悬架设计
汽车悬架系统设计要点
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
为了确保所期望的行使特性和直线行驶能力及避免轮胎的过渡磨 损,我们首先要确定前桥的定位参数。轮距变化的缺点是会引起滚动轮 胎的侧偏,在独立悬架中,汽车行驶过不平路面时车轮的上下跳动引起 轮距的变化使轮胎产生侧偏角,从而产生侧向力,较大的滚动阻力和使 直线行驶能力下降。在所有的独立悬架中,极点P的位置确定了瞬时轮距 的变化+-b
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。
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
电动车悬架系统设计
电动车悬架系统设计
引言
随着电动车的快速开展和普及,悬架系统设计变得越来越重要。悬架系统直接关系到电动车的操控性、乘坐舒适性和平安性。本文将介绍电动车悬架系统的设计原理、常见类型和相关优化技术。
设计原理
悬架系统的设计目标是在各种路况下提供稳定的车身控制、减震和保持车轮与地面的接触。电动车悬架系统的设计原理与传统汽车的悬架系统相似,但也有一些特殊考虑。例如,电动车的电池重量可能会影响车辆的重心位置,因此需要在设计中考虑到这一因素。
常见类型
前悬架系统
前悬架系统是电动车前车轮的悬架系统。常见的前悬架类型包括麦弗逊悬架、双叉臂悬架和独立悬架。麦弗逊悬架是最常见的前悬架类型,它具有简单的结构和良好的操控性。双叉臂悬架提供更好的悬挂性能和更高的操控性,但结构更加复杂。独立悬架那么是一种相对高端的前悬架类型,可以提供更高的悬挂性能和乘坐舒适性。
后悬架系统
后悬架系统是电动车后车轮的悬架系统。常见的后悬架类型包括扭力梁悬架、多连杆悬架和独立悬架。扭力梁悬架是最简单、本钱最低的后悬架类型,但悬挂性能较差。多连杆悬架可以提供较好的悬挂性能和车身控制,但结构复杂。独立悬架在后悬架系统中也可以应用,提供最高的悬挂性能和乘坐舒适性。
相关优化技术
轻量化设计
电动车的悬架系统设计需要考虑到车辆的动力性能和续航里程。轻量化设计可以减少悬架系统的质量,从而降低车辆的整体质量,提高车辆的续航里程。
主动悬架系统
主动悬架系统可以根据路面状况和驾驶员需求实时调整悬架系统的硬度和高度。这可以提高车辆的悬挂性能和乘坐舒适性。
智能控制系统
双叉臂悬架设计
双叉臂悬架设计
双叉臂悬架设计是汽车工程中的重要部分。它是一种独特的悬架系统,通过使用双叉形状的臂杆来连接车轮与车身。这种设计可以提供更好的悬架几何特性和悬挂性能,对汽车的操控、乘坐舒适性以及行驶稳定性等方面具有重要意义。
双叉臂悬架设计在汽车工程领域中扮演着重要的角色。通过合理的悬架几何布置和悬挂元件的选择,双叉臂悬架可以在车辆行驶过程中保持良好的稳定性和控制性能。它能够有效减少车辆在弯道行驶时的侧倾,提高车辆的操控性能。
此外,双叉臂悬架设计还可以提供更好的乘坐舒适性。通过合理的几何布置和悬挂元件的优化设计,双叉臂悬架可以有效减震并降低车辆通过凹凸路面时的颠簸感。这将为乘客提供更加平稳和舒适的乘坐体验。
总之,双叉臂悬架设计在汽车工程中具有重要性。它的良好悬挂性能和舒适性能对提高车辆的操控性能和乘坐舒适性都起到至关重要的作用。因此,深入研究和设计双叉臂悬架是汽车工程领域的一个重要课题。
双叉臂悬架是一种常见的汽车悬挂系统,其工作原理如下:
双叉臂悬架由两个控制臂组成,每个控制臂有一个连接到车身的环状接头和一个连接到车轮的球形接头。这种设计允许控制臂在垂直方向上移动,从而适应不同的路面条件和车辆动态。
当车辆行驶时,悬挂系统中的阻尼器和弹簧提供支撑和减震的功能。双叉臂悬挂通过控制臂的位置和角度来调节车轮的运动,以减少车身的摇摆和提供更平稳的驾驶体验。
双叉臂悬挂的优势在于其良好的悬挂性能和稳定性。由于可以独立控制车辆的减震和支撑系统,双叉臂悬挂能够提供更好的操控性和驾驶舒适性,尤其在高速行驶和急转弯等情况下。
汽车悬架理论与设计
➢
2023/7/25
车轮下跳时轮距应适当减小,减小量可以适当大一些, 一般说来,车轮下落-40mm,轮距减小量不宜超过 5mm
6wk.baidu.com
4. 实例分析
a. CA6440轮距变化趋势合理, 但变化量较大,其轮胎磨 损较同类型车快
悬架线刚度及其计算(与悬架型式导向机构杆件尺寸及 有关)——参看《汽车理论》 “汽车操纵稳定性”,此 处略
悬架的侧倾角刚度及其与悬架线刚度的关系(与悬架型
式导向机构杆件尺寸及有关)——参看《汽车理论》
“汽车操纵稳定性”,此处略
20
c. 侧倾力矩—包括以下三个部分:
悬挂质量离心力引起的侧倾力矩——计算方法参见《汽 车理论》‘“操纵稳定性”,此处略
e
M Fr
右转弯
➢ 汽车右转弯侧倾力矩MΦ 车身逆时针侧倾转动 左侧悬架压缩、右侧悬架 伸 张<=>左 车 轮相 对 车 身 上跳、右车轮相对车身下 落
Gs 压
Om 拉
➢ 若:左半轮距减小、右半
轮距增大偏移量e增大
加剧左悬架压缩、右悬架
拉 伸 Gs·e 增 加 车 身 侧
倾加大操纵稳定性变差
Fr—离心力; Gs—簧载重量;
汽车钢板弹簧悬架设计
汽车钢板弹簧悬架设计
汽车钢板弹簧悬架设计
引言
钢板弹簧悬架是汽车悬架系统中通用的一种。它具有结构简单、可靠耐用、维护方便等优点,已经成为了汽车悬架系统中不可少的一个组成部分。本文将探讨汽车钢板弹簧悬架设计的相关知识,包括设计原理、结构材料、设计参数等内容。
一、设计原理
汽车钢板弹簧悬架的设计原理是基于弹性和变形实现对汽车震动的吸收和减少。其基本原理就是利用钢板的弹性变形来吸收汽车在行驶过程中的震动。弹簧最基本的原理就是哈客定理,即移动的钢板弯曲,因而有了张力和弯曲的复合作用。钢板弹簧的弹力与材料尺寸、形状和弯曲角度等有关,形状越大、角度越大、宽度越宽,就越能产生弹射力,抗弯曲能力就越好。
二、结构材料
汽车钢板弹簧悬架的结构材料是弹簧钢板,它是一种高强度的钢板。弹簧钢板的化学成分比较复杂,其中含有较多的铬、钼、锰等合金元素,从而保证了钢板的强度和韧性。弹簧钢板的强度分为两种,一种是静载强度,即弹簧钢板未经过加载状态,所能承受的最大应力;另一种是动载强度,即弹簧钢板在
载荷加速状态下,所能承受的应力。在制造钢板弹簧悬架时,应根据车重、行驶条件、路面状况等因素进行设计选择材料。
三、设计参数
汽车钢板弹簧悬架的设计参数有弹簧高度、弹簧宽度、弹簧板厚等。弹簧高度是弹簧的有效长度,弹簧宽度是弹簧的有效宽度,应根据汽车底盘结构与弹簧安装方式选定。弹簧板厚直接影响钢板弹簧的强度和韧性,通常采用1.5mm到4mm的钢板材料加工制造。如果太薄,就不能在车载荷下承受高的撞击力;如果太厚,则不能很好地吸收地面颠簸,影响行驶舒适性。此外,还需要考虑弹簧孔距、总圈数、自由高度等因素,以达到最优的悬架系统设计效果。
悬架设计开题报告
悬架设计开题报告
悬架设计开题报告
悬架是汽车的重要组成部分,它直接影响着汽车的操控性、舒适性以及安全性能。在这篇开题报告中,我们将探讨悬架设计的相关问题,并提出一些可能的解决方案。
1. 悬架的作用和重要性
悬架系统是汽车底盘的重要组成部分,它主要起到支撑车身、减震和保持车轮与地面接触的作用。一个好的悬架系统能够提供稳定的操控性,减少车身的倾斜和震动,同时保持车轮与地面的接触,提高牵引力和制动性能。因此,悬架设计对于汽车的性能和安全性至关重要。
2. 悬架设计的挑战
悬架设计面临着一些挑战。首先,汽车的悬架系统需要在不同的路况下保持稳定性和舒适性。这意味着悬架系统需要能够适应不同的路面状况,如平整的公路、颠簸的乡间小道或崎岖的山路。其次,悬架系统需要考虑到车辆的重量分布和动力传输,以确保车轮与地面的接触力合适。此外,悬架系统还需要考虑到车辆的安全性,如防翻滚和碰撞保护等方面。
3. 悬架设计的解决方案
为了解决上述挑战,悬架设计可以采用多种解决方案。首先,可以使用不同类型的悬架系统,如独立悬架、扭力梁悬架或多连杆悬架等。这些不同类型的悬架系统具有各自的优点和适用范围,可以根据车辆的用途和需求进行选择。其次,可以使用可调节的悬架系统,如气动悬架或电子悬架。这些可调节的悬架系统可以根据不同的路况和驾驶需求进行调整,提供更好的操控性和舒适性。
此外,还可以采用先进的材料和制造工艺,如碳纤维材料或3D打印技术,以提高悬架系统的强度和刚度,同时减轻重量。
4. 悬架设计的未来发展方向
随着汽车技术的不断发展,悬架设计也将朝着更先进和智能化的方向发展。首先,随着电动汽车的普及,悬架系统需要适应电动汽车的特殊需求,如电池组的重量和位置。其次,随着自动驾驶技术的发展,悬架系统需要与其他车辆系统进行集成,以实现更高级别的自动驾驶功能。此外,悬架系统还可以与智能传感器和控制系统结合,实现主动悬架调节和预测性悬架控制,以提供更好的操控性和安全性。
汽车悬架造型流程设计
目录
序言 (1)
第一章我国悬架的现状与发展趋势 (2)
1.1我国悬架的现状与发展 (2)
第二章汽车悬架系统的概述 (5)
2.1悬架系统的组成与功能 (5)
2.1.1悬架的概念 (5)
2.1.2悬架的组成 (5)
2.1.3悬架的作用 (6)
2.2悬架的分类 (7)
2.2.1非独立悬架 (7)
2.2.2独立悬架 (8)
第三章悬架设计流程 (9)
3.1悬架设计流程概述 (9)
3.2钢板弹簧具体设计流程 (9)
3.2.1 钢板弹簧式悬架种类和结构 (9)
3.2.2 钢板弹簧设计的已知参数 (11)
3.2.3 钢板弹簧设计步骤 (11)
3.2.4 钢板弹簧的导向特性 (12)
参考文献 (13)
序言
汽车悬架是是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。悬架结构一般有弹性原件,导向机构和减震器组成。弹性原件又有钢板弹簧,螺旋弹簧,扭杆弹簧,空气弹簧等形式。悬架又分独立悬架和非独立悬架。悬架是汽车中的一个重要总成,它把车架与车轮弹性地联系起来,关系到汽车的多种使用性能。
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。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。
汽车设计悬架设计PPT课件
优选汽车设计悬架设计
2
第六章 悬架设计
§6-1 概 述 §6-2 悬架结构形式分析 §6-3 悬架主要参数的确定 §6-4 弹性元件的计算 §6-5 主动与半主动悬架系统
§6-1 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
2、选择要求及方法
1、使悬架系统由较低的固有频率 ➢汽车前、后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
➢因现代汽车的质量分配系数ε近似等于1,于是汽车前、后轴上 方车身两点的振动不存在联系
汽车前、后部分的车身的固有频率n1和n2(亦称偏频)可用下式表示
n 1 c 1 /m 1/2
1σ)0i为侧各倾片中弹心簧高的度预应力(N/mm2);
各钢片板自 弹由簧状总态成下在做自成由不状同态曲下率的半曲径率的半目径的R0是=L:2/使8H各0片厚度相同的钢板弹簧装配后能很好地贴紧,减少主片工作应力,使各片寿命接近
。有了hp以后,再选钢板弹簧的片宽b。
§矩6形-3断悬面架等主厚要钢参板数弹的簧确的定总惯性矩J0用下式计算
一若、主非 销独后立倾悬角架变和化独大立,悬容架易使转向轮产生摆振;
有式些中汽 ,车[σW的]缓为冲许块用装弯在曲减应振力器。上。
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。
载货汽车后悬架设计实例
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=15.76/c f
n: hz
c f : mm
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:
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
汽车底盘悬架结构设计是汽车制造的重要组成部分之一,其设计的稳定性、可靠性和舒适性直接影响驾驶的安全性和舒适性,并且对整车的性能有着重要的影响。因此,汽车底盘悬架结构设计中需要注意以下要点:
1. 悬架结构的类型选择
汽车底盘悬架结构一般包括独立悬架和非独立悬架两种类型。独立悬架具有较好的路面适应性和舒适性,但制造成本相对较高。非独立悬架在成本低廉的同时,也存在着路面适应性和舒适性难以保证的问题。所以,在设计时应综合考虑车辆使用场景和制造成本等因素来选择适合的类型。
2. 弹簧的选用
弹簧是悬架结构中的重要组成部分,其选用应根据悬架结构和整车质量来确定。常见的弹簧有螺旋弹簧和气垫弹簧等。螺旋弹簧简单、成本低廉,但在路面不光滑的情况下不能保证舒适性。而气垫弹簧则具有更好的路面适应性和舒适性,但成本较高。因此,在设计时应根据整车的使用场景和成本因素来选择合适的弹簧。
3. 阻尼器的设计
阻尼器是悬架结构中的另一个重要组成部分,其主要作用是控制车辆在运动中的弹性振动和减少车身的摆动,从而提高车辆的稳定性和乘坐舒适性。常见的阻尼器有液压式和气压式等。液压式阻尼器成本较低,在提高车辆稳定性方面表现较好;气压式阻尼器则在提高乘坐舒适性方面表现更优异。在设计时要根据整车使用场景和成本因素来选择相应的阻尼器类型。
4. 轮胎的设计
车辆的行驶安全和乘坐舒适性也与轮胎与地面的附着性密切相关。所以在悬架结构的设计中,要结合车辆使用场景和行驶安全因素来选择合适的轮胎。常见的轮胎类型有冬季胎、夏季胎、全季胎和运动轮胎等,可以根据不同的气候条件和使用场景进行选择。
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。
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
汽车悬置系统设计标准有哪些
汽车悬置系统设计标准有哪些
汽车悬架系统设计标准包括以下几个方面:
1. 载重能力:设计标准要求悬架系统能够承受车辆整备质量及额定载荷,并确保悬架系统在运行过程中不会失效或损坏。
2. 舒适性:悬架系统应具备良好的减震能力,能够有效地减少车辆在行驶过程中的颠簸感,提供乘坐舒适性。
3. 稳定性:悬架系统设计要求在车辆急转弯、行驶过程中具有良好的稳定性,能够保持车辆的姿态,并避免侧倾或失控。
4. 控制性:悬架系统设计要求能够使车辆具备良好的操控性能,能够快速、准确地响应驾驶员的操作,提供良好的操控感。
5. 可靠性:悬架系统设计要求能够在各种复杂的路况下正常工作,并保持长时间的稳定性和可靠性。
6. 安全性:悬架系统设计要求能够确保车辆在紧急制动或避让情况下稳定,避免侧滑、打滑或翻车等危险情况。
7. 经济性:悬架系统设计要求要考虑成本和效益,尽可能减少材料和零部件的使用,提高整体系统的寿命,降低维护和保养成本。
8. 环保性:悬架系统设计要求考虑所使用的材料和技术对环境的影响,尽可能减少对自然资源的消耗和环境污染。
总之,汽车悬架系统设计标准旨在提高汽车悬架系统的性能、可靠性、安全性和经济性,为车辆提供良好的行驶稳定性和乘坐舒适性。同时,还要考虑环境因素,减少对自然资源的消耗和环境的污染。这些标准是汽车制造行业必须遵守的基本规范,确保汽车悬架系统的质量和性能达到国际标准。
FSAE赛车悬架系统设计
探索更加智能的悬挂系统控 制策略,以适应更加复杂的 赛道和驾驶环境。
鼓励更多的学生参与FSAE赛 车设计和制造,培养更多的 专业人才。
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优秀案例介绍与分析
案例一:某大学FSAE赛车悬架系统设计
该案例中,设计团队采用了双叉臂式独立悬挂,通过优化设计,实现了悬挂系统的轻量化和高性能。在比赛中,该悬挂系统 表现出色,有效提升了赛车的操控性能和行驶稳定性。
优秀案例介绍与分析
案例二:某公司FSAE赛车悬架系统研发
该案例中,公司研发团队针对FSAE赛车的特点,设计了一种全新的悬挂系统。该系统采用了碳纤维复 合材料和高性能减震器,大幅减轻了车身重量,提高了响应速度和行驶稳定性。在多次比赛中,该悬 挂系统表现优异,为赛车赢得了多项荣誉。
性能优化与改进
优化目标确定
根据实际需求和性能要求, 确定悬架系统优化的目标, 如减小轮胎磨损、提高车 辆操控稳定性等。
优化方法选择
选择合适的优化方法,如 多目标优化、遗传算法等, 对悬架系统进行优化设计。
参数调整与改进
根据优化结果对悬架系统 参数进行调整和改进,以 提高车辆性能。
05
实际应用与案例分析
动力学分析
动力学分析
载荷转移分析
通过动力学分析,可以了解悬架系统 在不同工况下的动态特性,包括车轮 跳动时的动态响应、轮胎与路面之间 的相互作用等。
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一、悬架的静挠度
悬架的静扰度 是指汽车满载静止时悬架上的载荷Fw 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(2/9810s mm g =),代入上式得到: n=15.77/c f n: Hz
c f : mm
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,货车的前悬架偏频要求在
1.50~
2.10Hz 之间,因为货车主要以载货为主,所以选取频率为:1.8Hz. 由 n=15.77/c f 得, c f =76.7mm ,取c f =77mm
二、 悬架的动挠度
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:
d f =80mm
三、 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。
已知满载静止时负荷kg G 9340
1=。簧下部分荷重kg G u 12201=,由此可计算出单个钢板弹簧的载荷:
N g G G F u w 397882/8.9*)12209340(2/)(222=-=-=
因为2/)(222g G G F u w -=,c F f w c /=,c mg f c /=
mm f c 77=
代入公式,可得
C=516.7N/mm
4.2.1满载弧高 :
满载弧高a f 是指钢板弹簧装到车轴上,汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端连线间的高度差。常取a f =10~20mm.在此取:
mm f a 15=
4.2.2钢板弹簧长度L 的确定:
(1) 选择原则:
钢板弹簧长度是弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离。货车前悬架:L=(0.26~0.35)轴距,后悬架:L=(0.35~0.45)轴距。
(2) 钢板弹簧长度的初步选定:
根据经验L=0.35X 轴距=0.35X5300=1855mm ,并结合国内外货车资料,初步选定主簧主片的长度为1855mm =m L 。
4.2.3钢板弹簧断面尺寸的确定:
(1) 钢板弹簧断面宽度b 的确定:
有关钢板弹簧的刚度,强度可按等截面的简支梁计算,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的总惯性距0J 。对于对称式钢板弹簧
[]
E c kS L J 48/)(30δ-= 式中: S ——U 形螺栓中心距(mm )
k ——U 形螺栓夹紧(刚性夹紧,k 取0.5);
c ——钢板弹簧垂直刚度(N/mm ),c=c W f F /;
δ——为挠度增大系数。
挠度增大系数δ的确定:
先确定与主片等长的重叠片数1n ,再估计一个总片数0n ,
求得
01/n n =η,然后δ=1.5/[])5.01(04.1η+,初定δ。
对于弹簧:
L=1855mm
k=0.5
S=200mm
1n =3
0n =10
103
=η
δ=1.5/[])5.01(04.1η+=1.5/⎥⎦⎤
⎢⎣⎡⨯+⨯)1035.01(04.1=1.25
E=2.1510⨯N/4m m
计算主簧总截面系数0W :
0W [][]W W kS L F σ4/)(-≥
式中[]w σ为许用弯曲应力。[]w σ的选取:前弹簧和平衡悬架弹簧为350~450MPa 。后主簧为450~550N/2m m ,后副簧为220~250 N/2m m 。 w F =m F =39788N
L=1855mm
k=0.5
S=200mm
[]w σ=450 N/2m m .
再计算主簧平均厚度:
[]c
w p Ef kS L W J h 6)(/2200σδ-== =17.85mm 有了以p h 后,再选钢板弹簧的片宽b 。推荐片宽和片厚的比值在b/hp 在6~10范围内选取。
mm h b p 95.12485.17*77=== ,取整为125mm 。
通过查手册可得钢板截面尺寸b 和h 符合国产型材规格尺寸。
(3)钢板断截面形状的选择:
本设计选取矩形截面。
(4) 钢板弹簧片数的选择:
片数n 少些有利于制造和装配,并可以降低片与片之间的干摩擦,改善汽车的行驶平顺性。但片数少了将使钢板弹簧与等强度梁的差别增大,材料的利用率变坏。多片钢板弹簧一般片数在6~14片之间选取,重型货车可达
20片。用变截面少片弹簧时,片数在1~4选取。
根据货车的载荷并结合国内外资料初步选取本货车弹簧的片数为10片,
4.2.4 钢板弹簧各片长度的确定
先将各片的厚度i h 的立方值3
i h 按同一比例尺沿纵坐标绘制在图上,再沿横坐标量出主片长度的一半L/2和U 型螺栓中心距的一半s/2,得到A,B 两点,连接A ,B 两点就得到三角形的钢板弹簧展开图。AB 线与各片上侧边的交点即为各片的长度。如果存在与主片等长的重叠片,就从B 点到最后一个重叠片的上侧边断点连一直线,此直线与各片上侧边的交点即为各片长度。各片实,际长度尺寸需经圆整后确定。
各片厚度相等,用计算法计算:
因为弹簧主片长2120mm ,第1、2、3片等长,共10片,各片等厚,U 型螺栓夹紧距S=200mm ,所以按比例计算出其余各片长度。
第1、2、3等长,mm L L L 2120321===
第4片长:mm
S S L L 16482008/7)2001855(8/7)(4=+-=+-= 同理mm
S S L L 14412008/6)2001855(8/6)(5=+-=+-=
mm
S S L L 12342008/5)2001855(8/5)(6=+-=+-=
mm
S S L L 10272008/4)2001855(8/4)(7=+-=+-=
mm
S S L L 8212008/3)2001855(8/3)(8=+-=+-=
mm
S S L L 6142008/2)2001855(8/2)(9=+-=+-=
第10片长:mm
S S L L 4072008/1)2001855(8/1)(10=+-=+-=