对悬架有限元模型进行了模态分析,将计算得到的悬架固有频率与汽车受到的其他激励频率进行对比,评价该悬架是否具有避开与车辆其他系统产生共振区域的性能,为今后的悬架设计提供了一定的理论基础㊂关键词:汽车悬架 有限元分析 模态分析中图分类号:TH164 文献标识码:A 文章编号:1002-6886(2019)02-0061-04Finite element analysis of a vehicle suspension based on ANSYSZHAI PeipeiAbstract:The model of suspension system was established based on the parameters of McPherson.The static analysis of sus⁃pension under three working conditions was carried out using ANSYS Workbench,and the strength and stiffness characteris⁃tics of suspension were obtained.The modal analysis of the suspension model was carried out,and the calculated natural fre⁃quencies of the suspension were compared with excited frequencies of the vehicle to judge whether the suspension will pro⁃duce resonance.It provided a theoretical basis for future suspension design.Keywords:vehicle suspension,finite element analysis,modal analysis0 引言随着人们生活水平的提升,人们在追求汽车所带来的便利之外,还希望获得最大的乘坐舒适感㊂汽车悬架系统作为汽车底盘中的重要组成部分之一,不仅起到了支撑车身的功用,且其性能直接决定了乘坐者的乘坐舒适度和汽车行驶的平稳度,当车辆遇到不平路面时,汽车悬架可以将车轮上所受到的力和力矩转移到车身上,进而达到减弱道路对车辆的冲击,缓解承载结构震动的效果,所以,在车辆运行过程中,汽车悬架自身的性能直接决定了汽车能否正常行驶[1-2]㊂鉴于此,本文主要以某麦弗逊车前悬架系统为原型,利用ANSYS Workbench有限元分析软件对汽车悬架系统进行分析,为今后的悬架设计提供了一定的理论基础[3]㊂1 悬架有限元模型建立1.1 悬架实体模型建立及模型简化本文在建立悬架实体模型时,考虑到选件零件比较复杂,装配比较困难的特征,利用Workbench自带的CAD接口,将模型导入其中㊂在Solidworks建立了悬架系统的弹簧㊁减振器㊁转向节㊁三角臂㊁球销等零件并根据悬架真实的工作环境进行了装配,得到实体模型如图1所示㊂根据模型的简化原则,对悬架作出了如下简化处理:对焊接和螺栓连接部分采用了绑定连接方式,球销与三角臂连接的方式选择Workbench连接关系中的球面副(spherical)㊂由于本次分析主要关心悬架关键零件的强度问题,因此弹簧和减振器不作为分析的主要对象㊂根据某麦弗逊悬架参数,建立了所关心强度变化的模型如图2所示㊂1.2 模型网格划分及材料定义网格划分是有限元求解过程中非常重要的一部分,良好而优质的网格不仅可以提高分析结果的精㊃16㊃图1 悬架三维模型图 图2 悬架简化模型度,同时可以提高分析的速度,减小分析过程出错率[4]㊂经过综合考虑所要分析的悬架结构,规则形状零件采用六面体实体单元,不规则平面采用正四 图3 悬架网格划分面体实体单元,对着重考虑的区域进行了细化网格的处理,并对连接处的网格进行了修复,计算了网格的数量㊂网格划分后的模型如图3所示㊂装配体模型导入后,需要定义装配体的各个零件的材料,悬架各个零件所使用的材料性能直接影响悬架整体结构的强度和其他性能㊂表1 悬架材料属性表零件材料密度/(kg /mm 3)弹性模量/Pa泊松比转向节45CrMo 7.85E-6 1.78E110.27球销42CrMo7.85E-6 2.1E110.28三角臂SAPH4407.85E-62.07E110.32 不同工况下悬架结构强度分析1)车辆在运动时,受到的来自于不平路面的冲击;2)车辆在刹车过程中,受到的地面的冲击力和车辆本身的惯性力;3)车辆在转弯过程中,受到的来自车身内部与路面的力㊂分别求出上述工况发生时悬架的受力情况,并利用该力作为施加载荷,对悬架进行有限元分析,得出悬架在不同工况下的强度㊂2.1 不平路面工况当车辆行驶在不平路面上时,车轮受到来自地面的垂直载荷而向上跳动,此时的动载系数最大,悬架主要受到垂直于地面向上的力的作用[6]㊂带入车辆相关参数数据,经过计算可以得到车辆在经过不平路面时所受到的最大垂直载荷为11930N㊂利用ADAMS /Car 模块中的准静力学仿真功能,对悬架各点进行力学分析,得到转向节主轴承座处力大小为11869N㊂根据上述分析所得的结果,对悬架系统进行有限元分析,对悬架系统的转向节轴颈施加载荷,图4为悬架系统约束和加载情况㊂图4 不平路面工况下 图5 不平路面工况下 约束和加载 应力云图悬架在粗糙路面的应力分布云图如图5所示,应力最大值为139.39MPa,该值出现在转向节与减振器连接处以及下球销的轴颈处,其主要原因是由于汽车在通过不平路面时,受到来自于垂直路面方向的力,这使得下球销处受到了较大的垂直载荷作用,在此载荷作用下,三角臂绕球销转动,因此三角臂应力较小㊂图6 不平路面工况下 图7 制动工况下约束 位移云图 和加载图6是悬架系统在不平路面情况下的变形图,从图中可以看出,最大变形出现在转向节主轴承座处以及球销与三角臂连接处,这是因为三角臂两轴套处以圆柱副固定,汽车通过不平路面受到了垂直于地面的载荷的作用,三角臂绕穿过两轴套处的中心轴转动,因此使得上述两处出现较大的变形量㊂2.2 制动工况除了汽车在行驶过程中遇到的不平路面的工㊃26㊃况,制动工况也是不可避免的㊂这种工况较上一种工况略微复杂,因为车轮轮毅安装在轴承上,所以汽车在制动工况下转向节的中心受力处不会受到扭矩作用,汽车在刹车过程中只受到来自地面的垂直载荷Z ′max ,经过计算可得车轮的垂直载荷Z ′max 为6681N,制动载荷X ′max 为5345N㊂将所得数据输入到ADAMS /Car 模块中进行准静力学仿真,得到的转向节主轴承座处受力为Z ′max 为6620N,X ′max 为5965N㊂在制动工况下对悬架系统进行有限元分析时如图7所示㊂悬架在制动工况下的应力分布云图如图8所示,该工况下最大应力值291.05MPa,应力主要集中在转向节与减振器连接处的下螺栓孔处和球销轴颈处,及球销处㊂悬架在制动工况下的变形图如图9所示,最大变形发生在转向节与制动盘连接螺栓孔的下方以及转向节与球销连接处,与实际情况相符㊂图8 制动工况下应力 图9 制动工况下位移云图 分布云图2.3 转向工况转向工况相对复杂,既要保持车身转弯时的平衡性能及各零件的正常运行,又要达到合理的转弯目的㊂因此使得汽车不仅受到来自于地面的力,还受到转弯过程引起的各种力,当汽车转弯时,受到指向转弯中心的向心力,该向心力是由静摩擦力充当的㊂经计算得,垂直载荷为4772N,最大横向载荷为3818N㊂将该数据代入到ADAMS /Car 模块中进行准静力学仿真,可以求出关键点在仿真过程中的受力情况,求得转向节轴承座处载荷Z ″max 为4712N,Y ″max 为3787N㊂根据悬架实际工作情况,在对其进行转向工况下有限元分析时,其应力云图如图10所示㊂由图10看出在转向工况下,最大应力值为251.1MPa,出现最大应力的位置为转向节主轴承座止口处以及转向节与减振器连接臂下端,这是由于在转向工况下,悬架主要承受来自于横向的力,该横向力在悬架纵向平面内形成力矩㊂图10 转向工况下应力 图11 转向工况下位移云图 分布云图转向工况下的变形图如图11所示,最大变形发生在转向节与横拉杆连接处以及转向节与球销连接处,因为在该种工况下,转向节节臂由于横向力的作用而受到较大力矩㊂3 悬架模态分析3.1 模态分析的目的汽车在运动过程中,悬架承受着来自于地面的冲击载荷以及车身内部其他零件相互作用的载荷,大多数的载荷是动载荷,使悬架受到了冲击作用和振动作用㊂模态分析是动力学分析的基础,模态分析不仅可以确定悬架结构的固有频率,防止共振的产生,而且还能确定悬架在各类动载作用下的振动特性和振动规律[7-8]㊂3.2 模态分析及结论在模态分析中,结构的动力影响主要来自低阶振型,因此,结构的动态特性主要通过低阶振型判定,本文选取低阶模态进行计算求解㊂选取悬架整体㊁转向节㊁三角臂分别进行前6阶的模态计算㊂在模态分析中,固定方式为约束转向节和减振器接触处的6个自由度,在三角臂与副车架相连的两个位置选择圆柱副固定,即释放切向旋转自由度,固定其他所有自由度㊂网格划分如同前1.2节所述,规则形状零件采用六面体实体单元,不规则平面采用正四面体实体单元,关键部位合理细化㊂经过分析求解悬架前6节固有频率如表2㊂为了更加直观的观察到模态的变化规律,方便与模态振型云图对比,绘制了前6阶固有频率可以绘制模态分布图,以横坐标为阶数,纵坐标为频率,如图12㊂㊃36㊃表2 悬架前6阶模态表阶 数频率/Hz 1271.992443.643515.234630.325700.336742.33图12 模态分布图不同阶数的模态都对应着不同的振型,通过观察振型可以找到悬架整体最大位移处,即最容易破坏的位置㊂列出1~6阶振型云图如图13-18所示㊂图13 悬架1阶模态振型云图 图14 悬架2阶模态振型云图图15 悬架3阶模态振型云图 图16 悬架4阶模态振型云图图17 悬架5阶模态振型云图 图18 悬架6阶模态振型云图通过模态振型云图可以看出各阶频率下悬架容易发生的共振的位置,高频阶段振动主要发生在三角臂处,低频阶段振动主要发生在转向节节臂,悬架的固有频率在271.99Hz 至742.33Hz 变化,将该频率与车辆在行驶过程中受到的来自于路面㊁发动机及其他因素引起的激励的频率进行对比,其中,高速公路和较好路面激励在5Hz 以下,发动机激振在100Hz 以下,其他条件的激励也维持在100Hz 以下[9],因此该悬架可以避免汽车在行驶中与汽车产生共振,设计较为合理㊂4 结论本文对悬架系统在不平路面工况㊁制动工况以及转向工况下,分别分析了静力学特性,得出了悬架在三种工况下的应力和位移云图,结合实际分析了悬架的强度和刚度特性㊂同时还对悬架系统进行了模态分析,得出了前6阶的固有频率,通过与汽车受到的其他激励频率相比,确定了该悬架系统不会与汽车发生共振现象㊂参考文献[1] 梁新成,黄志刚,朱亭.汽车悬架的发展现状和展望[J ].北京工商大学学报,2006,24(2):30-33.[2] 黄李丽.某型汽车悬架系统性能分析与研究[D 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汽车构造-- 悬架 ppt课件
根据汽车载荷的变化，调整减振 器的节流孔的流通面积，进而调 整阻尼。
当载荷增加时，节流孔流通面积 减小，阻尼力增大。载荷减小时 的情况相反。
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第四节 非独立悬架
特点：
结构简单，工作可靠； 采用钢板弹簧非独立悬架时，省去导向结构，方便布置。 广泛引用簧载质量
为使汽车从空载到满载的范围变化时，车 f 悬架的垂直变形 身自然振动频率基本保持不便，要求悬架刚
度是可调的。
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三、悬架的分类
非独立悬架：
两侧车轮刚性连接在一起，只能共同运动的悬架 广泛应用于货车、客车和轿车后桥
独立悬架：
两侧车轮由断开式车桥连接，车轮单独通过悬架于车 架连接，可以单独跳动。
目的：通过主副簧先后起 作用，得到变刚度特性提 高汽车平顺性。
副簧在上：刚度突变，不 利于汽车平顺性。
副簧在下：副簧逐渐起作 用，具有刚度渐变的特点， 有利于汽车平顺性。
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二、螺旋弹簧非独立悬架
螺旋弹簧非独立悬架由 螺旋弹簧、减振器、纵 向推力杆和横向推力杆 组成。
常用于轿车的后悬架。
可以承受压缩载荷和扭转载 荷，由于橡胶的内摩擦较大， 橡胶弹簧还具有一定的减振 能力。
橡胶弹簧多用作悬架的副簧 和缓冲块。
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第三节 减振器
减振器作用：
加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车行驶平顺 性
减振器与弹性元件并联安装
减振器原理：
通过减振器自身的运动，消耗弹簧变形储存的能量， 将其变为热能，并散发到空气中，以衰减弹簧的振 动
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几种典型悬架的三维实体模型
1、富康988EX车型前悬架
如图，前悬架采用的是麦弗逊式独立悬架，每个三角下摆臂由两个钢板冲压件焊接而成，螺旋弹簧和筒式减振器连成一起，形成悬架的弹性支柱；支柱的上端与车身挠性连接，下摆臂固定在前托架上，左右下摆杆的铰接处材料为橡胶。
横向稳定杆直径为24mm。
中间部分是由两个弹性橡胶圈与副车架铰接。
稳定杆的两端通过连接杆的球铰与左、右减振器筒体上的耳环连接。
2、昌河CH1018车型前悬架
昌河CH1018型微型汽车前悬架为麦弗逊式独立悬架，结构如图所示，它主要由螺旋弹簧、减振器、加强杆、横摆臂、转向节和支柱等组成。
筒式减振器上端通过螺栓、支柱支撑托架和橡胶垫圈与车身连接，减振器缸筒下端与前悬架支柱连为一体。
螺旋弹簧装在减振器的弹簧座上。
这样，前悬架支柱、转向节、减振器和螺旋弹簧便连为一体，使结构更加紧凑。
这种形式的主要优点是结构简单、布置紧凑，车轮跳动时沿主销轴线移动，因此降低了汽车的重心，提高了汽车的行驶稳定性。
3、昌河1018车型后悬架
CH1018后悬架为纵置半椭圆板簧式非独立悬架，其构造如图所示。
它包括钢板弹簧，缓冲块及减振器。
半椭圆形钢板弹簧的中部通过U形螺栓与刚性的驱动桥相连接。
钢板弹簧的后端卷耳通过橡胶衬套及吊耳销与车架上的摆动吊耳相连接，形成摆动式的铰链支点。
这种连接方式能使钢板弹簧变形时两端卷耳间的距离有伸缩的余地。
在钢板弹簧和车架之间还装有筒式减振器。
由于轮胎、钢板弹簧和减振器的共同作用，大大提高了汽车的行使平顺性。
4、长安SC1020车型前悬架
长安SC1020车型微型汽车前悬架为麦弗逊式独立悬架，结构特点是两侧车轮各自独立与车身弹性地连接，因此左右两侧车轮可以单独运动，互不影响。
结构如图所示，它主要由螺旋弹簧、减振器，加强杆、横向稳定杆、横摆臂、转向节和支柱等组成。
5、长安SC1020后悬架
后悬架为纵置半椭圆板簧式非独立悬架，其构造如图所示。
它包括钢板弹簧、缓冲块及减振器。
半椭圆形钢板弹簧的中部通过U形螺栓与刚性的后桥相连接。
钢板弹簧的后端卷耳通过橡胶衬套及吊耳销与车架上的摆动吊耳相连接，形成摆动式的铰链支点。
这种连接方式能使钢板弹簧变形时两端卷耳间的距离有伸缩的余地。
在钢板弹簧和车架之间还装有筒式减振器。
6、桑塔纳2000前悬架
前悬架采用的是麦弗逊式独立悬架，其结构如图所示，螺旋弹簧和筒式减振器连成一起，形成悬架的弹性支柱；支柱的上端与车身挠性连接，下摆臂固定在前托架上。
这种悬架型式具有结构简单，零件数量少，维修方便，车轮附着性能好和乘坐舒适性好等优点。
但前减振器所承受的侧向力较大，对减振器的要求较高，降低了减振器的使用寿命。
7、桑塔纳2000后悬架总成
后悬架为复合式悬架，结构如图所示，它由焊在一个横梁上的两根纵向摆臂组成。
这根横梁承受所有垂直力和侧向力产生的力矩，而且可以扭转（因为这两根纵臂可以交叉反向运动），同时起到横向稳定杆的作用。
其优点是构造简单；整根车桥易于拆装；空间要求低；弹簧减振器或减振器和弹簧固定方便；省去了所有的导向铰和导向杆，从而使构件数少。
8、猎豹CJY6470E前悬架
前悬架为双横臂式悬架，结构如图所示，其特点是在汽车的每一侧均有两根横臂，横臂外端通过球铰与转向节轴连接。
两横臂可使车轮的上下跳动符合所需的运动学特性，并由横臂传力给车身。
但是侧向力会产生一个附加力矩，使得曲线行驶时汽车车身的侧倾度增大，这是一个缺点。
摆臂需用支座支承，这些支座会在载荷下变形，并影响悬架刚度；由于支座中的橡胶件的扭转使得刚度增大，或是由于部件之间的相互滑动增大了摩擦。
因此，要尽可能的减小曲线行驶时车身的侧倾。
通过采用较硬的弹簧，附加横向稳定杆或是增大侧倾中心的高度可以达到这一目的。
9、猎豹CJY6470E后悬架
后悬架为纵置半椭圆板簧式非独立悬架，其构造如图所示。
它包括钢板弹簧，缓冲块及减振器。
半椭圆形钢板弹簧的中部通过U形螺栓与刚性的驱动桥相连接。
钢板弹簧的后端卷耳通过橡胶衬套及吊耳销与车架上的摆动吊耳相连接，形成摆动式的铰链支点。
在钢板弹簧和车架之间还装有筒式减振器。
10、松花江HFJ6350前悬架
前悬架为麦弗逊式独立悬架，其结构特点是两侧车轮各自独立与车身弹性地连接，因此左右两侧车轮可以单独运动，互不影响。
结构如图所示，它主要由螺旋弹簧、减振器、横摆臂、转向节和支柱等组成。
前悬架支柱总成与转向节直接连为一体。
筒式减振器上端通过螺栓、支柱支撑托架和橡胶垫圈与车身连接，减振器缸筒下端与前悬架支柱连为一体。
螺旋弹簧装在减振器的弹簧座上。
11、松花江HFJ6350后悬架
后悬架为纵置半椭圆板簧式非独立悬架，其构造如图所示。
它包括钢板弹簧，缓冲块及减振器。
半椭圆形钢板弹簧的中部通过U形螺栓与刚性的驱动桥相连接。
钢板弹簧的后端卷耳通过橡胶衬套及吊耳销与车架上的摆动吊耳相连接，形成摆动式的铰链支点。
在钢板弹簧和车架之间还装有筒式减振器。
12、万丰SHK1020A车型前悬架总成
前悬架为双横臂式悬架，结构如图所示，其特点是在汽车的每一侧均有两根横臂，横臂外端通过球铰与转向节轴连接。
两横臂可使车轮的上下跳动符合所需的运动学特性，并由横臂传力给车身。
但是侧向力会产生一个附加力矩，使得曲线行驶时汽车车身的侧倾度增大，这是一个缺点。
摆臂需用支座支承，这些支座会在载荷下变形，并影响悬架刚度；由于支座中的橡胶件的扭转使得刚度增大，或是由于部件之间的相互滑动增大了摩擦。
因此，要尽可能的减小曲线行驶时车身的侧倾。
通过采用较硬的弹簧，附加横向稳定杆或是增大侧倾中心的高度可以达到这一目的。
后悬架为纵置半椭圆板簧式非独立悬架，其构造如图所示。
它包括钢板弹簧、减振器、U形螺栓及吊耳等。
半椭圆形钢板弹簧的中部通过U形螺栓与刚性的驱动桥相连接。
钢板弹簧的前端卷耳通过橡胶衬套及吊耳螺栓铰接在车架支座上，成为固定式铰链支点，以起传力和导向作用。
而钢板弹簧的后端卷耳则用橡胶衬套及吊耳销与车架上的摆动吊耳相连接，形成摆动式的铰链支点。
在钢板弹簧和车架之间还装有筒式减振器。
这样，来自路面的冲击力由车轮传至钢板弹簧和减振器。
由于轮胎、钢板弹簧和减振器的共同作用，大大提高了汽车的行驶平顺性。
14、仪征YQC6420前悬架
前悬架采用的是麦弗逊式悬架，结构如图所示，它主要由螺旋弹簧、减振器、加强杆、横向稳定杆、横摆臂、转向节和支柱等组成。
这种形式的主要优点是结构简单、布置紧凑，车轮跳动时沿主销轴线移动，因此降低了汽车的重心，提高了汽车的行驶稳定性。
后悬架为四联杆式悬架，结构如图所示，其位置和方向类似于三联杆式。
型式简单，其主要的组件为联杆、螺旋弹簧和减振器。
16、客车用的空气悬挂
空气悬挂是指他使用了气体弹簧的悬挂(图中黑灰色粗短的支撑)。
气体弹簧是在一个密闭的容器里充入压缩空气，利用气体的可压缩性实现弹簧的作用。
空气弹簧的优点在于他的刚度是可变的,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,弹簧内的气压下降,刚度减小.所以空气弹簧有比较理想的变刚度特性。
气体弹簧有空气弹簧和油气弹簧两种.油气弹簧是使用了油液作为传力介质,氮气(或其他惰性气体)作为弹性介质。