复合式空气悬架设计计算书
空气悬架设计总结
空气悬架设计
一、设计所需参数
（1）平顺性
m1=3000
m2=6000
前、后轴荷质量（kg）
m31=370 m32=590 m4= 汽车前、后非簧载质量（kg）
簧载质量绕其质心的转动惯量（kg.m2）
M5=驾驶员座椅坐垫上承受的那部分人
体质量（kg）
k1= k2=
K1=205 K2=305 前、后轮胎刚度（N/m）前、后悬架刚度(N/mm)
k5= 座椅刚度（N/m）
c1= c2= 前、后轮胎垂直阻尼系数（N.s/m）
c3= c4= 前、后减震器阻尼系数（N.s/m）
c5= 人座椅系统阻尼系数（N.s/m）
L1= 座椅中心到簧载质量质心的水平距离（m）
（2）操纵稳定性
l=3800（mm）轴距
I Z整车绕垂直轴线的转动惯量(kg.m2)
I XC悬架上质量绕通过悬挂质量重心的X轴的转动惯量(kg.m2) I XZ悬架上质量绕通过悬挂质量重心的X，Z的轴惯性积(kg.m2) K f前轮侧偏刚度(单轮)
k r后轮侧偏刚度(单轮)
f
N前轮回正力矩系数(N.m/rad)
r
N后轮回正力矩系数(N.m/rad)
f E
前侧倾转向系数 r E 后侧倾转向系数
1φC 前侧倾角刚度(N.m/rad)
2φC 后侧倾角刚度(N.m/rad)
f D 前侧倾角阻尼(N.m/rad/s)
r D 后侧倾角阻尼(N.m/rad/s)
h
侧倾力臂(m)
二、悬架布置要求
满载工况：为了在汽车驱动时车身后部能接近水平，所以车身前面要低一些。δ=0.5-1.5 °。 满载工况前轮中心比后轮中心低31mm 。
轮胎：7.50—20 14PR 最大使用直径尺寸972mm
空气悬架设计使用说明书chinese
4．具有完整的质量管理体系和完善的售后服务体系，加上充足的优质的配件供应.
为方便用户正确使用精瑞（JR）空气悬架系统，我公司特编辑本册说明书，向用户提供 使用、检查、维护、保养空气悬架系统方面的资料。使用本产品前，请仔细阅读此说明书。 敬请各位用户按本册中所述，进行使用、维护、保养，以延长使用寿命，降低运营成本，提 高经济效益。
中国公路车辆机械有限公司
第 6 页 共 24 页
精瑞系列空气悬架产品使用说明书
b． 中型公路客车前空气悬架系统
图 1.1-7 此类空气悬架为全空气悬架系统，适用于中型公路客车前悬，采用两只气囊总成加钢板 导向臂结构，气囊布置在大梁外侧，两根减震器，一根横向稳定杆（图 1.1-7），中间一只 高度阀（图上未画出）。气囊、减振器、高度阀总成可选用进口或国产件。 c．中型公路客车后空气悬架系统
b． 公交客车前空气悬架系统
图 1.2-2 此类空气悬架为全空气悬架系统，适用于二级踏步公交客车，可使前门地板一级踏步的 高度<400mm。采用两根纵向推力杆，两根斜向推力杆的四连杆结构，两气囊（图 1.2-2）， 两根减震器，一只高度阀（图上未画出），根据用户需求，也可选装 ECAS 系统。气囊、减振 器、高度阀总成可选用进口或国产件。
空气悬架计算书-完整版
空气悬架计算书-完整版
SR6906TH空气悬架计算书
编制/日期：
审核/日期：
批准/日期：
技术中心
九米团体车空气悬架计算书
一、稳定性计算
一）、纵向稳定性
汽车的纵向稳定性即保证汽车上坡时不致纵向翻车，其条件为：
L2/hg＞ψ
式中：L2—汽车质心至后轴距离
hg—汽车质心高
ψ—道路附着系数，取ψ=0.7
L2/hg=1466.7/1297 =1.13＞0.7
满足条件。因L1＞L2，故汽车下坡时也不会纵向翻车。
二）、横向稳定性
1．侧倾稳定角
β=arctg（B/2hg）
式中：B—汽车前轮距
根据GB7258-2017《机动车运行安全技术条件》的规定，乘客区满载、行李舱空载，最大侧倾稳定角不允许小于28°
空载时：β=arctg（B/2hg）= arctg（2078÷（2×1237））=40°＞35°
满载时：β=arctg（B/2hg）= arctg（2078÷（2×1297））=38.7°＞28°
以上计算结果可以看出，SR6906TH客车不仅空载，即使满载也完全满足侧倾稳定角的要求。2．汽车在横坡上行驶时应保证侧滑发生在侧翻以前
即：B/（2hg）＞ψ
空载时：B/（2hg）= 2078÷（2×1237）=0.84 ＞0.7
满载时：B/（2hg）= 2078÷（2×1297）=0.81 ＞0.7
由此可见，SR6906TH客车可以保证侧滑发生在侧翻以前。
二、侧倾计算
一）用整车原始数据及其符号
二）悬架刚度的计算
1．满载时
单边簧上负荷（N ）
8.92
-=
u
G G P 式中：G 为轴荷，G u 为非簧载质量
三）前悬架系统布置
空气悬架计算书-完整版
SR6906TH空气悬架计算书
编制/日期：
审核/日期：
批准/日期：
技术中心
九米团体车空气悬架计算书
一、稳定性计算
一）、纵向稳定性
汽车的纵向稳定性即保证汽车上坡时不致纵向翻车，其条件为：
L2/hg＞ψ
式中：L2—汽车质心至后轴距离
hg—汽车质心高
ψ—道路附着系数，取ψ=0.7
L2/hg=1466.7/1297 =1.13＞0.7
满足条件。因L1＞L2，故汽车下坡时也不会纵向翻车。
二）、横向稳定性
1．侧倾稳定角
β=arctg（B/2hg）
式中：B—汽车前轮距
根据GB7258-2017《机动车运行安全技术条件》的规定，乘客区满载、行李舱空载，最大侧倾稳定角不允许小于28°
空载时：β=arctg（B/2hg）= arctg（2078÷（2×1237））=40°＞35°
满载时：β=arctg（B/2hg）= arctg（2078÷（2×1297））=38.7°＞28°
以上计算结果可以看出，SR6906TH客车不仅空载，即使满载也完全满足侧倾稳定角的要求。2．汽车在横坡上行驶时应保证侧滑发生在侧翻以前
即：B/（2hg）＞ψ
空载时：B/（2hg）= 2078÷（2×1237）=0.84 ＞0.7
满载时：B/（2hg）= 2078÷（2×1297）=0.81 ＞0.7
由此可见，SR6906TH客车可以保证侧滑发生在侧翻以前。
二、侧倾计算
一）用整车原始数据及其符号
二）悬架刚度的计算
1．满载时
单边簧上负荷（N ）
8.92
⨯-=
u
G G P 式中：G 为轴荷，G u 为非簧载质量
三）前悬架系统布置
前悬架装单只高度阀，空气弹簧的安装高度为260mm,车轮中心至车架下平面距离为175mm 。
空气悬架设计计算说明书
空气悬架设计计算说明书
大客车前空气悬架设计计算说明书
设计（论文）主要内容：
1.查阅相关文献，了解空气弹簧悬架的结构，写出开题报告；
2.选择、确定空气弹簧悬架的结构型式和主要参数；
3.对主要零件进行强度校核；
4.绘制空气弹簧悬架的装配图、主要零部件图以及部分零件的三维图；
5.撰写毕业设计说明书
要求完成的主要任务及其时间安排:
1.查阅的相关参考文献不少于10篇，其中外文
资料2篇；
2.开题报告应符合学院对开题报告的要求；
3.二维装配图和零件图应按国家标准绘制，总
图纸量不少于2张A0幅面图纸，其中至少
要有一张A1幅面的手工绘制图纸；
4.设计说明书要能真实反映设计内容，设计计
算正确，书写格式符合学院的撰写要求，字数不少于1万字
时间安排：
1.2012年11月～2012年12月查阅资料，撰写开题报告。2012年12月30日前完成；
2.2013年1月～3月确定设计方案，完成主要参数、性能和强度的校核计算；
3.4月～5月17日完成图纸的绘制和设计说明书的撰写；
4.5月18日～5月24日修改设计图纸和设计说明书，准备答辩；
5.5月27日～6月7日答辩
必读参考资料：
1.王望予. 汽车设计[M] 北京：机械工业出版
社（第三版）
2.唐新蓬. 汽车总体设计[M] 北京：高等教育
出版社 2010
3.张小虞，叶平. 汽车工程手册(设计篇)[M].
人民交通出版社2001
4.张英会主编弹簧[M] 北京：机械工业出版
社 1982
5.机械制图、公差与配合等国家标准
6.其它相关设计资料
指导教师签名：教研室主任签名：
毕业设计(论文)开题报告
重型载货汽车复合空气悬架导向臂支架优化设计
设计 开 发 ．
基 于零 部件试验 的保 险杠 系统轻量化研究 ★
李 凤 宸 朱 西 产 董 学 勤 沈 剑 平 ２ 缪 文 泉 ２
（ １ ． 同济大 学 汽车安 全技 术研 究所 ； ２ ． 上 海机 动车 检测 中心 ）
【 摘要 】 从 变形模式 、 能量吸收和截 面力传递等方面将零部件碰撞 结果 同整车碰撞结果建立关联 ， 从而建立了保
险 杠一 吸能 盒 零 部 件 碰 撞 仿 真 模 型 并 进 行 了试 验 由此 提 出 了一 种 通过 零 部 件试 验评 价保 险 杠一 吸 能 盒 在 整 车 碰撞 中 的性 能 特 性 的方 法 运 用 该 零 部 件 碰撞 模 型进 行 了保 险 杠 一 吸 能 盒 轻量 化 设 计 。 优化结果表明 ， 在 减 轻 质 量 的 同 时 保 证 了优 化 前 、 后 整 车碰 撞 特 性 基 本 一 致 ． 节省 了大 量 计 算 时 间 。
ｐ ｅ ｆｏ ｒ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ， ａ ｎ ｄ ａ ｌ ｏ ｔ ｏ ｆ ｔ ｉ ｍｅ ｉ ｓ ｓ ａ ｖ ｅ ｄ ｆ ｏ ｒ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ．
Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄｓ ： Ｂｕ ｍ ｐｅ ｒ －ｃ ｒ ａｓ ｈ ｂｏ ｘ ，Ｃｏ ｍｐ ｏｎ ｅ ｎｔ ｓ ｔ ｅ ｓ ｔ ，Ｌｉ ｇｈｔ ｗｅ ｉ ｇ ｈｔ
１ 前 言
悬架系统设计计算报告
悬架系统设计计算报告
一、引言
悬架系统作为汽车底盘的重要组成部分，对车辆的行驶稳定性、乘坐
舒适性和操控性能等方面有着重要影响。因此，在汽车设计和制造过程中，悬架系统的设计十分关键。本报告将介绍悬架系统设计过程中的计算方法
和依据，并对其进行详细说明。
二、悬架系统设计计算方法
1.载荷计算：首先需要计算车辆在不同行驶条件下的载荷。通过分析
车辆的使用环境和客户需求，确定悬架系统的额定载荷。然后，根据车辆
自重、乘员重量、行李重量、荷载等因素，计算出车辆的总载荷。
2.载荷分配计算：在计算悬架系统的载荷分配时，需要考虑车辆的静
态和动态载荷。静载荷主要指车辆停靠时的重力，而动载荷主要指车辆行
驶过程中因加速度、制动力和路面不平均性等引起的载荷。通过对车辆不
同部位的载荷进行测量和分析，确定每个车轮的载荷。
3.悬架系统刚度计算：悬架系统的刚度对车辆的操控性和乘坐舒适性
有着直接影响。悬架系统的刚度可以分为纵向刚度、横向刚度和垂向刚度等。在设计悬架系统的过程中，需要根据车辆的使用环境和性能需求，计
算悬架系统的刚度。
4.悬架系统减振器计算：悬架系统的减振器的设计和选型是悬架系统
设计的重要环节。减振器可以减少车辆在行驶过程中的震动，提高乘坐舒
适性和行驶稳定性。根据悬架系统的刚度和载荷等因素，计算减振器的选
择和设计参数。
5.悬架系统运动学计算：悬架系统的运动学计算是为了确定悬架系统在不同行驶状态下的主要参数，以便进行悬架系统的设计和调整。通过对车辆的几何尺寸、运动学参数和悬架结构的分析和计算，确定悬架系统的工作范围和参数。
悬架系统计算报告..
修订记录
目次
1 概述 (1)
1.1 计算目的 (1)
1.2 悬架系统基本方案介绍 (1)
1.3 悬架系统设计的输入条件 (1)
2 悬架系统的计算 (2)
2.1 弹簧刚度 (2)
2.2 悬架偏频的计算 (2)
2.2.1 前悬架刚度计算 (3)
2.2.2 前悬架偏频计算 (4)
2.2.3 后悬架刚度计算 (4)
2.2.4 后悬架偏频计算 (5)
2.3 悬架静挠度的计算 (5)
2.4 侧倾角刚度计算 (6)
2.4.1 前悬架的侧倾角刚度 (6)
2.4.2 后悬架的侧倾角刚度 (8)
2.5 整车的侧倾角计算 (9)
2.5.1悬架质量离心力引起的侧倾力矩 (9)
2.5.2侧倾后，悬架质量引起的侧倾力矩 (9)
2.5.3总的侧倾力矩 (10)
2.5.4悬架总的侧倾角刚度 (10)
2.5.5整车的侧倾角 (10)
2.6 纵倾角刚度 (10)
2.7 减振器参数 (11)
2.7.1 减振器平均阻力系数的确定 (11)
2.7.2 压缩阻尼和拉伸阻尼系数匹配 (13)
2.7.3 减震器匹配参数 (13)
3 悬架系统的计算结果 (14)
4 结论及分析 (15)
参考文献 (15)
1 概述
1.1 计算目的
通过计算，求得反映MA02-ME100纯电动车悬架系统性能的基本特征，为零部件开发提供参考。计算内容主要包括悬架刚度、悬架侧倾角刚度、刚度匹配、悬架偏频、静挠度和阻尼等。
1.2 悬架系统基本方案介绍
MA02-ME100纯电动车前悬架采用麦弗逊式独立悬架带横向稳定杆结构，后悬架系统采用拖曳臂式非独立悬架结构。
前、后悬架系统的结构图如图1、图2：
空气弹簧悬挂的设计与计算
空气弹簧悬挂的设计与计算
空气弹簧悬挂是一种基于空气弹簧原理设计的悬挂系统，广泛应用于汽车、摩托车、铁路车辆以及工程机械等领域。它通过利用空气的弹性特性来提供车辆的悬挂支撑和减震功能，有效改善了行驶中的舒适性和稳定性。
设计空气弹簧悬挂系统首先需要考虑的是悬挂系统的工作原理和结构。一般来说，空气弹簧悬挂系统由气囊、气泵、阀门和控制系统组成。气囊是承受车辆荷载的主要部件，它通过充气和放气控制来实现悬挂高度的调整。气泵负责提供气囊所需的气压，而阀门用于控制气压的流动。控制系统则根据车辆的状态和行驶条件，通过调节气泵和阀门的工作来达到理想的悬挂效果。
在设计空气弹簧悬挂系统时，需要根据车辆的负荷、行驶速度和路况等因素进行综合考虑。首先，需要确定车辆的总负荷，包括车辆自身重量以及乘客和货物的重量。根据负荷的大小，可以选择合适的气囊尺寸和气囊数量，以确保悬挂系统能够有效支撑车辆的重量。
需要考虑车辆的行驶速度。当车辆以较高速度行驶时，悬挂系统需要具备较高的刚度和减震性能，以保证车辆的稳定性和安全性。因此，在设计空气弹簧悬挂系统时，需要选择合适的气囊和阀门，以实现悬挂刚度的调节和减震效果的优化。
还需要考虑车辆行驶过程中的路况变化。不同的路况对悬挂系统的
要求也不同。例如，在起伏不平的路面上，悬挂系统需要具备较高的柔软性，以吸收和减缓道路表面不平度对车辆的冲击。而在平整的高速公路上，悬挂系统则需要具备较高的刚度，以保证车辆的稳定性和操控性。
在计算空气弹簧悬挂系统的设计参数时，可以利用数学模型和仿真软件进行辅助。数学模型可以通过建立悬挂系统的动力学方程，考虑车辆的质量、弹簧刚度和减震器等参数，来分析和预测悬挂系统的工作性能。仿真软件则可以通过模拟车辆在不同行驶条件下的悬挂系统工作情况，来评估设计方案的可行性和优劣性。
计算说明书_悬架系统
悬架系统
1．整车有关参数
1．1 轴距：L=2610mm
1．2 轮距：前轮B1=1530mm
后轮B2=1510mm
1．3 轴荷(kg)
1.4 前后轮空满载轮心坐标（Z向）
1．4 前、后悬架的非簧载质量(kg)：
G u1=108kg G u2=92kg
1．5 悬架单边簧载质量(kg)
悬架单边簧载质量计算结果如下：
前悬架：空载单边车轮簧载质量为M01=（795-108）/2＝343.5kg 半载单边车轮簧载质量为 M03=（872-108）/2＝382kg
满载单边车轮簧载质量为M02=（891-108）/2＝391.5kg 后悬架：空载单边车轮簧载质量为M1=（625-92）/2＝266.5kg
半载单边车轮簧载质量为M3=（773-92）/2＝340.5kg
满载单边车轮簧载质量为M2=（904-92）/2＝406kg
2、前悬架布置
前悬架布置图见图1
图1 T21前悬架布置简图
3、前悬架设计计算
3．1 前悬架定位参数:
3．2 前悬架采用麦弗逊式独立悬架，带稳定杆，单横臂，螺旋弹簧，双向双作用筒式减震器。
(1) 空满载时缓冲块的位置和受力情况 空载时，缓冲块起作用，不受力 满载时，缓冲块压缩量为13.8mm ，（由DMU 模拟得知，DMU 数据引自T21 M2数据）。 根据缓冲块的特性曲线，当缓冲块压缩13.8mm 时，所受的力为：125N (2) 悬架刚度计算
螺旋弹簧行程杠杆比：1.06
悬架刚度为K 1= （（391.5-343.5）*9.8-125/1.06）/（5-（-15））= 17.62N/mm
复合式悬架计算与设计
ｓｒ ｃｕ ｅ ｉ ｇ ｖ ｎ ａ ｄ ＵＧ Ｘ ｓｕ ｉ ｚ ｄ ｆｒ３ ｍｏ ｅｉ ｇ ｏ ｅ Ｚ ｓ ａ ｅ ｅ ｆｓ ｒｎ ， ａ ｄ ＨＹＰ Ｒ Ｓ ｓ ｕ ｉ ｚ ｄ ｉ ｔｕ ｔ ｒ ｓ ｉ ｅ ， ｎ Ｎ ｉ ｔ ｉｅ ｏ Ｄ ｄ ｌ ｆｔ — ｈ ｐ ｄ ｌａ ｐ ｉ ｇ ｌ ｎ ｈ ｎ Ｅ ＭＥ Ｈ ｉ ｔ ｉｅ ｎ ｌ
ｓｎ ｌ ｓ ａ ｅ ａ ｅ ｅ ｅ ｆｓ ｒ ｇ ｔｅ ｒ ｔ ａ ｅ ｓｂ ｌ ｙ ｉ ａｉ ａｅ ． Ｄ ｓ ｎ ｃ ｓ ｆｓ ｃ ｏ ｏ ｎ ｉ ｓ ｓ ｅ ｓｏ ｉｇ ｅ Ｚ－ ｈ ｐ ｄ ｔ ｐ ｒ ｄ ｌａ ｐ ｉ ， ｈ ｏ ｅ ｉ ｌｆａ ｉｉ ｔ ｓ ｖ ｌ ｔｄ ｎ ｃ ｉ ｄ ｅ ｉ ａ ｅ ｏ ｕ ｈ ｃ ｍｐ ｕ ｄ ａ ｒ ｕ ｐ ｎ ｉｎ ｇ
ｆ ｑ ｅ ｃ ｓｏ ｔｉ ｅ ． ｒ ｕ ｎ ｙ ｉ ｂ ａ ｎ ｄ ｅ
Ｋ ｅ ｒ ： ｒ ｓ ｐ ｎｓｏｎ，Ｃｏｍｐｏ ｄ ｙ ｙ ｗｏ ｄｓ Ａｉ ｕｓ ｅ ｉ ｕｎ ｔ ｐｅ，Ｄｅ ｉ ｎ，Ｍ ｏｄ ｌ ｓｇ ｅ ，ＦＥＡ
１ 复合 式 悬 架 系统 介 绍
在 复合式悬 架 系统 中 ．钢板 弹簧 的相关 参数决 定 了能 否与所选 的空气 弹簧 联合 工作达 到在 一定载
主题词 ： 空气 悬架
复合 式
设计
模型
有 限元分析
悬架系统设计计算书
悬架系统设计计算悬架系统设计的输入条件
1、悬架刚度、偏频和静挠度的计算
1.1、前悬架刚度、偏频和静挠度的计算
1、前悬架的刚度计算
满载偏频前悬满载簧载质量前悬架的刚度
n m K （N/mm）
1.466.165 5.11969541
2、前悬架的偏频计算
空载半载
n Hz 1.643696318 1.416348179
3、前悬架静挠度的计算
空载半载
前悬架垂向变形量（mm）91.88046599123.7446116 1.2、后悬架刚度、偏频和静挠度的计算
1、后悬架的刚度计算
满载偏频后悬满载簧载质量后悬架的刚度 N/mm
1.564.835 5.759062199
2、后悬架的偏频计算
项目空载半载
n Hz 2.102514762 1.702083104
3、后悬架静挠度的计算
空载半载
前悬架垂向变形量（mm）56.1549760885.68500616 2、弹簧刚度计算
2.1、前悬架弹簧刚度计算
b n l 255.7
255.7
3803.9
弹簧与下摆臂垂线的夹角(空间)a 、 rad 13.2
0.230383457
弹簧的刚度 N/mm
5.7319910045.731991004
考虑在悬架系统中衬套的刚度约为悬架刚度的15%～30％；共有衬套2个； 这里取值为15%所以前弹簧的刚度Csf N/mm
4.8721923534.872192353
前悬架弹簧钢丝直径计算
根据刘惟信主编的《汽车设计》P489，弹簧的刚度计算公式：
——弹簧材料的剪切弹性模量，这里由于弹簧的材料为合金弹簧钢丝，所以，
取为80000 MPa ； ——弹簧工作圈数，初取6.0圈；
复合式空气悬架设计计算书
2007年12月
一 产品开发设计来源
装配该空气悬架的车辆行驶在山区路面，在保证良好舒适性的同时，更需要较好的行驶稳定性和抗侧 倾能力，同时还要达到JT/T325-2006《营运客车类型划分及等级评定》对中型高一级客车所配悬架载荷分 配的要求。
二 结构特点
××××××前后空气悬架系统为复合式空气弹簧悬架,即空气弹簧与钢板弹簧混合在同一悬架系统 中,其中钢板弹簧为传统式钢板弹簧结构,其主要起到传力导向的作用,但也作为弹性元件承受部分垂直负荷 。本前后空气悬架采用空气弹簧直接布置在半椭圆钢板弹簧上方的结构设计，前后悬架均装有液力筒式减 振器，前悬架装有横向稳定杆。在结构设计上，尽可能的保证该空气弹簧悬架与原钢板弹簧悬架的互换性 。
.1.1 气簧板簧的载荷分配
根据中国的交通行业标准，即JT/T325-2006《营运客车类型划分及等级评定》对中型高一级客车悬架 匹配的要求，对于钢板弹簧和空气弹簧复合的空气悬架结构，要求空气弹簧的承载要占到轴荷50%以上，同 时为了获得更好等频特性,空气弹簧的承载还要再大些。
⑴ 空气弹簧所占载荷百分比 ⑵ 空气弹簧满载分配载荷（单边） ⑶ 钢板弹簧满载分配载荷（单边） ⑷ 空气弹簧空载分配载荷（单边） ⑸ 钢板弹簧空载分配载荷（单边） .1.2 前悬架偏频的选择
P1d
'
L6
'
8-3感载阀控制地复合式空气悬架三轴汽车轴荷计算
感载阀控制的复合式空气悬架三轴汽车
轴荷计算
东风汽车工程研究院耀明
2008年6月30日
感载阀控制的复合式空气悬架三轴汽车轴荷计算
本文分析的对象是第二轴采用半椭圆钢板弹簧和空气弹簧复合的空气悬架，其中空气弹簧的气压，也就是载荷由感载阀控制，而感载阀安装在第一轴，借助第一轴悬架的变形（静挠度）即其载荷来控制。也可以说，第二轴和第一轴悬架之间存在一定的关联作用。第一轴和第三轴均采用普通的钢板弹簧悬架。
以下分两大部分，一是静态轴荷的计算，二是最强制动时轴荷转移的计算。
1、静态轴荷
各悬架无载时的相关位置如图1之A所示，承受簧载质量Gs而变形之后的位置如图1之B所示，基准线从1-1移到2-2。定义各符号意义如下：
Gs簧载总质量
L簧载质量重心到第一轴的水平距离
f簧载质量重心的垂直位移
C、2C、3C第一、二、三轴悬架刚度（单边）
1
f、2f、3f第一、二、三轴悬架静挠度（变形）
1
L、3L第二、三轴到第一轴的水平距离
2
S、2S、3S第一、二、三轴悬架无载时弹簧到安装基准线的1
垂直距离（亦可理解为无载时各轴车轮到与基准线平行的地面接触点
的垂距，即空程）
R、2R、3R第一、二、三轴在支承面上对簧载质量的反作用1
力（双边）
根据平衡条件：
=∑Y ，
Gs R R R =++321
------------------------（1）
01=∑M ，
03322L Gs L R L R ⋅=⋅+⋅ ------------------------（2）
根据变形一致原理，即各轴悬架变形按比例分配：
2
3
11221133)()()()(L L S f S f S f S f =
悬架设计参数表公式
一．悬架线刚度及侧倾角刚度
2422s R m n K ⋅=π（乘适刚度） R
T R T w K K K K K -⋅=（线刚度） 0218021πφ⋅=
B K K R （侧倾角刚度） 详见2016刚度计算
二．回弹/压缩阻尼
n a A V x /cos αω=（卸荷速度，即at mm/s ）
详见汽车设计第四版P211
三．机械拖距（轮胎拖距）、擦刮半径（磨胎半径）
空气悬架的设计
空气悬架设计
悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的所有传力连接装置的总称。
1空气悬架的优势
空气弹簧的运动性能特点是：负载能力可调；弹性系数随负载变化；负载变化时,固有频率几乎不变；固有频率较低。这些特点决定了空气悬架具有以下优点：
1）较理想的弹性特性
（1）空、满载之间有高度控制阀调节气压，具有较好的等频性；
（2）振动时，假定没有充放气，弹性特性曲线呈非线性，增大动容量，防止悬架击穿。若反跳行程由减振器或其它机构实施弹性限位，则弹性特性呈反S形的理想特性。
2）可设计成较低的刚度，提高平顺性，不会因为空、满载之间静挠度变化太大，车高超标而受到限制。
3）几乎消除了全部库伦阻尼，使悬架系统全部由粘性阻尼消振，其效果是：（1）消除高频微幅振动的锁止作用，改善高频域的传递特性，减小高频动刚度。
（2）消除悬架响声。
但是，若减振器阻尼值不可调节，则阻尼比因载荷变化而变化，无法同时满足空载和满载的要求，只能取折衷值。而库伦阻尼恰与载荷成正比变化，所以像载货车这种后轴负荷变化很大的车型，后悬架采用库伦阻尼值大的多片钢板弹簧，对于保持空、满载阻尼比变化较小是有利的。
4）高度控制阀除了自动调节设计位置的车身高度不变之外，还可用来调节车身抬高或下降（下跪），以提高车身通过性或方便乘客上、下车。
5）减少电气、空调、排气系统、车桥、车身和底盘的维修成本。
6）减少对道路的冲击，保护路面，降低高速公路的维修费用
7）)延长车辆的使用寿命并增加折旧值
2空气悬架的功能及构成
1）空气悬架的功能：
（1）把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反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，保证汽车的正常行驶，即起传力作用；
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6.93 cm 202.36 N/mm 101.18 N/mm
因钢板弹簧和空气弹簧属于并联结构，则空气弹簧的刚度为
⑷ 空气弹簧的静刚度（kgf/mm) ⑸ 空气弹簧安装高度
Ka1
10.3246
H01
177.8
576.94 lbs/in
㈡ 钢板弹簧设计
根据安装尺寸确定
⑴ 钢板弹簧宽度 ⑵ 前桥U型螺栓中心距离
极限动行程 ⑶ 根部极限应力
根部沿片长的极限应力
fd1 σd1 σd(x)1
87 64.12 58.63
㈤ 最强制动时的应力校核 ⑴ 板簧根部纵扭应力 ① 车辆行驶状态下的受力分析（忽略车轮转动惯量、空气阻力、滚动阻力的影响）
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2007年12月
图二,车辆制动 状态受力分析
② 按汽车满载,路面附着系数为0.7,后轮拖印,前轮达到最强压印的工况进行核算.
P1d
C 质量转移产生的动挠度
fd'
空气弹簧限位块限位的挠度为
fd
∵
fd
＞
4791.26 2145.63
34.66 87 fd'
f
d' =
( P1d − P1 ) K
∑ M1 = T1(R − A1 + h + h' )
∴ 复合悬架中钢板弹簧由于制动产生的质量转移为
钢板弹簧产生的动负荷(单边)
P1d'
W01
4790.08
I01
47900.8
σ01
51.0367
σb1
0.73696995
⑵ 沿片长的最大静应力和比应力
① 假设弹簧端部等厚处与理想抛物线相切时，端部等厚长度
L3‘
125
实际端部等厚长度 ∵
L3
150
L3
≥
L3‘
② 沿片长的最大应力位置的判断
假设最大应力位置距离端点距离为X,则
则,该处的片厚为:
A = T3 − T2 L4 − L3
а4
=源自文库
12 bA3
[ 2T2 AL3
− T22 2T32
−
A2 L32
+
2(T2 − AL3) T3
+
A2 L32
− 3T22 + 2T2 AL3 2T2 2
+ ln
T3 ] T2
K cant
=
а3
2E + а4 +
а6
② 计算结果 A 自由状态下的刚度计算 系数1 系数2 系数3 系数4 自由状态下的刚度
75 725 713.8 12 20
0
参数2 参数3 中心平直等厚长度 弹性模数 卷耳孔半径 卷耳孔中性层到上表面距离
L3 L4=L5 L6-L5
E r a
150 625 100 21000 19
6
㈡ 刚度的计算 ⑴ 计算方法一 ① 公式
а3
=
4( L33 − L23 ) bT13
а6
=
（ 4 L63 − L53） bT43
D 前轮单边制动力
T1
1072.81 1676.94
E 板簧纵扭力矩
前桥落差
A1
100
板簧根部总厚度
Σh
20
板簧底部垫板厚度
h'
0
板簧纵扭力矩
M1
598667.54
③ 板簧根部纵扭应力
σr
141.46
P1d ' = K cant ( fc + f d' )
∑ σ r
=
M 1 L6 2L6
'
+
0.5
*
前悬架满载偏频(Hz) .1.3 前悬架刚度的选择
n1
1.9
根据以上选择的前悬架偏频和载荷分配,初步确定前悬架的总刚度。
㈠ 刚度分配
⑴ 满载静挠度(mm) ⑵ 悬架满载静刚度（kgf/mm) ⑶ 钢板弹簧满载静刚度（kgf/mm)
fc1 K1 Kcant1
69.25 20.6492 10.3246
换算
途径 计算方法一
计算方法二
名称 自由状态下的刚度 夹紧状态下的刚度 自由状态下的刚度 夹紧状态下的刚度
计算结果 10.92 11.28 11.02 11.38
需求值 10.32
通过以上计算可见，通过方法一与方法二得出的结论是接近的。
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2007年12月
㈢ 钢板弹簧应力和比应力的计算
⑴ 根部应力和比应力 ① 根部断面系数 ② 根部惯性矩 ③ 根部静应力 ④ 根部比应力
1427.6 1400 144
根据安装尺寸确定 根据安装尺寸确定
.4.1 初步确定的钢板弹簧根部和端部的参数及其具体形状,详见如下:
第4页/共26页 X
图一
2007年12月
㈠ 板簧参数(一) 钢板弹簧宽度
板簧半长(自由状态) 板簧半长(夹紧状态)
端部厚度 根部厚度
参数1
b1 L6 L6' T2=T1 T3=T4 L2
507
1844 1700
1010 1010
6.515 4.33
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2007年12月
四 悬架的设计 4.1 前悬架的设计
该悬架的设计要点：
A.核算并保证板簧的纵扭强度，对于前悬架，主要核算在最强制动时的纵扭强度，同时核算纵扭角，保证 气簧上下座的相对转角在允许值内。
B.板簧的刚度尽可能选择的低些，使气簧刚度占总刚度的比例较大，以获得较好的等频特性，最简单的方 法是在保证纵扭强度所需要的根部总断面系数的条件下，选择较长的板簧。 C.合理选择板簧气簧的载荷分配，一般要求气簧占有的比例较大些。 D.气簧刚度的选择，因悬架偏频匹配的需要必须选择较小刚度的气簧。
.1.1 气簧板簧的载荷分配
根据中国的交通行业标准，即JT/T325-2006《营运客车类型划分及等级评定》对中型高一级客车悬架 匹配的要求，对于钢板弹簧和空气弹簧复合的空气悬架结构，要求空气弹簧的承载要占到轴荷50%以上，同 时为了获得更好等频特性,空气弹簧的承载还要再大些。
⑴ 空气弹簧所占载荷百分比 ⑵ 空气弹簧满载分配载荷（单边） ⑶ 钢板弹簧满载分配载荷（单边） ⑷ 空气弹簧空载分配载荷（单边） ⑸ 钢板弹簧空载分配载荷（单边） .1.2 前悬架偏频的选择
A a3 a4 a6 Kcant(自由)
0.02 104.17 2635.51 912.92 11.50
B 夹紧状态下的刚度 系数1 系数2 系数3 系数4 夹紧状态下的刚度
A a3 a4 a6 Kcant(夹紧)
0.02 104.17 2635.51 796.99 11.88
C 以上计算公式没有考虑到板簧扎制后两边自然形成的圆角,因此实际的钢板弹簧刚度要比以上计算的结果偏 小，所以要对以上结果进行修正,将以上计算得出的自由状态和夹紧状态的刚度值乘以修正系数。
P1d
'
L6
'
WO
∑ σ r ' =
M1X 2L6
+ 0.5 * P1d ' X W (x)
④ 沿片长的纵扭应力
σr'
123.92
㈥ 前簧卷耳应力
利用上文中求得的纵向力，还应进一步校核卷耳的强度，卷耳的应力由弯曲应力和拉压应力合成，即
主片卷耳处受拉面的断系数
W1
主片断面积
A1
卷耳应力
σ1d
㈦ 前簧纵扭角和纵扭干涉量的分析
E.因钢板弹簧的刚度选择很低，如果前气簧采用一个HCV控制则前悬架总的侧倾角刚度会很低，则必须在前 悬架加装横向稳定杆。同时，因前悬架少片簧本身阻尼很低，则要选择较大阻尼的减振器。
F.由于HCV的作用，前车架离地高度始终处于同一高度，前钢板弹簧也始终处于同一设计状态， 所以钢板弹簧应该设计成无限寿命，因此其应力和比应力的选择要比一般板簧选得低些。
根部惯性矩
I3
47900.80
夹紧状态下的刚度
Kcant(夹紧)
11.38
C 以上计算公式已经考虑到板簧扎制后两边自然形成的圆角,所以不需要对方法二的计算结果进行修正。
自由状态下的刚度 夹紧状态下的刚度
Kcant(自由) Kcant(夹紧)
11.02 11.38
结论:
综上得出钢板弹簧的刚度
序号 1
2
− −
α）3 β）3 [2Ln
β
+
4（1（−1β−）(α1）− γ）−（1
− γ）（2 1− β （1 − α）2
2） ] −1
K cant
=
6EI 3
δL6 3
备注：上式中的L6根据需要来确定，若计算自由状态下的刚度上式为L6，若计算夹紧状态下的刚度为L6’。 ② 计算结果
A 自由状态下的刚度计算
自由状态下的刚度 夹紧状态下的刚度
Kcant(自由) Kcant(夹紧)
10.92 11.28
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2007年12月
⑵ 计算方法二 ① 公式
α = L3
L5
β = T2
T4
γ
=
α β
λ2
=
L4 L6
δ = 1+ λ .κ3 2
I3
=
bT43 12
−
0.01312T44
k
=
γ
3
−
1.5（ （11
系数1
α
0.24
系数2
β
0.60
系数3
λ2
0.86
系数4
γ
0.40
系数5
κ
0.68
系数6
δ
1.44
根部惯性矩 自由状态下的刚度
I3 Kcant(自由)
47900.80 11.02
B 夹紧状态下的刚度计算
系数1
α
0.24
系数2
β
0.60
系数3
λ2
0.88
系数4
γ
0.40
系数5
κ
0.68
系数6
δ
1.46
③ 沿片长的最大静应力 ④ 沿片长的最大比应力
X1 t(x)1 ΣW(x)1 σ(x)1 σb(x)1
562.50 18.95 4309.05 46.67 0.67
L = L (2β −1) W01
=
bT42 6
−
0.02624T43
' 3
5
t(
x)1
=
(
X
−
L3 L5
)(T4 − L3
−
T2
)
+
T2
9600
整车整备质量
Mz
3200
前桥空载设计载荷
Mz1
6400
后桥空载设计载荷
Mz2
500 前悬架簧上载荷（单边）
Pz1
850 后悬架簧上载荷（单边）
Pz2
1430
整车空载簧上质量
Mzs
2775
8250
满载重心坐标
轴距 轮胎滚动半径
X=a Y
Z=hg L R
1750
前悬架侧倾中心高度
h1
0
后悬架侧倾中心高度
b1
75
S1
112
根据安装尺寸确定 根据安装尺寸确定
⑶ 无效长度系数
K
0.2
根据安装尺寸确定
⑷ 板簧自由状态下的伸直长度(初步)
l1
1450
⑸ 板簧夹紧状态下的伸直长度(初步)
lS1
① 满载状态下的基线长度
lj1
② 满载夹紧弧高(初步)(记入卷耳半径)
HP1
4.1.4 若钢板弹簧采用截面为梯形形状的变截面弹簧
三 底盘有关设计参数
本设计计算书中未注质量单位为kg,力的单位为kgf,长度单位为mm. 3.1 质量参数（kg)
整车最大总质量
M
前桥满载设计载荷
M1
后桥满载设计载荷
M2
前悬架非簧载质量
M1s
后悬架非簧载质量
M2s
前悬架簧上载荷（单边）
P1
后悬架簧上载荷（单边）
P2
整车满载簧上质量
Ms
3.2 尺寸参数（mm）
路面附着系数
μ
0.70
T1 = φG1d T2 = 0.8φG2d G1d L = Thg + G(L − a)
G = G1d + G2d T = T1 + T2 G2d L + Thg = Ga
G1d
=
0.8μG + LG1 / hg L / hg − 0.2μ
A 前轮载荷
G1d
B 前桥单边簧上动负荷
0.5
P1a
715
P1l
715
P1a'
458
P1l'
458
≈
1573
Lbs
≈
1573
Lbs
≈ 1008.33333
Lbs
≈ 1008.33333
Lbs
根据现阶段大中型客车满载时的适用偏频的推荐要求,初步选取前复合悬架的偏频为1.5，但根据初步确定 计算的结果，偏频选的太小，要求钢板弹簧的刚度太小，在变截面尺寸的选择上有一定难度。
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2007年12月
一 产品开发设计来源
装配该空气悬架的车辆行驶在山区路面，在保证良好舒适性的同时，更需要较好的行驶稳定性和抗侧 倾能力，同时还要达到JT/T325-2006《营运客车类型划分及等级评定》对中型高一级客车所配悬架载荷分 配的要求。
二 结构特点
××××××前后空气悬架系统为复合式空气弹簧悬架,即空气弹簧与钢板弹簧混合在同一悬架系统 中,其中钢板弹簧为传统式钢板弹簧结构,其主要起到传力导向的作用,但也作为弹性元件承受部分垂直负荷 。本前后空气悬架采用空气弹簧直接布置在半椭圆钢板弹簧上方的结构设计，前后悬架均装有液力筒式减 振器，前悬架装有横向稳定杆。在结构设计上，尽可能的保证该空气弹簧悬架与原钢板弹簧悬架的互换性 。
σ 01
=
3 plL L6 ' bT4 2
X1
=
T2 L5 T4
− T4 L3 − T2
∑ σ
( x)1
=
0.5PlL X1 W (x)
1
㈣ 极限应力
钢板弹簧达到极限动行程时的应力值称为极限应力,计算极限应力首先确定钢板弹簧的极限动行程.
⑴ 极限动行程
根据前悬架的布置方式,空气弹簧内置限位块,由空气弹簧确定的极限动行程为
1754.66 887.50 25.78
⑴ 前簧纵扭角
γ
0.11 弧度 = 6.32 度
⑵ 纵扭干涉量
第8页/共26页
2007年12月
球头中心至纵扭中心距离 △Z
纵扭干涉量
△X
h2
1000
前轮距
B1
3800
后轮距
B2
437
前钢板弹簧作用中心距离
B1l
前空气弹簧作用中心距离
B1a
851 后钢板弹簧作用中心距离
B2l
851 后空气弹簧作用中心距离
B2a
3.3 传动系统参数
发动机功率（Kw)
Pe
132 变速箱一档速比
i1
发动机扭矩（kgf/mm)
Te
66 后桥主减速比
i0
7000 2333 4667 917 1908 2825