悬架设计参数和要点
汽车平衡悬架的设计要点(转)
要求对称于平衡轴： 1 2 要求对中、后桥相关位臵相同： 1 2 从图中可知：
2 2 （1） 1 1 （2） 2 1 ， 代入式（1），得 将 2 1 ， 1 1 ， 1 1 ， 代入式（2），得 1 1 2 1 ，
a 布臵下推力杆位臵，并核对离地间隙是否满足要求。 2
对于一根上杆、两根下杆的常规设计，这种布臵使上、下杆受力基本相同。 3） 推力杆的斜度 （1）下推力杆斜角 2 决定轴转向效应，即 ε tan 2 式中ε
d 为轴转向效应系数，而 为轴转向角， 为侧倾角。 d
一般纵臵的中、后桥布臵，稳态转向特性往往具有偏大的不足转应效应。将 2 设计成如图 1 所示的布臵，可减小不足转向，使转向灵活些，减少轮胎磨损，同时， 簧载质体的离地间隙也高一些。 （2）上推力杆斜角 1 的布臵，应结合 2 的状态，决定中、后桥的瞬时转动中心位臵和 倾角变化。 若 1 < 2 ，即上、下推力杆延线交点（瞬心）在平衡轴中心线一侧，这样当车 桥跳动时，中、后桥间的那根传动轴的运动干涉（花键窜动量和夹角变化）会比较 小。反之， 1 > 2 ，则对中桥前的那一根传动轴的干涉较有利。因为一般设计，中、 后桥间传动轴较短，所以较常采用 1 < 2 。若采用 1 ＝ 2 ，为平行四连杆机构， 中、后桥作平移运动，跳动时无倾角变化。 4） 推力杆的长度 在平衡轴支架及横梁结构允许条件下，推力杆应尽量选长一些，这样可减小车 轮跳动时的纵向窜动量。最好选取优先数作为长度值。 除非结构布臵上的原因，绝大多数设计都选取上、下杆等长。不等长上、下杆 往往造成中、后桥跳动时有倾角变化。纵臵四连杆机构不像双横臂独立悬架，一般不 采用不等长上、下臂结构。但是，国外也有少数厂家采用上短下长的推力杆，以适度 的倾角变化来换取轮胎接地点在纵向的移动量（轴距变化）达到最小，减少了轮胎磨 损量。 推力杆在横向平面的布臵
载货汽车后悬架设计
载货汽车后悬架设计实例一、设计的主要数据载质量：6000kg 整备量：5000kg空车时：前轴负荷：2500kg 后轴负荷：2500kg 满载时：前轴负荷：3350kg 后轴负荷：7650kg尺 寸： 总 长：8470 总 宽：2470轴 距：4700 前 轮 距 ：1900 后 轮 距：1800 满载重心高度：1180二、悬架主要参数的确定 1 悬架的静挠度c f悬架的静扰度 是指汽车满载静止时悬架上的载荷f c 与此时悬架刚度c 之比，即c F f w c /=货车的悬架与其簧上质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车行驶平顺性的主要参数之一。
因汽车的质量分配系数近似等于1，因此货车车轴上方车身两点的振动不存在联系。
货车的车身的固有频率n,可用下式来表示： n=π2//m c式中，c 为悬架的刚度（N/m ）,m 为悬架的簧上质量（kg ） 又静挠度可表示为：c mg f c /=g ：重力加速度（10N/kg ）,代入上式得到： n=5/c fn: hzc f : cm分析上式可知：悬架的静挠度直接影响车身的振动频率，因此欲保证汽车有良好的行驶平顺性，就必须正确选择悬架的静挠度。
又因为不同的汽车对平顺性的要求不相同，货车的后悬架要求在 1.70～2.17hz 之间，因为货车主要以载货为主，所以选取频率为：1.9hz.。
2 悬架的动挠度d f悬架的动挠度是指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构容许的最大变形时，车轮中心相对车架的垂直位移。
通常货车的动挠度的选择范围在6～9cm.。
本设计选择：cm f d 0.83 悬架的弹性特性悬架的弹性特性有线性弹性特性和非线性弹性特性两种。
由于货车在空载和满载时簧上质量变化大，为了减少振动频率和车身高度的变化，因此选用刚度可变的非线性悬架。
4 悬架主，副簧刚度的分配图1 货车主、副簧为钢板弹簧结构的弹性特性如何确定副簧开始参加工作的载荷k F 和主，副簧之间刚度的分配，受悬架的弹性特性和主，副簧上载荷分配的影响，原则上要求车身从空载到满载时的振动频率变化要小，以保证汽车有良好的平顺性，还要求副簧参加工作前后的悬架振动频率不大。
汽车底盘悬架结构设计要点分析
汽车底盘悬架结构设计要点分析随着汽车工业的飞速发展，汽车底盘悬架结构的设计也成为汽车工程师们关注的重点之一。
底盘悬架是汽车重要的组成部分之一，直接关系到车辆的操控性、舒适性和安全性。
本文将对汽车底盘悬架结构设计的要点进行详细分析。
1. 悬架结构的类型要点分析的第一步就是悬架结构的类型。
常见的悬架结构包括双叉臂式、麦弗逊式、复合式、多连杆式等。
每种类型的悬架结构都有各自的优缺点，需要根据车型和用途来选择合适的悬架结构。
双叉臂式悬架适合高性能及大功率车型，麦弗逊式悬架适合一般家用车，复合式悬架适合跨界车型，多连杆式悬架适合豪华车型。
在选择悬架结构类型时，需要考虑到车辆的整体性能需求、成本、制造难易度以及可维修性等因素。
2. 悬架构件的材料悬架构件的材料是影响悬架结构性能的重要因素。
常见的材料有钢材、铝合金、碳纤维等。
钢材强度高、价格低，是汽车悬架结构最常用的材料。
但随着汽车轻量化、节能化及安全性要求的提高，铝合金和碳纤维等新材料被越来越多的应用在悬架结构中。
这些新材料在提高整车轻量化的同时还能提高车辆的操控性能和减少燃油消耗。
在选择悬架材料时，需考虑到材料的强度、刚度、耐久性以及成本等因素。
3. 悬架减震器的选型悬架减震器是影响汽车乘坐舒适性和操控性的关键部件，其选型直接影响到车辆的驾驶品质。
常见的悬架减震器包括气压式、液压式、电子控制式等。
不同类型的减震器具有不同的减震特性，如气压式减震器可以根据路况和行驶速度自动调整减震力，提高车辆的操控性和稳定性；电子控制式减震器可以根据驾驶者的驾驶习惯和路况实时调整减震力，提高车辆的操控性和舒适性。
在选型时需要考虑到车辆的用途和价格。
4. 悬架系统的调校悬架系统的调校是悬架设计的重要环节之一。
悬架系统的调校包括悬架几何参数的设计和悬架部件的强度设计。
悬架几何参数的设计直接关系到车辆的操控性和舒适性，如悬架几何参数的合理设计可以改善车辆的操控性和降低车辆的侧倾，提高车辆的行驶稳定性。
悬架的参数计算公式
悬架的参数计算公式悬架系统是汽车重要的组成部分，它直接影响着汽车的操控性、舒适性和安全性。
悬架系统的设计需要考虑多个参数，其中包括弹簧刚度、阻尼系数、悬架几何参数等。
本文将重点介绍悬架的参数计算公式，帮助读者更好地理解悬架系统的设计原理。
1. 弹簧刚度计算公式。
弹簧刚度是指单位位移下所受的弹簧力，通常用N/mm或N/m来表示。
弹簧刚度的计算公式如下：K = F / δ。
其中，K表示弹簧刚度，F表示弹簧所受的力，δ表示弹簧的变形量。
在实际设计中，弹簧刚度需要根据车辆的质量、悬架的类型和使用环境来确定。
2. 阻尼系数计算公式。
阻尼系数是指单位速度下所受的阻尼力，通常用N/(m/s)来表示。
阻尼系数的计算公式如下：C = F / v。
其中，C表示阻尼系数，F表示阻尼器所受的力，v表示阻尼器的速度。
阻尼系数的大小直接影响着悬架系统的舒适性和稳定性，需要根据车辆的使用环境和悬架的类型来确定。
3. 悬架几何参数计算公式。
悬架几何参数包括悬架的几何结构、悬架的位置和角度等。
这些参数的设计需要考虑车辆的操控性和稳定性。
常见的悬架几何参数包括悬架的下摆臂长度、上摆臂长度、悬架的前后距离等。
这些参数的计算需要结合车辆的设计要求和悬架的类型来确定。
4. 悬架系统的动力学模型。
悬架系统的动力学模型包括悬架的质量、弹簧、阻尼器等参数，可以用来描述悬架系统的运动规律。
常见的悬架系统动力学模型包括单自由度模型、双自由度模型等。
这些模型可以用来分析悬架系统的振动特性和响应特性，对悬架系统的设计和优化具有重要的意义。
5. 悬架系统的优化设计。
悬架系统的优化设计需要考虑多个参数的综合影响，包括弹簧刚度、阻尼系数、悬架几何参数等。
优化设计的目标通常包括提高车辆的操控性、舒适性和安全性。
在实际设计中，可以利用计算机辅助设计软件来进行悬架系统的优化设计，通过多次模拟和分析来确定最佳的参数组合。
总结。
悬架系统的设计需要考虑多个参数，包括弹簧刚度、阻尼系数、悬架几何参数等。
汽车悬架参数介绍
侧倾评价：
1）0.4g横向加速度下，车身侧倾角应小于6°； 2）0.5g横向加速度下，车身侧倾角应小于2°~ 5° ； 3）日本汽车研究所给出1987年轿车的平均侧倾角增益为7.46°/g， 1996年的平均值为7.00°/g。
其他：
1、1984年，美国通用对29辆轿车试验，轿车前侧倾中心高度 0~14cm,后侧倾中心高度为0~40cm； 2、独立悬架侧倾中心高度 ：前0~120mm，后80~150mm； 3、悬架的侧倾角刚度越大，相应桥上发生的轮荷转移量就越大； 4、增加前悬架的侧倾角刚度有利于趋于不足转向，增加后悬架的 侧倾角刚度有利于趋于过多转向。
衰减力特性
临界衰减系数 Cc
衰减系数 C（F=C×v） 悬架衰减力特性 C/Cc
小阻尼情形， C/Cc<1； 对于轿车，一般C/Cc取0.25~0.35（参考）； 不同类型的车， C/Cc都是不一样的，需综合考虑，获 得C/Cc。
侧倾
术语：侧倾中心、侧倾轴线、侧倾角刚度、侧倾角
侧倾图片 侧倾中心的确定方法：
F/R Suspension
悬架的设计要求:
1）保证汽车有良好的行驶平顺性。 2）具有合适的衰减振动能力。 3）保证汽车具有良好的操纵稳定性。 4）汽车制动或加速时要保证车身稳定，减少车身纵倾； 转弯时车身侧倾角要合适。 5）有良好的隔声能力。 6）结构紧凑、占用空间尺寸要小。 7）可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满 足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和 寿命。
以运送人为主的轿车对平顺性的要求最高，大客车次 之，载货车更次之。 对普通级以下轿车满载的情况，前悬架偏频要求 1.00~1.45Hz， 后悬架则要求在1.17~1.58Hz。 原则上轿车的级别越高，悬架的偏频越小。 对高级轿车满载的情况，前悬架偏频要求在 0.80~1.15Hz，后悬架则要求在0.98~1.30Hz。 货车满载时，前悬架偏频要求在1.50~2.10Hz，而后悬 架则要求 在1.70~2.17Hz。
悬架设计
悬架设计三、设计要求：1）良好的行驶平顺性：簧上质量 + 弹性元件的固有频率低；前、后悬架固有频率匹配：乘：前悬架固有频率要低于后悬架尽量避免悬架撞击车架；簧上质量变化时，车身高度变化小。
2）减振性好：衰减振动、抑制共振、减小振幅。
3）操纵稳定性好：车轮跳动时，主销定位参数变化不大；前轮不摆振；稍有不足转向（δ1>δ2）4）制动不点头，加速不后仰，转弯时侧倾角合适5）隔声好6）空间尺寸小。
7）传力可靠、质量小、强度和寿命足够。
§6-2 悬架结构形式分析：一、非独立悬架和独立悬架：二、独立悬架结构形式分析：1、评价指标：1）侧倾中心高度：A、侧倾中心：车身在通过左、右车轮中心的横向垂直平面内发生侧倾时，相对于地面的瞬时转动中心，叫侧倾中心。
B、侧倾中心高度：侧倾中心到地面的距离。
C、侧倾中心位置影响：位置高：侧倾中心到质心的距离缩短，侧向力臂和侧倾力矩↓，车身侧倾角↓；过高：车身倾斜时轮距变化大，加速轮胎车轮外倾角α磨损。
2）车轮定位参数：车轮外倾角α，主销内倾角β，主销后倾角γ，车轮前束等会发生变化。
主销后倾角γ变化大→转向轮摆振车轮外倾角α化大→直线行驶稳定性；轮距变化，轮胎磨损3）悬架侧倾角刚度A、车厢侧倾角：车厢绕侧倾轴线转动的角度B、影响：车厢侧倾角与侧倾力矩和悬架总的侧倾角刚度有关，影响操纵稳定性和平顺性4）横向刚度：影响操纵稳定性转向轴上悬架横向刚度小，转向轮易摆振， 5）空间尺寸：占用横向尺寸→影响发动机布置和拆装；占用高度尺寸→影响行李箱大小和油箱布置。
2、不同形式悬架比较（表6-1）问：A、车轮跳动时，为什么α、β、γ如此变化？B、轮距为什么如此变化？C、应用？1）双横臂式：A、α、β均变，∵非平移，选择四杆结构，可小；B、四杆；C、应用：中高轿前悬，不用于微轿（空间）。
2）单横臂：A、α、β变化大，∵绕一点横向转动；B、绕一点横向转动；C、应用：后悬，少用于前悬。
汽车悬架和转向系统设计
汽车悬架和转向系统设计1. 概述汽车悬架和转向系统是汽车中至关重要的部分，对汽车的操控性、行驶稳定性和乘坐舒适性有着重要的影响。
悬架系统负责支撑汽车车身，保证车轮与地面的接触，同时吸收来自路面的冲击力；而转向系统则负责使车辆按照驾驶员的指令实现转向操作。
在汽车设计中，悬架和转向系统的设计需要综合考虑多种因素，包括车辆的用途、性能需求、成本以及使用环境等。
本文将介绍汽车悬架和转向系统设计中的关键要点，并探讨一些常见的设计策略和优化方法。
2. 悬架系统设计2.1. 悬架类型常见的汽车悬架类型包括独立悬架和非独立悬架。
独立悬架指的是四个车轮各自独立悬挂，相互之间没有连接，可以独立运动。
非独立悬架指的是四个车轮之间通过悬架系统相连接，受到相互影响。
独立悬架相较于非独立悬架具有更好的悬挂效果，能够提供更好的操控性和乘坐舒适性。
常见的独立悬架类型包括麦弗逊悬架、多连杆悬架和双叉臂悬架等。
2.2. 悬架参数设计悬架系统的参数设计对于汽车的行驶稳定性、乘坐舒适性和操控性都有重要影响。
其中一些关键的参数包括减振器刚度、悬架弹簧刚度、悬架几何参数等。
减振器刚度决定了汽车在受到冲击力时的反应速度，过大或过小的减振器刚度都会影响汽车的乘坐舒适性。
悬架弹簧刚度则负责车身的支撑和回弹，也对乘坐舒适性有重要影响。
悬架几何参数则涉及到悬架的运动轨迹和相对位置，对悬架系统的整体性能起着决定性作用。
2.3. 悬架系统优化悬架系统的优化设计旨在提升汽车的行驶性能和乘坐舒适性。
在悬架系统设计中，常见的优化手段包括材料选择、刚度调整、阻尼控制和减重等。
材料选择是悬架系统设计中的一个重要环节。
采用合适的材料可以提高悬架系统的刚度，同时减轻悬架组件的重量。
刚度调整可以通过调整减振器和弹簧的硬度来实现，以获得更好的悬架效果。
阻尼控制则可以通过控制减振器的阻尼力来实现，以提升汽车的稳定性和乘坐舒适性。
减重是悬架系统设计中的一个重要目标，通过使用轻量化材料和结构设计优化来减轻悬架组件的重量，从而提高汽车的燃油经济性和操控性能。
悬架设计参数和要点
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5
步骤 5:悬架垂直刚度的设定
主要调校参数: – 弹簧刚度和杠杆比 – 反弹限位块间隙及刚度特性 – 上跳限位块间隙及刚度特性
开发中要反复调校
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6
步骤 6a:轮心处侧向力作用下柔顺性
各点受力大小的影响 反向加载看悬架部件的影响 侧向力作用下toe-out
调整参数: 下控制臂的长度和倾斜角度
侧倾中心高度
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3
步骤 3:抗点头和车轮退让功能的设定
调整参数: 下控制臂倾斜角度
要协调好抗点头和车轮退让功能
α
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4
步骤 4:前束调节杆的位置确定
考虑因素: – 跳动时前束变化 – 前后运动时前束变化 – 转向梯形 – 转向传动比
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7
步骤 6a:轮胎接地点处侧向力作用下柔顺性
反向加载看悬架部件的影响 对车轮外倾的影响 侧向力作用下toe-out
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8
步骤 7:侧向力作用下的柔顺性
纵向力作用下各点受力大小的影响 下控制臂、副车架、车身安装处的刚度及各点连接关节件的刚度 很容易调整轮心处的性能 前束变化
悬架设计主要参数及要点:
基于麦弗逊悬架系统
基于实际实用的悬架参数测量设备 多次反复调整以达到折衷方案
A B
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A B
悬架设计
0
主要悬架参数相关性步骤
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
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步骤 5:悬架垂直刚度的设定
主要调校参数: – 弹簧刚度和杠杆比 – 反弹限位块间隙及刚度特性 – 上跳限位块间隙及刚度特性
开发中要反复调校
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步骤 6a:轮心处侧向力作用下柔顺性
各点受力大小的影响 反向加载看悬架部件的影响 侧向力作用下toe-out
调整参数: 下控制臂的长度和倾斜角度
侧倾中心高度
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步骤 3:抗点头和车轮退让功能的设定
调整参数: 下控制臂倾斜角度
要协调好抗点头和车轮退让功能
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步骤 4:前束调节杆的位置确定
考虑因素: – 跳动时前束变化 – 前后运动时前束变化 – 转向梯形 – 转向传动比
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步骤 6a:轮胎接地点处侧向力作用下柔顺性
反向加载看悬架部件的影响 对车轮外倾的影响 侧向力作用下toe-out
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步骤 7:侧向力作用下的柔顺性
纵向力作用下各点受力大小的影响 下控制臂、副车架、车身安装处的刚度及各点连接关节件的刚度 很容易调整轮心处的性能 前束变化
悬架设计主要参数及要点:
基于麦弗逊悬架系统
基于实际实用的悬架参数测量设备 多次反复调整以达到折衷方案
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悬架设计
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主要悬架参数相关性步骤
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
运动学方面: 主销静态参数 运动学方面: 侧倾中心高度和外倾补偿 运动学方面: 抗点头和车轮退让功能的设定 运动学方面: 前束调节杆的位置确定 运动学方面: 悬架垂直刚度的设定 柔顺性方面: 侧向力作用 柔顺性方面:纵向力作用 柔顺性方面:回正力矩作用
运动学方面: 与衬套柔顺性没有关系，悬架只在机构运动。 柔顺性方面:与衬套柔顺性有关系。
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步骤 1:主销静态参数
主销通过两个硬点进行定义: – 滑柱上安装点 – 下控制臂外球销点
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步骤 2:侧倾中心高度和外倾补偿，也同时验证单侧轮距变化。
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步骤 8:回正力矩作用下的柔顺性:
各点受力大小的影响
反向加载时前束杆的影响
同向加载时转向系统的影响
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