悬架部分的设计指南
悬架设计指南

设计指南(弹簧、稳定杆)不管悬架的类型如何演变,从结构功能而言,它都是有弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。
一 弹性元件弹性元件主要作用是传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂直载荷,并依靠其变形来吸收能量,达到缓冲的目的。
在现用的弹性元件中主要有三种;(1)钢板弹簧,(2)扭杆弹簧,(3)螺旋弹簧。
钢板弹簧设计板弹簧具有结构简单,制造、维修方便;除作为弹性元件外,还兼起导向和传递侧向、纵向力和力矩的作用;在车架或车身上两点支承,受力合理;可实现变刚度,应用广泛。
(一) 钢板弹簧布置方案1.1钢板弹簧在整车上布置(1) 横置;这种布置方式必须设置附加的导向传力装置,使结构复杂,质量加大,只在少数轻、微车上应用。
(2) 纵置;这种布置方式的钢板弹簧能传递各种力和力矩,结构简单,在汽车上得到广泛应用。
1.2 纵置钢板弹簧布置(1) 对称式;钢板弹簧中部在车轴(车桥)上的固定中心至钢板弹簧两端卷耳中心之间的距离相等,多数汽车上采用对称式钢板弹簧。
(2) 非对称式;由于整车布置原因,或者钢板弹簧在汽车上的安装位置不动,又要改变轴距或通过变化轴荷分配的目的时,采用非对称式钢板弹簧。
(二)钢板弹簧主要参数确定初始条件:1G ~满载静止时汽车前轴(桥)负荷2G ~满载静止时汽车后轴(桥)负荷1U G ~前簧下部分荷重2U G ~后簧下部分荷重1W F =(G 1-G 1U )/2 ~前单个钢板弹簧载荷2W F =(G 2-G 2U )/2 ~后单个钢板弹簧载荷c f ~悬架的静挠度;d f -悬架的动挠度1L ~汽车轴距;1、 满载弧高a f满载弧高指钢板弹簧装在车轴(车桥)上,汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端(不包括卷耳孔半径)连线间的最大高度差。
a f 用来保证汽车具有给定的高度。
当a f =0时,钢板弹簧在对称位置上工作。
为在车架高度已确定时得到足够的动挠度,常取a f = 10~20mm 。
2、 钢板弹簧长度L 的确定L —指弹簧伸直后两卷耳中心间的距离(1)钢板弹簧长度对整车影响当L 增加时:能显著降低弹簧应力,提高使用寿命;降低弹簧刚度,改善汽车平顺性;在垂直刚度C 给定的条件下,明显增加钢板弹簧纵向角刚度;减少车轮扭转力矩所引起的弹簧变形;原则上在总布置可能的条件下,尽可能将钢板弹簧取长些。
悬架设计说明书

前言本小组课程设计的课题是普通的经济型轿车。
因而,其定位为中等收入的工薪阶层的第一辆家庭用车。
必须满足以下几个要求:可靠,坚固,耐用,使用成本较低,油耗处于国内中等水平,为当前主流技术水平。
所以,悬架的设计宜选用成熟技术,零部件,彻底的贯彻“三化”原则,较为合理的成本控制。
悬架是现代汽车的重要组成部分之一。
虽然并非汽车在行进必不可少的装备,但如果没有悬架,将极大的影响汽车的操纵稳定性和平顺性。
悬架对整车性能有着重要的影响。
在汽车市场竞争日益加剧的今天,人们对汽车的性能的认识更多的靠更为直接的感观感受,而非他们不太懂得的专业术语。
因此,对汽车操纵稳定性﹑平顺性的提升成为了各大汽车厂商的共识。
与此关系密切的悬架系统也被不断改进,主动半主动悬架等具有反馈的电控系统在高端车辆上的应用日趋广泛。
无论定位高端市场,还是普通家庭的经济型轿车,没有哪个厂家敢忽视悬架系统及其在整车中的作用。
这一切,都是因为悬架系统对乘员的主观感受密切联系。
悬架系统的优劣,乘员在车上可以马上感受到。
“木桶理论”,很多人都知道,整车就好比是个“大木桶”,悬架是它的一片木板。
虽然,没有悬架的汽车还是可以跑动的,但是坐在上面是很不舒服的。
坐过农用车货厢的人,对此应该是颇有些体会的,即便是较好的路况,在上面也是颠来颠去的。
因为它的悬架很简单,对平顺性和操纵稳定性考虑的很少。
只有当悬架这块木板得到足够重视,才能使整车性能得以提升。
否则,只能是句空话。
这涉及到部件与整体的关系。
一句话:整体离不开部件,部件也成不了整体。
整体可以提供部件提供不了的功能,反过来部件又对整体有着重要影响。
正因为悬架在现代汽车上的重要重要作用,应该重视汽车悬架的设计。
只有认真,严谨的设计才能确保其与整车的完美匹配。
而要做到这一点,就必须,查阅大量相关书籍,图册,行业和国家标准。
这些是对我们这些将来要从事汽车设计,制造工作的工科出身的大学毕业生的必须经历的一个必不可少的训练。
汽车悬架系统设计说明书.2doc

轻型轿车悬架系统的设计【摘要】本次毕业设计的课题是轻型轿车悬架系统的设计。
必须满足以下几个要求:可靠,坚固,耐用,使用成本较低,油耗处于国内中低等水平,为当前主流技术水平。
所以,悬架的设计宜选用成熟技术,零部件,彻底的贯彻“三化”原则,较为合理的成本控制。
麦弗逊式独立悬架有着结构简单、紧凑、占用空间小等众多优点,在现代轻型汽车中得到了广泛运用。
鉴于此,此次设计,该车的前悬架采用麦弗逊式独立悬架,后悬架采用钢板弹簧式整体后悬架.这样设计可以使本车无论从经济角度还是从舒适角度,都可以达到一个较为理想的结果。
本毕业设计要求根据某较车总体方案要求,对其悬架进行设计计算。
为了阐述悬架的设计过程,说明书从设计计算对麦式悬架的设计过程进行了介绍。
说明书首先阐述了悬架中关键零部件如:螺旋弹簧、减振器等的设计、选型和计算;进而分析了悬架的结构特点和运动特征,并以此为基础建立了悬架的物理模型。
【关键词】:麦弗逊式悬架;钢板弹簧整体悬架;设计计算;选型The design of Light passenger vehicle Suspension SystemChen xiang(grade06,class01, Heat Energy and Dynamical Engineering,Shaanxi University of Technology,Hanzhong723000,Shaanxi ,Tutor:shi shao ning)AbstractTime of graduation practice problem is that the light saloon hangs to put up systematic design. As a result, Must satisfy several the following call for: Reliable , sturdy and durable, use cost comparatively low, the low grade is horizontal in oil being consumed being in in the homeland , the technology is horizontal for current main current. The design putting up therefore, hanging ought to select and use the mature technology , component and part , put "three into effect completely spending " principle , comparatively rational cost controls.Maifuxun style has had structure simple , compact independent dangerous rack , has occupied space waiting for a lot of merit for a short time , in modern light automobile to apply broadly. Because of this , this time, going forward designing that , that vehicle hangs to adopt the dyadic independent dangerous Maifuxun rack , rear overhang puts up adopt the dyadic overall of band spring rear overhang rack. Such designs that the angle still is from comfortable angle from economy being able to make this vehicle regardless of , can reach a comparatively ideal result.Graduation practice requires that comparatively, the vehicle overall plan demands , the design being in progress to whose dangerous rack secretly schemes against according to some. For the design setting forth the dangerous rack, process , specifications introduce that from designing that the process calculating the design to dyadic dangerous wheat rack has been in progress. Specifications has set forth dangerous rack middle key component and part first such as: Spiral spring , the design that the shock absorber waits for, choose a type and secretly scheme against; Have analysed the dangerous rack structure characteristic and the physics model moving a characteristic, and being that the basis has built the dangerous rack on this account then.Key words: McPherson suspension;The whole steel spring suspension; design and selection;目录中文摘要 (1)ABSTRACT (2)第一章绪论 (6)1.悬架的功用 (6)2.悬架系统的组成 (7)3.悬架的类型及其特点 (8)3.1非独立悬架的类型及特点 (9)3.2独立悬架的类型及特点 (10)4悬架形式的选择 (13)4.1总评 (13)4.2前后悬架的确定 (14)第二章悬架的设计计算 (14)1.悬架设计要求 (15)2.前悬架的设计计算 (16)2.1弹簧形式的选择 (16)2.2材料的选择 (16)3.弹簧参数的计算 (17)3.1圆柱螺旋弹簧直径d的计算 (17)3.2求有效圈数 (17)3.3其它参数 (18)4.弹簧的校验 (19)5.后悬架的设计计算 (20)5.1弹性元件的选择 (20)5.1.1加工要求 (20)5.2.2材料的参数 (20)6.钢板弹簧参数的设计计算 (21)6.1挠度的确定 (21)6.2各片长度的确定 (22)6.3断面高度及片数的确定 (22)6.4厚度的确定 (23)6.5板簧总成在自由状态下得弧高及其曲率半径 (23)7.钢板弹簧的强度校验 (24)第三章减振器的结构原理及其功用 (25)1.减震器的作用 (26)2.减震器的结构 (27)3.减震器的工作原理 (27)第四章横向稳定器的作用 (28)第五章麦佛逊式悬架导向机构 (30)1独立悬架导向机构 (38)2麦弗逊式悬架系统物理模型的建立 (40)结论 (42)参考文献 (42)致谢 (43)引言此次毕业设计的课题是轻型轿车的悬架系统。
悬架设计

双叉臂\双A臂悬挂上叉臂推杆(连接减震器)转向拉杆下叉臂1. 现代方程式赛车都采用从外到内的设计过程,所以首先要确定赛车主要框架参数,包括:外形尺寸、重量、发动机马力等等。
2. 确定悬挂系统类型,一般都会选用双叉架,主要是决定选用拉杆还是推杆。
3. 确定赛车的偏频和赛车前后偏频比4. 估计簧上质量和簧下质量的四个车轮独立负重。
5. 根据上面几个参数推算出赛车的悬挂刚度和弹簧的弹性系数6. 推算出赛车在没有安装防侧倾杆之前的悬挂刚度初值,并计算车轮在最大负重情况下的轮胎变形7. 计算没安装防侧倾杆时赛车的横向负载转移分布8. 根据上面计算数值,选择防侧倾杆以获得预想的侧倾刚度9. 最后确定减震器阻尼率。
10. 上面计算和选型完成后,在重新对初值进行校核。
悬架设计一、悬架主要性能参数的确定悬架应首先保证整车有良好的行驶平顺性和操纵稳定性,这是确定悬架主要性能参数的重要依据(一)、前、后悬架静挠度和动挠度的选择1、偏频与静挠度(1)、n1=12πc1/m 1 n2=12πc2/m 2(2)、fc1=m1g/ c1 fc2=m2g/ c2 (g=981cm/s2)(3)、n1≈5/fc1 n2≈5/fc2式中:n1、n2—前、后悬架的偏频,单位Hz(偏频越低,行驶平顺性越好);fc1、fc2—前、后悬架在簧载质量m1、m2作用下的静挠度,单位cm;c1 、c1 —前、后悬架的刚度。
表一偏频与挠度车型n/Hz fc/cm Fd/cm货车 1.5~2.2 5~11 6~94轿车0.9~1.6 10~30 7~9大客车 1.3~1.8 7~15 5~8越野车 1.4~2.0 6~13 7~134根据分析,在n1/ n2<1时的车身角振动要比n1/ n2>1时小,因此推荐如下:高速车fc2=(0.8~0.9)货车fc2=(0.6~0.8)微型轿车为了改善后座的舒适性,也有设计成后悬架的偏频低于前悬架的偏频,即n1/ n2>1(注:对于纵置钢板弹簧组成的非独立悬架,悬架的静挠度与弹性元件的静挠度是一样的;对于螺旋弹簧的独立悬架,就有可能是不一样的)2、静挠度与动挠度悬架的动挠度是指由满载位置开始,压缩到结构允许的最大变形(通常指缓冲块压到其自由高度的1/2或1/3)时,车轮中心相对于车架(或车身)的相对位移。
悬架设计方案

横向刚度大
占用空间尺寸 占用较多 占用较少 几乎不占用高度空间
占用的空间小
其它
结构复杂 结构简单、成 前悬架用 本低,前悬架 得较多 上用得少
结构简单、成本低
结构简单、 结构简单,用于 紧凑,轿车 发动机前置前轮 上用得较多 驱动轿车后悬架
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三、前、后悬架方案的选择
➢前轮和后轮均采用非独立悬架; 采用的方案 ➢前轮采用独立悬架,后轮采用非独立悬架;
四、悬架侧倾角刚度及其在前、后轴的分配
前悬侧倾角刚度/后悬侧倾角刚度=1.4~2.6
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§ 6.4 弹性元件的计算
一、钢板弹簧的计算
1.钢板弹簧主要参数的确定 (1)满载弧高fa
➢满载弧高fa是指钢板弹簧装到车轴(桥)上,汽车满 载时钢板弹簧主片上表面与两端(不包括卷耳半径) 连线间的最大高度差 ➢fa用来保证汽车具有给定的高度 ➢当fa=0时,钢板弹簧在对称位置上工作 ,为了在车 架高度已限定时能得到足够的动挠度值,常取 fa=10~20mm。
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3)悬架侧倾角刚度
车厢侧倾角与侧倾力矩和悬架总的侧倾角刚度大小有关,并影响 汽车的操纵稳定性和平顺性。
4)横向刚度
悬架的横向刚度影响操纵稳定性。若用于转向轴上的悬架横向刚 度小,则容易造成转向轮发生摆振现象。
5)悬架占用的空间尺寸
占用横向尺寸大的悬架影响发动机的布置和从车上拆装发动 机的困难程度;
引起的弹簧变形
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(3)钢板断面尺寸及片数的确定
1) 钢板断面宽度b的确定
有关钢板弹簧 的刚度、强度等,可按等截面简支梁的计算公式 计算,但需引入挠度增大系数δ加以修正。因此,可根据修正后 的简支梁公式计算钢板弹簧所需要的总惯性矩J0。对于对称钢 板弹簧
轿车悬架系设计指南2.

3.悬架系统与整车的匹配1.独立悬架导向机构的设计独立悬架导向机构的要求:1.车轮跳动时,轮距变化不超过±4mm以防止轮胎早期磨损。
2.车轮跳动时,前轮定位角变化特性合理。
3.转弯时,车身在0.4g侧向加速度作用下,车身侧倾角不大于3—4°,并保证车轮与车身倾斜同向,以增加不足转向效应。
4.制动及加速时,车身应有“抗点头”及“抗后坐”效应。
5.应具有足够的强度,以可靠地承受及传递除垂直力以外的力和力矩。
2.侧倾中心与侧倾轴侧倾中心是指在横向垂直平面内,汽车在横向力(例如转弯离心力)作用下,车身在前、后轴处侧倾的瞬时迴转中心。
前后、轴的侧倾中心距地面的高度,被称之为侧倾中心高度hg,如图1所示。
图 1前悬架侧倾中心高度hg可按图1中各参数计算获得。
在前面计算悬架偏频时已知:m=150δ=5.36°P=2428B=740求hg在△EOW中,OW=PSinδ=2428Sin5.36°=226.8EW=PCosδ=2428Cos5.36°=2417.4OQ=OW+m=226.8+150=376.8QT=EW+m tgβ=2417.4+150 tg11°=2446.56∵OQ/hg=QT/B, P/QT=k/B∴hg=376.8×740/2446.56=114 mmk=PB/QT=2428×740/2446.56=734.7mm而后悬架采用纵置摆臂式非独立悬架,如图2所示。
图2此类纵置摆臂式非独立悬架的侧倾中心,一般都大约在车轴中心处。
如图3示。
图3侧倾轴:将前、后轴侧倾中心连接成一条轴线,此轴线位于汽车横向对称中心面上,并与汽车重心在同一平面内。
如图3所示。
车身在侧向力(侧风、转弯离心力等)作用下围绕侧倾轴线的转角φ称为车身侧倾角。
侧倾角φ直接影响到汽车的稳态转向效应。
侧倾角过大,乘客感到不安全、不舒服;侧倾角过小,则悬架的侧倾角刚度过大,单轮遇到障碍物时,车身会受到强烈冲击,平顺性差。
汽车悬架设计

第六章悬架设计悬架设计§1 概述§2 悬架结构形式分析§3 悬架主要参数的确定§4 弹性元件的计算§5 主动与半主动悬架系统§1 概述一主要作用传递车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩;缓和、抑制路面对车身的冲击和振动;保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性。
保证汽车的操纵稳定性。
二对悬架提出的设计要求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。
2 悬架结构形式分析一、非独立悬架和独立悬架悬架非独立悬架独立悬架两类左、右车轮用一根整体轴连接,再经过悬架与车架(或车身)连接左、右车轮通过各自的悬架与车架(或车身)连接非独立悬架独立悬架1 非独立悬架优点纵置钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置结构简单制造容易 维修方便 工作可靠缺点汽车平顺性较差高速行驶时操稳性差轿车不利于发动机、行李舱的布置应用:货车、大客车的前、后悬架以及某些轿车的后悬架2 独立悬架优点 簧下质量小;悬架占用的空间小;可以用刚度小的弹簧,改善了汽车行驶平顺性;由于有可能降低发动机的位置高度,使整车的质心高度下降,又改善了汽车的行驶稳定性;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,同时在起伏的路面上能获得良好的地面附着能力。
缺点 结构复杂 成本较高 维修困难应用:轿车和部分轻型货车、客车及越野车二、独立悬架结构形式分析分类 双横臂式 单横臂式、 双纵臂式 单纵臂式 单斜臂式麦弗逊式和扭转梁随动臂式1 评价指标:1)侧倾中心高度侧倾中心位置高,它到车身质心的距离缩短,可使侧倾力臂及侧倾力矩小些,车身的侧倾角也会减小。
汽车前悬架设计说明书

悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架(或车身)与车轴(或轮胎)弹性地连接起来。
它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。
本文主要讲的是爱丽舍轿车前悬架设计,重点从爱丽舍轿车前悬架的选型、减振器的计算及选型、弹性元件形式的选择计算及选型和横向稳定杆的设计计算。
首先,我把形式不同的悬架的优缺点进行了比较,然后定下爱丽舍轿车前悬架的形式—麦弗逊式悬架。
然后围绕麦弗逊式悬架的部件进行设计。
先是弹簧的设计计算,再是减振器的计算选型,最后是横向稳定杆的计算。
关键词:悬架,麦弗逊式,设计,轿车1 绪论1.1 悬架重要性现代汽车除了保证其基本性能,即行驶性、转向性和制动性等之外,目前正致力于提高安全性与舒适性,向高附加价值、高性能和高质量的方向发展。
对此,尤其作为提高操纵稳定性、乘坐舒适性的轿车悬架必须进行相应的改进。
舒适性是汽车最重要的使用性能之一。
舒适性与车身的固有振动特性有关,而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关。
悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架(或车身)与车轴(或轮胎)弹性地连接起来。
1.2 悬架的作用及功能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。
其主要任务是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩;缓和路面传给车架(或车身)的冲击载荷,衰减由此引起的承载系统的振动,保证汽车的行驶平顺性;保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性,保证汽车的操纵稳定性,使汽车获得高速行驶能力。
汽车在不平路面上行驶时,由于悬架的弹性作用,使汽车产生垂直振动。
为了迅速衰减这种振动和抑制车身、车轮的共振,减小车轮的振幅,悬架应装有减振器,并使之具有合理的阻尼。
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三、行驶系统的设计1悬架系统的设计1.1 汽车(轿车)悬架部分的综述:(1).悬架的功能:汽车悬架是车架(或车身)与车轮之间的弹性连接的部件.悬架是现代汽车的重要组成部分之一.他的主要作用是传递作用在车轮和车架(或车身)的一切力和力矩,并且缓和路面传给车架(或车身)的冲击载荷,衰减由此引起的承载系统的震动,保证汽车的行驶平顺性,保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性,保证汽车的操纵稳定性使汽车获得高速行驶的能力.(2).悬架的种类:1).按照结构来划分悬架可以划分为非独立悬架和独立悬架两大类;非独立悬架可以分为:a)对称板簧式.b)非对称板簧式.c)纵横杆螺簧式.d)单纵臂螺簧式等等;独立悬架又可以划分为:a)水平单横臂式.b)斜置单横臂式.c)水平单纵臂式.d)双横臂式.e)麦弗逊式f)多连杆式等等。
2)按照悬架的可控性来划分,可以将悬架划分为被动悬架和主动悬架。
(3).悬架主要组成部分:弹性元件,导向装置和减振器三个基本部分组成.此外,还包括一些特殊功能的部件,如缓冲块和横向稳定器等.(4).轿车悬架的发展过程:轿车的悬架经历了非独立悬架、普通的独立悬架、半主动悬架(连续调节和可切换式调节)、主动悬架(全主动式和有限带宽式)1.2悬架设计过程当中常见的专业名词:1.非独立悬架:左右车轮装在一根整体的车轴上,在通过其悬架和车架或车身相连。
2.独立悬架:左右车轮通过各自的悬架和车架或车身相相接(在现代的中高级轿车当中应用的比较广泛)。
3.静挠度:fc 汽车满载静止时悬架上的载荷FW于此时悬架刚度c的比值。
4.动挠度fd:从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构允许的最大变形(通常指缓冲块压缩大其自由高度的三分之二)时,车轮中心相对于车架(或车身)的位移。
5.偏频:汽车前后部分的车身的固有频率n1和 n2。
6.悬架的弹性特性:悬架受到的垂直外力F与由此所引起的车轮中心相对于车身位移f(及悬架的变形)的关系曲线。
7.车厢的侧倾轴线:车厢相对地面转动时的瞬时轴线8.侧倾中心:车厢的侧倾轴线通过车厢在前后轴处横断面上的瞬时转动中心。
9.悬架的侧倾角的刚度:侧倾时(车轮保持在地面上),单位车厢转交下,悬架系统给车厢总的弹性恢复力偶距。
10.悬架的线刚度:车轮保持在地面上车厢作垂直运动时,单位车厢位移下,悬架系统给车厢的总的弹性恢复力。
11.车厢的侧倾角:车厢在侧向力的作用下绕侧倾轴线的转角。
12.等效弹簧:车厢上一侧受到的弹性恢复力,相当于一个上端固定于车厢,下端固定于轮胎地面接地点且垂直与地面,具有悬架线刚度的螺旋弹簧施加于车厢的弹性力,这个相当的弹簧称为等效弹簧。
1.3悬架各主要零部件的功用和分类:1.弹性元件:支撑垂直载荷,缓和和抑止不平路面引起的振动和冲击.弹性元件主要有钢板弹簧,螺旋弹簧,扭杆弹簧,气弹簧和橡胶弹簧等.2.导向装置:导向机构的作用是传递力和力矩,同时兼起导向作用.在汽车的行驶过程当中,能够控制车轮的运动轨迹.3.减振器:减振器是产生阻尼力的主要元件,其作用是迅速衰减汽车的振动,改善汽车的行驶平顺性,增强车轮和地面的附着力.另外,减振器能够降低车身部分的动载荷,延长汽车的使用寿命.目前在汽车上广泛使用的减振器主要是筒式液力减振器,其结构可分为双筒式,单筒充气式和双筒充气式三种.1.4悬架设计要点:不同类别的悬架的设计过程应该是有所不同的,现就独立悬架的几个参数的设计要点描述如下:不同的悬架的设计参数和设计要点各有所异,但是主要从以下几个方面来进行:a).侧倾中心的高度. b).车轮定位参数的变化. c).悬架的侧倾角刚度. d).横向刚度.整个悬架的运动特性和以上几个参数都是由导向机构的布置形式和设计尺寸、材料所决定的。
导向机构的设计应该满足以下的条件:1).悬架上载荷变化时,轮距变化不超过±4mm,过大会引起轮胎的早期磨损.2).悬架上载荷变化时,前轮的变化参数要有合理的变化特性,车轮不应产生纵向加速度. 3).转弯时,应使车身倾斜角小,并使车轮于车身的倾斜反向,以减小过多转向.4).制动时和加速时车身要有抗前俯和后仰的能力.在悬架的设计过程当中最重要的就是导向杆系的布置,杆系的布置决定了悬架的各种参数和运动特特性。
下面就针对杆系的布置作一下简要的说明。
和极点P的确定:1.侧倾中心高度hwa)根据散心定理和虚位移定理就可以找出此双横臂悬架的单侧的极点P。
b)连接P点和轮胎的接地点,该直线和中性面相交,交点记为W点。
该点就是该侧的侧倾中心。
P—横臂内外转动点的交点(极点)W—车轮接地点和极点P连线与中型面的交点(侧倾中心)---连杆延长线与地面交点到车轮中心的距离rsb/2—轮距的一半.v---侧倾中心的离地高度.hWp----摆臂铰接点连线的交点的离地距离.c----连杆的长度.正如上面所说,不同的导向机构将是悬架产生不同的运动特性,下面就针对其他几种悬架的侧倾中心位置作一个简单的描述。
W两摆臂平行式:侧倾中心就是经过车轮接地点作两平行摆臂的平行直线,该直线和中性面的交点就是该悬架的侧倾中心。
W麦弗逊式独立悬架:极点P式下控制臂两铰接点连线和减振器轴线的垂线的交点。
W点就是车轮接地点和P点的连线和中性面的交点。
侧倾中心的设计要求:在独立悬架当中,前后悬架侧倾中心的连线应尽量与地面平行,且离地面的高度尽可能的高一些.侧倾轴线尽量与地面平行的目的是为了使车辆在曲线行驶时,前后轴上的轴荷变化接近相等,这样才可以满足车辆的中性转向.在独立悬架当中,使侧倾轴线离地面的距离尽可能的高一些,目的是为了把车身大侧倾限制在允许的范围之内.但是前悬架的侧倾中心收到允许的轮距的变化的限制,并且几乎不可能超过150mm.此外,前轮驱动车的前轮轴荷大,且为驱动桥,所以应该尽可能的使前轮的轮荷变化小.在独立悬架(纵臂式除外)当中一般侧倾中心的高度应该为:前悬架:0—120mm后悬架:80—150mm设计思路:确定(与轮距变化有关的)前悬架的侧倾中心的高度,再确定后悬架的侧倾中心的高度,当后悬架为独立悬架的时候,其后悬架的侧倾中心要稍微的高一点,如果使用的钢板弹簧则要求更高一些.2.纵倾中心:车辆应该具有抗制动纵倾性。
因为抗制动纵倾性使得制动过程中汽车车头的下沉量和车尾的抬高量减小。
而要想实现这一功能必须使得前后悬架的纵倾中心位于两根车桥之间。
同理在悬架的结构设计当中,应该使具有抗驱动纵倾性的功能,抗驱动纵倾性可以减小后轮驱动车辆的车尾的下沉量和前轮驱动车辆车头的抬高量。
同抗制动纵倾性一样,抗驱动纵倾性也有实现条件:只有汽车为单桥驱动时该性能才起作用,对于独立悬架而言纵倾中心高于驱动桥的车轮中心才可以实现该性能。
现面仅双横臂式独立悬架和麦弗逊式独立悬架为例,介绍一下通过图解法找取纵倾中心。
O V上图式车轮的侧视图,上下两摆臂分别为C、D,相对应的两个铰接点分别是E和G。
过E即为纵倾中心。
和G两点分别作C和D 的平行线,两直线交点OV麦弗逊式悬架摆臂轴线和减振器轴线的垂线的交点就是纵倾中心。
悬架的各种特征参数都是通过结构布置特征来实现的,比如上述的侧倾中心和纵倾中心都是通过悬架的杆系的布置来实现的,所以杆系的空间布置式十分重要的。
下面以双横臂式独立悬架导向机构设计为例作一个简单的说明。
悬架摆臂的定位角----空间角度:a).纵向平面内上下摆臂布置方案:上下摆臂轴抗前俯角的匹配对主销后倾角的变化有较大的影响.为了提高汽车的制动稳定性和舒适性,希望主销的后倾变化为:在悬架弹簧下压时,主销的后倾角变大.在悬架弹簧拉伸时,主销的后倾角变小.用以造成制动时因为注销后倾角变大而在控制臂支架上产生防止制动前俯的力矩.所以,一般情况采用如下几种布置方式::::上下摆臂在水平面内的与纵向轴线的夹角一个为正值;一个为零上下摆臂在水平面内的与纵向轴线的夹角一个为正值,另一个为负值以上三种方案是一般常用的布置方案,这类方案具有以下的几点优点:车轮遇到凸起路障时,可以上跳同时向后退让,以减小传到车身的冲击:同时还可以便于发动机的布置;就是说上摆臂的轴线与纵向轴线的夹角为正,下摆臂的轴线和纵向轴线的夹角分别为正值,零,负值. 上下摆臂轴线在横向平面内布置:上图是内铰式的布置图:上图是双横臂外铰式的布置图:上图是双横臂平行式的布置图:以上是双横臂的两只摆臂在横向平面内的布置方案,通过上图可以清楚的看到三种布置方式的侧倾中心完全不同,所以说这就可以根据侧倾中心的位置的要求来设计上下摆臂在横向平面内的布置方案。
以下是上下摆臂轴线的纵向倾角:以上是悬架设计当中最重要部分之一的杆系布置设计的一部分,在这部分当中只是初步的从定形的角度对杆系的布置进行了描述。
在整个汽车悬架的设计过程当中当然首先要有最初始的输入量,然后再根据这些初始的参数来通过公式核算其他的悬架参数.但是这些工作只是通过一些已知量来对那些未知量的一个核算过程;而不是完整的设计过程,这是因为通过经验公式来推算其他未知量的已知参数是通过悬架设计过程当中的结构布置来实现的,也就是说这些基本的参数是通过悬架的基本设计来实现的,而不是推算出来的.下面就针对悬架的核算过程作一下简单的介绍,其实就是介绍一下如何通过常用公式从由结构布置决定的基本参数来推算其他关键的未知的参数的工作过程。
由布置所确定的最基本的已知参数如下:(1)轴荷-B2。
(2)簧下质量-B3。
(3)弹簧刚度-B5。
(4)弹簧侧的杠杆比-B6.(5)减振器的杠杆比-B9.(6)减振器活塞的运行速度-B14需要推算的未知量一般有以下几个常有的参数:(1)单侧簧上质量-B4。
(2)悬架的刚度-B7。
(3)簧上的固有频率-B8。
(4)悬架的阻尼系数-B10。
(5)减振器的阻尼系数-B11。
(6)在一定速度条件下减振器的拉伸阻力-B15。
(7)在一定速度条件下减振器的压缩阻力-B16。
通过公式由已知参数推算位置参数的过程如下:B4=(B2-B3)/2 B7=B5/B6/B6B 8=(SQRT(B7/B4*1000))/6.28 B10=2*SQRT(B4*B7/1000)B 11 =B10*B9*B9 B15= B12*B14B16=B13*B141.5悬架的发展:随着汽车行业的技术和制造业的水平的发展,使得悬架的结构也有了很大的发展。
就说减振器吧,从简单的普通减振器发展到今天的阻尼力可调的减振器、自动调整车高的减振器、行程感应式减振器等等。
同样,悬架也是由以前普通的悬架发展到今天于电子系统高度集成的悬架布局。
现在已经发展到了空气悬架,这种悬架的刚度和阻尼力可以随着车辆载荷的变化而发生相应的变化。
以及现在最高端的半主动悬架和主动悬架。
这些悬架把通过经过处理后的电子元件采集的信号作为指令,来控制整个悬架系统,使得悬架系统的保持最佳性能。