汽车悬架系统设计要点
微型汽车后钢板弹簧悬架设计
微型汽车后钢板弹簧悬架设计引言：随着城市化进程的不断加剧，城市交通拥堵问题越来越严重。
因此，市场对于小型和经济型微型汽车的需求也越来越大。
在微型汽车的设计中，悬架系统是一个非常重要的组成部分，它直接影响到汽车的行驶稳定性、舒适性和操控性。
本文将对微型汽车的后钢板弹簧悬架进行设计和优化。
1.简介后钢板弹簧悬架是一种常见的汽车悬架系统，它由钢板弹簧、减震器和连接件组成。
该悬架系统具有结构简单、制造成本低、可靠性高等优点，因此在微型汽车中广泛应用。
2.悬架系统设计参数在设计后钢板弹簧悬架系统时，需要考虑以下几个主要参数：a.轴距：轴距是指前后轮轴中心之间的距离。
较大的轴距可以提高汽车的稳定性，但同时会增加车身长度，影响车辆的机动性。
b.弹簧刚度：弹簧刚度是指弹簧对重力或外力施加的力与弹簧位移之间的关系。
合适的弹簧刚度可以保证汽车在行驶过程中的平稳性和舒适性。
c.减震器：减震器的作用是减少车辆行驶过程中的颠簸和震动，提高悬架系统的舒适性。
在选择减震器时，需要考虑减震器的压缩和回弹力、摩擦阻尼等因素。
d.响应频率：响应频率是指悬架系统在受到外力激励时产生的周期性振动的频率。
合适的响应频率可以提高悬架系统对不同路面的适应性，减少车辆在行驶过程中的颠簸和震动。
3.悬架系统优化为了优化后钢板弹簧悬架系统的设计，可以采取以下几个策略：a.优化弹簧刚度：通过调整弹簧的材料和参数，可以实现弹簧刚度的优化。
优化后的弹簧可以提供更好的悬架支撑能力和稳定性。
b.配置合适的减震器：根据车辆的重量和行驶需求，选择合适的减震器。
减震器的性能直接影响到悬架系统的舒适性和稳定性。
c.调整悬架系统的参数：通过调整悬架系统的参数，如轴距、悬架点位置等，可以实现悬架系统的优化。
优化后的悬架系统可以提高车辆的操控性和稳定性。
4.结论后钢板弹簧悬架是微型汽车中常用的悬架系统之一，它具有结构简单、制造成本低等优点。
在设计后钢板弹簧悬架系统时，需要考虑轴距、弹簧刚度、减震器等参数，并进行优化，以提高汽车的行驶稳定性、舒适性和操控性。
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【摘要】汽车底盘悬架结构设计是车辆工程中非常重要的一个方面。
本文首先介绍了悬架结构的作用，包括提供悬挂和减震功能，保障车辆稳定性和舒适性。
然后对悬架结构进行了分类，包括独立悬挂和非独立悬挂等。
接着讨论了悬架结构设计的优化方案，指出通过减轻重量和提高刚度可以改善悬架性能。
材料选择也是关键的一环，合适的材料可以提高悬架的强度和耐久性。
最后分析了影响悬架结构的因素，包括行驶路况、车辆载重等。
综合以上内容，总结了汽车底盘悬架结构设计的要点，强调了设计的重要性和必要性。
通过合理的设计和优化，可以提升车辆性能和驾驶体验。
【关键词】汽车底盘，悬架结构，设计要点，分析，作用，分类，优化方案，材料选择，影响因素，总结1. 引言1.1 汽车底盘悬架结构设计要点分析汽车底盘悬架结构设计是汽车制造过程中非常重要的一环，它直接影响着汽车的操控性、舒适性和安全性。
设计良好的悬架结构可以有效减少车身的颠簸以及提升车辆的稳定性，让驾驶者在驾驶过程中更加舒适和安全。
悬架结构的作用是支撑汽车的车身，同时将车轮连接到车身上，使得车轮可以相对独立地运动。
根据不同的需求和使用环境，悬架结构可以分为独立悬架、半独立悬架和非独立悬架等多种分类。
不同类型的悬架结构在不同的路况和驾驶条件下会有不同的表现，因此在设计过程中需要根据实际情况选择合适的悬架结构。
优化悬架结构设计方案包括减轻悬架重量、提高刚度和强度、降低噪音和震动等方面。
选择合适的材料也是悬架结构设计的重要一环，常用的材料有钢铝合金、碳纤维等，不同的材料具有不同的优缺点，需要根据具体情况进行选择。
悬架结构的影响因素包括车辆的使用环境、车辆的负荷、悬架结构的几何形状等。
设计人员需要综合考虑这些因素，才能设计出性能更优秀的悬架结构。
在对汽车底盘悬架结构设计要点进行分析后，我们可以得出结论，对于汽车底盘悬架结构的设计要点有着重要的影响。
设计人员需要综合考虑悬架结构的功能、分类、优化方案、材料选择以及影响因素，才能设计出性能更卓越的底盘悬架结构。
汽车底盘悬架类型与设计的要点
汽车底盘悬架类型与设计的要点摘要：近年来，我国汽车的普及率逐步提高，而且汽车的销量节节攀升，带动我国汽车相关行业发展，同时也促进我国汽车设计显著提升。
汽车作为日常生活中使用的最频繁的代步工具，现在人民们对汽车的舒适性与稳定性提出更高的要求。
通过优化汽车底盘悬架结构设计，能对汽车行驶的舒适性与安全性有很大提高，能让汽车行业发展更好的满足人民对汽车使用的需求。
基于此，本文主要对汽车底盘悬架结构设计要点进行简要介绍，希望对汽车从业人员或者对此方面感兴趣的人员有参考价值。
关键词：汽车底盘；悬架结构；麦弗逊汽车底盘悬架的工作就是让车辆的轮胎与路面的摩擦力最大限度的增加，这样能够提供良好的车辆操纵性与稳定性。
我们平常开车行驶与路面时，路面不是百分百平整的，经常会是去凹凸不平，这种路面作用在车轮上，从而发生车轮的颠簸。
如果此时车轮直接与车身连接一起，车轮的颠簸直接就会传递到车身，造成很糟糕的驾乘体验。
那么我们可以设计一个车轮与车架的中间结构，就是悬架结构，能够起到了吸收竖直方向的车轮加速动能作用。
车轮的垂直加速力先通过悬架结构一部分的吸收与释放，最后一小部分才传到在传到车架上，这样避免车轮在颠簸的路面上出现车轮离开地面的状态。
通常我们常见的悬架系统主要包含减振器、稳定杆、弹簧、导向连接件等零件组成。
一个良好的悬架设计能够很好匹配路面的隔离性能、轮胎的抓地性能、转弯的性能。
一、汽车底盘悬架结构类型我们按照悬架的刚度与阻尼会随着不同的路面情况而改变，悬架系统可以分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架三大类。
主动悬架涉及众多的电子感应装置，能够主动地根据路面信息情况自发地调节悬架的刚度与阻尼。
如果悬架系统按照导向机构来分类，可以分成独立悬架系统和非独立悬架系统两大类。
本文主要介绍的是传统车大多数车型采用的被动悬架中的独立悬架和非独立悬架设计。
(一)非独立悬架系统如图1所示，非独立悬架系统简单的理解就是前轮或者后轮的左右两个轮子会相互作用，左边的轮子会受到右边的轮子的影响。
悬架设计总结
悬架是现代汽车上重要总成之一，它把悬架与车轴弹性地连接起来。
其主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，并且缓和路面传给车架的冲击载荷，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。
为满足上述功能，悬架系统设计需满足下述要求：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） 结构紧凑、占用空间尺寸小。
6） 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。
上述六点对悬架系统设计要求，都需先对悬架系统运动进行分析，了解在各种载荷状态及不同工况下悬架系统运动状态。
问题解决过程：我公司生产HFJ6350、HFJ6351B 、HFJ6370、HFJ6380车前悬架为麦弗逊式独立悬架，后悬架为纵置板簧式非独立悬架。
这是一种典型的组合之一。
麦弗逊式悬架的特点是减振器兼作转向主销，可在工作站上建立运动模型，运用运动模块，通过两端凑的方法，求出各种载荷状态下悬架姿态。
钢板弹簧在整车上的布置情况，不仅影响整车的平顺性，而且也影响其操纵稳定性。
以下用三种方法对比分析了钢板弹簧系统关键点轨迹和关键角的变化。
一、 计算方法(附程序)如图1所示，假定主片长度L 在钢板弹簧运动中不变，即长度L 以外部分不参与变形；长度L 段的变形是纯圆弧型的，不考虑钢板弹簧悬架系统中橡胶件变形的影响。
而弧高Ha 和角θ间的关系（参见图2）为：Ha=R[cos （θ/2-α）-cos （θ/2）]式中 R= ⌒ PS /θ α=⌒ PQ / ⌒ PS ×θ所以Ha= ⌒ PS /θ×{cos[（1/2-⌒ PQ / ⌒ PS ）×θ]-cos （θ/2）}由于 ⌒ PS 、⌒ PQ 为已知，所以每给定一个Ha 值，都有一个θ值与之对应，解此方程可用牛顿迭代法。
汽车底盘悬架结构设计要点
汽车底盘悬架结构设计要点摘要：在车辆结构中，底盘结构是车辆不可缺少的一部分，其核心功能是传动车身与车轮直接的力矩。
目前，悬架设计和性能评估主要基于设计师的经验和主观感受，但是往往准确性和效率并不高，很难满足市场对车辆舒适性和安全性和操纵稳定性的日益增长设计要求。
基于此，本文对汽车底盘悬架结构设计的优化进行分析，以期提升汽车行驶的平顺性与安全性，可以更好地满足人们对汽车使用的需求。
关键词：汽车底盘；悬架结构；设计要点1、汽车底盘悬架设计特点1.1电子化随着科技的不断发展和智能化的不断推进，在汽车底盘悬架设计中，电子化技术已经成为了一个重要的趋势。
电子化技术包括车速感应器、转向感应器、ABS系统、悬挂感应器等，这些传感器可以监测底盘悬架系统并向处理器反馈数据，使得汽车底盘悬架系统可以更加自适应地调整悬架刚度、减震器阻尼和地面跟随性等参数，这不仅提升了驾驶舒适性，也进一步提高了行车安全性。
1.2集成化集成化指的是汽车底盘悬架设计中各个部件之间的集成和协作。
在实现集成化设计的同时，必须考虑各部件的优势和特点，同时考虑系统的协调性和一致性，这样才能充分发挥悬架系统的性能优势。
悬架系统的集成化设计包括悬挂支撑、弹簧、减震器等部件，这些部件在协同工作时，需要有一定的共性和协作性，确保汽车悬架系统的稳定性、可靠性和实用性。
2、汽车底盘悬架设计要求汽车底盘悬架设计要求高度保障车辆的安全性、稳定性和舒适性。
根据汽车制造标准和技术规范，汽车底盘悬架设计需要满足以下要求：（1）强度和耐久性：汽车底盘悬架负责承受汽车行驶过程中的各种挑战和负荷，因此悬架设计必须具备足够的强度和耐久性，才能够保障其性能和安全。
在强度方面，悬架系统需要在各种复杂的路面运动环境下保持稳定，承受高速行驶和剧烈变向等异常条件，同时还需要保持足够的承载能力，要确保悬架系统支撑汽车重量，并且不会发生弯曲和破坏。
在耐久性方面，需要考虑部件的材料和制作工艺等方面，以确保悬架系统在使用寿命期间不会出现易损部位的磨损和损坏，同时需要考虑材料的抗腐蚀性和抗疲劳性等特性，以确保悬架系统的可维护性和持久性。
汽车行驶性能之悬架设计要点2014
Audi A6 (FWD)前悬架
图2中，已知：
3 ．双横臂运动解析模型
A、B为下横臂的前后铰支点，C为下横臂主销球 铰点，D、E为上横臂的前后铰支点、F为下 横臂主销球铰点，GP为车轮轴，MN为转向 横拉杆球销点。H为车轮接地点。
A点坐标：A(xa , ya , za ) B点坐标：A(xb , yb , zb ) AC lac、BC＝lbc
lab、mab、nab分别为轴AB方向的余弦。
则：C点的坐标方程为：
2 2 2 2 ( x x ) ( y y ) ( z z ) l a a a ac (1) 2 2 2 2 ( x x ) ( y y ) ( z z ) l b b b bc ( 2)
FP , CP , M P
长度已知时，可由（15）求出P点。
( x x f ) 2 ( y yf ) 2 ( z z f ) 2 l pf 2 2 2 2 2 15) ( x xc ) ( y yc ) ( z z fc ) l pc ......( 2 2 2 2 ( x x ) ( y y ) ( z z ) l n n n pn
图1.2、不变的外倾变化类型
35
外倾角（camber）设计要点： 1、考虑操控性和胎磨的综合影响，前后悬架的外倾变化 一般都设计为弱负的变化类型（-0.4~-0.6deg/inch)； 2、外倾类型的调整方法为综合考虑转向机构和控制臂的布置； 3、设计完成后应在极限外倾和载荷下对轮胎磨损进行测试。
要讲解的悬架设计
3、悬挂质量与非悬挂质量 所谓悬挂质量是指由悬架弹簧承担的质量，也就是 弹簧以上的质量，即簧载质量；
非悬挂质量是 指不由弹簧承 担的质量，即 非簧载质量， 也就是弹簧下 面的质量，例 如车轮和转向 节的质量，在 非独立悬架中 还包括连接左 右车轮的从动 桥的刚性梁， 或整体式驱动 桥的质量。
具体每个悬架承担的（空/满载）悬挂质量，先由（空/满载）整 车质量按照（空/满载）轴荷分配系数求出前后桥的分配质量， 再除以2得到每个车轮承担的总质量，然后计算非悬挂质量，由 每个车轮承担的总质量减去非悬挂质量就是悬挂质量。
设 1.选择结构方案； 计 2.设计钢板弹簧结构总成，确定各主要参数： 要 1.确定悬架的主要参数，包括簧载质量、满载 求 静挠度、动挠度、总成弧高、偏频、刚度； 2.确定钢板弹簧的主要参数，包括片数、断 面参数、各片长度； 3.计算板簧满载静止时的应力； 4.计算板簧的最大应力和各种极限工况下的 应力； 5.计算弹簧销的直径； 6.计算卷耳最大应力； 7.计算板簧的曲率半径； 8.绘出悬架总成装配图； 绘出主片和至少一片非主片的零件图。
悬架设计可以分为结构型式、主要参数选择 和详细设计两个阶段，有时还要反复交叉进行。 悬架设计的主要目的之一是确保汽车有良好 的行驶平顺性。这主要是靠弹性元件的缓冲以及 减振器衰减振动能量来实现。 与悬架有关的一些概念： 1、前后悬架的偏频 它表示前后悬架的自由振动频率，偏频越小， 那么汽车的行驶平顺性越好。对于采用钢板弹簧 的载货汽车或客车，前后悬架的偏频分别是1.3 和1.5Hz，非常接近人体步行时的自然频率。
下面介绍主要参数选择和详细设计过程。 由书中450页公式（13-4）
1 n1 2
1 n2 2
C s1 ms1
Cs 2 ms 2
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发布时间：2022-07-28T08:11:42.268Z 来源：《福光技术》2022年16期作者：师海辉[导读] 悬架连接着车桥和车架，主要零部件包括：弹性元件、减震器及导向机构。
长城汽车股份有限公司河北保定 071000摘要：汽车悬架是车轮（或车轴）与负载支撑件（或车架）之间所有力传递连接的总称，是确保行驶舒适性和行驶安全性的重要组成部分，并具有缓冲和吸收由于道路不平坦而产生的传递力的能力。
通过对框架或车身施加冲击和振动，它可以在两辆汽车之间传递所有力和扭矩，从而使汽车平稳行驶。
在底盘悬架结构中，现在的双纵向臂独立悬架结构将上下纵向臂的长度都进行了改进，能够合理的去配合车轮和车架与纵向臂的连接。
这样就使车轮在运动的过程中，能够使轴距和前轮的定位参数一直保持在公差范围内，这样能够保证汽车在行驶的过程中的安全性和稳定性。
关键词：汽车底盘悬架；结构设计要点1汽车悬架系统研究概况1.1汽车悬架分类悬架连接着车桥和车架，主要零部件包括：弹性元件、减震器及导向机构。
按照悬架的结构形式不同，悬架可分为非独立悬架和独立悬架两种；按照功能不同可分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架。
常见的独立悬架形式有：麦弗逊式独立悬架、多连杆式独立悬架、双叉式独立悬架等。
悬架性能影响整车的各项性能，尤其是车辆操作性能、行驶稳定性能、制动性能以及舒适性能越来越被消费者看重，为了实现悬架的不同功能，各种新形式的悬架汽车也不断涌现。
半主动悬架是指在使用过程中，悬架的阻尼系统和弹性元件中有一项可以随着使用条件的不同，可以进行调整的悬架类型；全主动悬架是阻尼系数和刚度都可以进行调节的，可以根据汽车的实际需求，将刚度和阻尼调整到最佳的工作状态。
1.2悬架的运动学和动力学特性悬架是整车的重要组成部分，一般在对悬架系统进行研究设计时，都是针对整车的操稳性和平顺性为设计目标，对悬架与整车的性能协调研究。
悬架运动学作为悬架设计时用到的一个重要知识点，贯穿了悬架的整个设计过程，包括对悬架运动特性分析、力学特性分析以及弹性特性分析等。
汽车设计讲稿-第六章悬架设计
汽车设计讲稿-第六章悬架设计第六章悬架设计§6-1 概述：一、功用：传力、缓冲、减振：保证平顺性、操纵稳定性二、组成：弹性元件：传递垂直力，评价指标为单位质量储能等导向装置：车轮运动导向，并传递垂直力以外的力和力矩减振器：减振缓冲块：减轻车轴对车架的撞击，防止弹性元件变形过大横向稳定器：减少转弯时车身侧倾太大和横向角振动三、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。
悬架系统设计汽车悬架系统设计
装配与涂装
按照工艺流程进行装配，采用 自动化涂装设备，确保产品外
观质量。
检测与试验
对成品进行全面的检测和试验 ，确保产品性能符合设计要求
。
关键工艺参数控制
热处理工艺参数
控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数，确 保材料的力学性能和金相组织符合要求。
焊接工艺参数
选择合适的焊接方法和焊接参数，确保焊缝质量 和强度。
解决关键技术难题
在悬架系统设计过程中，攻克了多项关键技术难题，如非线性阻尼特性控制、多自由度振 动解耦等，为悬架系统的研发和应用提供了有力支持。
行业发展趋势预测
智能化悬架系统成为发展热点
随着智能驾驶技术的不断发展，智能化悬架系统将成为未来汽车悬架 系统的重要发展方向，实现与车辆控制系统的高度集成和协同工作。
验证与测试
通过实车试验或台架试验等方式，验证优化后的悬架系统的性能和可 靠性，确保满足设计要求。
05 悬架系统制造工艺与质量 控制
制造工艺流程规划
01
02
03
04
原材料选择与检验
选用高强度、轻量化的材料， 并进行严格的入厂检验，确保
原材料质量。
零部件加工
采用先进的数控机床和加工工 艺，确保零部件的尺寸精度和
稳定性分析
研究车辆和悬架系统在受到外部扰动时的稳定性，包括侧倾稳定 性、俯仰稳定性和横摆稳定性等。
仿真模拟与优化设计
仿真模拟
利用计算机仿真软件，对悬架系统进行动力学仿真模拟，分析系统 的运动学和力学特性，以及车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。
优化设计
根据仿真结果和实际需求，对悬架系统的结构参数、刚度和阻尼等 进行优化设计，提高车辆的行驶性能和舒适性。
关于汽车悬架系统
关于汽车悬架系统——简单知识了解李良车辆工程说明：1、单独的关于悬架的资料太多，将资料简化，尽可能简单些，写的不好，多多批评指正。
第二部分对悬架的设计和选型很有参考价值，可以看看。
2、另外搜集了一些关于悬架方面的资料（太多了，提供部分），也很不错。
3、有什么问题或建议多多提，我喜欢～～～～～～～～第一部分简单回答您提出的问题悬架的作用：1、连接车体和车轮，并用适度的刚性支撑车轮；2、吸收来自路面的冲击，提高乘坐舒适性；3、有助于行驶中车体的稳定，提高操作性能；悬架系统设计应满足的性能要点：1、保证汽车有良好的行驶平顺性；相关联因素有：振动频率、振动加速度界限值2、有合适的减振性能；应与悬架的弹性特性很好地匹配，保证车身和车轮在共振区的振幅小，振动衰减快3、保证汽车具有良好的操纵稳定性；主要为悬架导向机构与车轮运动的协调，一方面悬架要保证车轮跳动时，车轮定位参数不发生很大的变化，另一方面要减小车轮的动载荷和车轮跳动量4、汽车制动和加速时能保持车身稳定，减少车身纵倾（点头、后仰）的可能性，保证车身在制动、转弯、加速时稳定，减小车身的俯仰和侧倾5、能可靠地传递车身与车轮之间的一切力和力矩，零部件质量轻并有足够的强度、刚度和寿命悬架的主要性能参数的确定：1、前、后悬架静挠度和动挠度；2、悬架的弹性特性；3、（货车）后悬架主、副簧刚度的分配；4、车身侧倾中心高度与悬架侧倾角刚度及其在前、后轴的分配；5、前轮定位参数的变化与导向机构结构尺寸的选择；悬架系统与转向系统：1、悬架机构位移的转向效应，悬架系对操纵性、稳定性的影响之一是悬架机构的位移随弹簧扰度而变所引起的转向效应。
轴转向，使用纵置钢板弹簧的车轴式悬架的汽车在转弯时车体所发生侧摆的情况下，转弯外侧车轮由于弹簧被压缩而后退，内侧车轮由于弹簧拉伸而前进，其结果是整个车轴相当原来的车轴中心产生转角，这种现象称为周转向。
前轮产生转向不足的效应，后轮产生转向过度的效应。
悬架系统匹配设计
悬架系统匹配设计一、悬架系统概述悬架是现代汽车上重要总成之一，它把车架与车轴弹性地连接起来。
其主要任务是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩，并且缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车平顺地行驶。
悬架主要由弹性元件、导向机构和减振器组成（在有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆）。
弹性元件用来传递垂直力，并缓和由不平路面引起的冲击和振动，其种类有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧及橡胶弹簧等。
由于钢板弹簧在悬架中可兼作导向机构用，可使悬架结构简化，且保养维修方便、制造成本低，所以货车悬架中一般都采用钢板弹簧作为弹性元件。
钢板弹簧是汽车悬架中作为汽车当中应用最广泛的弹性元件，它是由若干等宽但不等长的合金弹簧片组成的一根近似等强度的弹性梁，钢板的弹簧的第一片一般是主片，其两端弯成卷耳内装青铜、粉沫治金组成的衬套，以便用弹簧销与固定在车架的支架或吊耳作铰接连接。
钢板弹簧一般用U型螺栓固定在车桥上。
中心螺栓用以连接各片弹簧片，并保证装配时各片的相对位置。
中心螺栓距两卷耳的距离可相等也可以不等。
主片卷耳受力最严重，是薄弱处，为改善主片卷耳的受力情况，常将第二片末端也弯成卷耳，包在主片的外面（也称包耳）。
有些悬架中的钢板弹簧两端不做成卷耳，而采用其它的支承方式（比如滑块式）。
连接各构件，除了中心螺栓以外，还有若干个弹簧夹，其主要作用是当钢板弹簧反向变形时，使各片不致于相互分开，以免主片单独承载，此处，为了防止各处横向错动。
弹簧夹用铆钉铆接在下之相连的最下边弹簧的端部，弹簧的夹的两边用螺栓连接，在螺栓上有套管顶住弹簧片的两边，以免将弹簧片夹得过紧。
中螺栓套管和弹簧片之间有一定的间隙（不少于（1.5mm）。
以保证弹簧变形可以相互滑移。
钢板弹簧在载荷作用下变形时，各片有相对滑移而产生摩擦，可以促进车架的振动的衰退。
但各片的干摩擦，将使车轮所受的冲击在很大程度上传给车架，即降低了悬架的缓和冲击能力,并使弹簧片加速磨损，这是相当不利的，为了减少弹簧片之间的摩擦，在装组合钢板弹簧时，各片间需涂上石墨润滑脂，并应定期的保养。
汽车悬架设计及流程分析
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悬架系统设计
n1 =
1 2π
c1 m1
n2 =
1 2π
c2 m2
（4－1）
式中， c1 、 c 2 为前、后悬架的刚度(N／cm)； m1 、 m2 为前、后悬架的簧上质量(kg)。 当采用弹性特性为线性变化的悬架时，前、后悬架的静挠度可用下式表示
f c1 =
m1 g 2
2
式中，g 为重力加速度(g＝981cm／ s )。 将 f c1 、 f c 2 代人式(6—1)得到
图 4—1 悬架弹性特性曲线 1—缓冲块复原点 2—复原行程缓冲块脱离支架 3—主弹簧弹性特性曲线 4—复原行 程 5—压缩行程 6—缓冲块压缩期悬架弹性特性曲线 7—缓冲块压缩时开始接触弹性 支架 8—额定载荷 载荷小时副簧不工作，载荷达到一定值(图 4—2 中的 FK )时，副簧与托架接触，开始与 主簧共同工作。
4.1.3 悬架弹性特性 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厂(即悬架的变形)的关 系曲线称为悬架的弹性特性。其切线的斜率是悬架的刚度。 悬架的弹性特性有线性弹性特性和非线性弹性特性两种。 当悬架变形厂与所受垂直外力 F 之间呈固定比例变化时，弹性特性为一直线，称为线性弹性特性，此时悬架刚度为常数。 弹性特性如图 4—1 所示。 此时， 当悬架变形 f 与所受垂直外力 F 之间不呈固定比例变化时， 悬架刚度是变化的，其特点是在满载位置(图中点 8)附近，刚度小且曲线变化平缓，因而平 顺性良好；距满载较远的两端，曲线变陡，刚度增大。这样可在有限的动挠度 f d 范围内， 得到比线性悬架更多的动容量。 悬架的动容量系指悬架从静载荷的位置起， 变形到结构允许 的最大变形为止消耗的功。悬架的动容量越大，对缓冲块击穿的可能性越小。 空载与满载时簧上质量变化大的货车和客车， 为了减少振动频率和车身高度的变化， 应 当选用刚度可变的非线性悬架。 轿车簧上质量在使用中虽然变化不大， 但为了减少车轴对车 架的撞击， 减少转弯行驶时的侧倾与制动时的前俯角和加速时的后仰角， 也应当采用刚度可 变的非线性悬架。 钢板弹簧非独立悬架的弹性特性可视为线性的，而带有副簧的钢板弹簧、空气弹簧、油 气弹簧等，均为刚度可变的非线性弹性特性悬架。 4.1.4 后悬架主、副簧刚度的分配 货车后悬架多采用有主、副簧结构的钢板弹簧。其悬架弹性特性曲线如图 6—10 所示。
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
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下摆臂的布置形式
下摆臂的常用布置形式和连接点的横 向受力情况
行使方向
不同状态下的受力情况
悬架的纵向稳定性
所谓的悬挂纵向稳定性是指汽车在制动和驱动时，悬挂系统抵抗车身发生纵 向倾斜的能力。悬挂的纵向刚度取决于前后悬架的静挠度和轴距，主要跟据平顺 性和总布置的要求来确定。对独立悬架来说，使中心位置高于驱动桥车轮中心是 非常重要的。
方向盘转角 (o)
2) 定义主销的几何尺寸
包括：主销后倾，主销内倾，主销后倾拖距，主销偏置距等
——根据经验选取起始点
主销后倾角
定义主销后倾角
主销后倾角影响：
•转向时车轮外倾角的变化 •主销拖距 •车轮上下跳动过程中的前束变化 •不平路面上的制动性能
主销后倾角 (o)
Outer w.
方向盘转角 (o)
Inner w.
主销内倾角
定义主销内倾角
主销内倾角影响： 在前驱车型中通常在12°—14° • 转向回正力距 •制动时方向盘上的力
转向变化
车轮跳动变化
主销内倾角 (o)
Outer w.
方向盘转角 (o)
Inner w.
定义拖距的尺寸
主销后倾拖距的影响： •直线行使时的方向稳定性 • 提供方向盘的横向路感
3.
4.
在负荷变化时，不引起主销内倾角发生显著而急剧的变化，而内倾角的变化影响车轮 的稳定与旋转平面的位置。
在负荷变化时，车轮不产生很大的纵向加速度，当汽车在不平路面行使时，纵向加速 度导致纵向冲击，而且所发生的力距作用到转向节上，是方向盘上的力距急剧改变。 5. 侧倾时，保证车轮与悬架质量的倾斜相同，从而增大不足转向效应。 后独立悬架： 1. 2. 在负荷变化时，不致引起轮距的的显著变化，而轮距的变化乃是轮胎磨损的原因及汽 车在不平路面上行使时产生横向冲击的原因。 侧倾时，保证车轮与悬架质量的倾斜反向，从而减小后轮的偏离角和增强不足转向效 应。
行驶方向
＋Ｆez ＋Fgz Fe -Fex
-Fez
B
α
F E A
β a Fb -Fgz -Fgx ΔF Fg
麦弗逊前悬架纵倾中心的确定
整车纵倾中心（前麦弗逊，后多联杆）
回正力距
对轮胎痕迹的 回正力距
轮胎接地面
轮胎痕迹
不产生前束变向载荷
Steering axis
A
制动盘边 缘
B
考虑轮胎包络线: 悬架的参考 基准
Disk
副车架边缘
Rim
A
M family Wheel轮胎: 225/55R17 转角:外侧转角大约30deg ，内侧转 角大约 35-36deg
A
在X-Z平面内定义减震器
在麦弗逊悬架中通常于主销重合，这是最简单和最有效的 解决方案。
B
减振器轴线于主销轴线重合
Z X
A
C
在Y-Z平面内定义减震器
•根据轮胎尺寸定义C点（需要的话要考虑防滑链） •D点是控制臂旋转轴线和通过A点的Y-Z平面的交点。 •A, B, D点的相互位置决定了轮胎上下跳过程中的轮距的变化和外倾角 的回正性
转向轴线
B
E
D
F
减振器轴线
C D A Z Y
下摆臂旋转轴线 A
汽车悬架系统设计
——徐东升
汽车悬架的主要功用
汽车悬架是将车架（或车身）与车轴（或直接与车 轮）弹性联接的部件。其主要功用如下： （1）缓和，抑制由于不平路面所引起的振动或冲击以保 证汽车具有良好的平顺性。 （2）迅速衰减车身和车桥（或车轮）的振动。 （3）传递作用在车轮和车架（车身）之间的各种力（垂 直力，纵向力，横向力）和力矩（制动力矩和反作用力 矩）。 （4）保证汽车行驶所必要的稳定性。
F 根据抗点头角定义控制臂旋转轴线：如果增加在X-Z平面内的 倾角（即E点比F点低），抗点头能力就能提高。（参考汽车的 纵向角振动） A
B
转向轴线与减振器轴线
Z X E A
C
F
下摆臂旋转轴线
定义转向系统几何尺寸的所有点
定义H点根据：阿克曼角和相应的几何约束，同时考虑转向力距 的影响。 定义I点的位置要将轮胎上下跳过程中的前束变化最小化
1) 定义转向系统的几何尺寸
在转向系统的设计过程中，首先要确定转向梯形，以保证车轮能绕一个 转向中心在不同的圆周上作无滑动的纯滚动。对轿车来说，通常采用断开式 转向梯型机构，有时为了提高车辆的灵活性，减小转弯半径而改变转向梯型 。采用齿轮齿条式转向器时，转向横拉杆内端接头T的运动轨迹与地面平行 ，相反外接头U的运动轨迹是一条圆弧线，当没有主销后倾时，U点的运动 轨迹于转向节轴线EG垂直。
定义车轮中心处的主销偏置距
Braccio trasversale a centro ruota (mm)
A B
R.I.
Angolo volante (o)
R.E.
3) 定义悬架的几何尺寸
——根据经验选取起始点
B
确定悬架边界条件和设计硬点
•主销已经确定 •收集几何约束 •定义主销上的A点，A点在轮辋和等速万向节中 间， 位置越低越好 •定义主销上的B点，尽可能低的位置但是要考虑： -轮胎上跳下跳目标 -支撑的功能性
悬架的分类
独立悬架： 双横臂独立悬架（麦弗逊独立悬架），多联杆独立悬架， 斜置拖曳臂独立悬架，纵臂式独立悬架等 非独立悬架： 采用螺旋弹簧：拖曳臂式，扭转梁式 采用钢板弹簧 至于独立悬架和非独立悬架的优缺点在此不多说明，钢板 弹簧作为非独立悬架的最常用结构将在以后讲解。
对前后轮独立悬架的要求
前独立悬架： 1. 在负荷变化时，不致引起轮距的的显著变化，而轮距的变化乃是轮胎磨损的原因。 2. 在负荷变化时，不使主销后倾发生显著的变化，而后倾角的变化影响行使平顺性和车 轮的变化。
阿克曼偏差
o
修改以达到不同的方向盘转角
t
q
t
轿车转向系统角传动比一般为15-17
2
1
在作加长车时 要考虑这个值
p
某些参考车型前轴的阿克曼角实例
阿克曼偏差 (o)
A B
方向盘转角 (o)
方向盘转角和转向角的关系
25
20
车轮转角 (o)
15
10
5
0 -400 -300 -200 -100 0 100 200 300 400
Variation in steering
主销偏置距 (mm)
R.I.
Outer w.
Angolo volante(o)
方向盘转角 (o)
R.E.
Inner w.
定义车轮中心处的主销偏置距
车轮中心处的主销偏置距影响： •驱动时的方向盘回正性 •当车辆通过障碍物的影响 •由于轮胎受力不均引起的方向盘的摆动
悬架设计的基本概念
㈠悬架设计的矛盾 悬架是研究悬架系统的振动特性，讨论悬架设计对 平顺性，稳定性和通过性等性能的影响，从而做出妥善 设计。 ⑴柔与刚 悬架的发展趋势是弹簧越来越软（既由刚变柔）。 ⑵减振与激振 ⑶悬架特性与路面特性 ⑷坚固与笨重
汽车对悬架的一般要求
汽车悬架应该满：
1. 2. 3. 4. 5. 6. 在所有载荷范围内自振频率尽可能不变。 悬架发生碰撞前的动行程不超过一定值（悬架的变刚性）。 发生的振动能迅速衰减。 在侧向力的作用下悬架质量的侧向力较小。 汽车具有某种程度的不足转向。 悬架质量在制动时有抗“点头”作用和在加速时有抗“仰头”作 用。
悬架系统的预布置
1. 悬架结构的选用和布置首先考虑今后对四驱布置的影响。通常可采用纵 臂结构或多联杆结构，但如果后轴采用扭转梁结构，则今后不能布置后 驱结构。 在设计悬架时，轮边跳动按上下各跳动100 mm考虑。（M11前悬架总行 程为150 mm，后悬架总行程为180 mm。）如果行程分配不合理，有可能 引起过渡转向。 同时需要考虑传动轴夹角。（发动机的布置位子） 对于导向干系的设计和布置，通常希望竟量的设计的长一些，且设计状 态竟量的水平布置。 对于轮胎承受侧向力而影响整车的转向情况来说，选者悬架的形式就很 重要。例如：斜置拖曳臂的悬架就没有带横向推力杆的拖曳臂悬架好（ S11后悬架）。 对于采用宽轮胎的汽车，在设计前悬架的车轮外倾时通常将外倾角设计 为0°，以便充分发挥轮胎的接地面积，提高整车性能。在车坐2-3人时 轿车的前轮通常设计的具有微小的正外倾角，以便轮胎尽可能垂直于稍 有拱形的路面滚动，并使磨损均匀和滚动阻力小。理想的值为γ=5’-10’即 约为0.1°，公差通常为＋－30‘。在采用独立悬架和复合式后悬架中， 为提高轮胎的侧偏性能，车轮的外倾角常设计成负值。
Ｅ
σ
转向轴线
Ｔ
Ｕ
D Ｇ
Z
Y
转向机
采用齿轮齿条式转向器时，转向横拉杆内端接头T的运动轨迹 与地面平行，相反外接头U的运动轨迹是一条圆弧线，当没有 主销后倾时，U点的运动轨迹与转向节轴线EG垂直。
整车转向几何尺寸：定义转向半径，转向角和阿克曼角
q
阿克曼角：Ctgα1- Ctg α2 = q/p
为了提高车辆的灵活性，减小转 弯半径而改变转向梯型
I E Tie rod F
E
I F A Y H X
H A
A
根据杆系几何运动关系确定I点
将I点放在轮胎上下跳过程中H点所形成的圆弧的中心
H
I I E F H E A
A
F
侧倾中心
为确定转向横拉杆的长度和位置需要知道的距离和动点。 转向横拉杆的位置可通过HR的连线给出（图中还绘出了侧 倾中心）。如果侧倾中心位置选定的较好可使轮距变化为 ０。
Variation in steering
Variation in wheel travel
Geometrical trial (mm)
主销后倾拖距