127页PPT_汽车悬架设计(PPT127页)

b、c两项大的原因是： 转向行驶时，车轮与地面之间作用有侧向力FY1、 FY2 →简化作用到衬套上的力F1、F2和力矩M1、M2→在F1 和F2作用下衬套内、外侧相对移动，同时处于橡胶衬 套内径处的金属隔套突肩压紧橡胶衬套，使之纵向刚 度↑，扭转刚度↑。→减轻轴转向效应，操纵稳定性好。
第六章 悬架设计
板簧 寿命 好路 10～15万Km 坏路 1～1.5万Km 一般 4～5万Km
空气弹簧气囊寿命是板簧四倍.
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
五、辅助元件分析
1. 横向稳定器
通过减小悬架垂直刚度，能降低车身振动固有频率， 达到改善平顺性的目的。 但因为悬架侧倾角刚度和悬架垂直刚度之间是正比 关系，所以减小垂直刚度同时会减小侧倾角刚度， 并使车厢侧倾角增加，使乘员不舒服和降低了行车 安全感。 因此设置横向稳定器，在不增大垂直刚度条件下增 大悬架侧倾角刚度。 汽车转弯行驶时前后轴车轮负荷转移大小，主要取 决于前后悬架的侧倾角刚度。当前角刚度大于后角 刚度时，前轴车轮负荷转移大于后轴，并使前轮侧 偏角大于后轮侧偏角，以保证汽车有不足转向特性。
2. 三种匹配方式
2）前轮独立、后轮非独立
（1）目前轿车前轮多采用车轮上、下跳动时， 车轮定位参数变化小的麦弗逊式悬架，因而可以 保证前轮不易发生摆振现象，使汽车有良好的操 纵稳定性。
麦弗逊式悬架优、缺点见前述。除此之外，两前 轮装上麦弗逊式悬架以后，当主销轴线的延长线 与地面的交点位于轮胎胎冠印迹中心外侧时，具 有负主销偏移距rs，有利于制动稳定性
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
三三、、前、前后后悬悬架架方方案案的的选选择 择
1．1前. 前后悬后架悬的架匹的配匹方配案
悬架 前悬架 后悬架 方案
Ⅰ
非独立悬架
独立 非独立 Ⅱ
悬架 悬架
Ⅲ
独立悬架
备注
纵置钢板弹簧
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
三、前后悬架方案的选择
弹 性 元 件
导 向 装 置
减 振 装 置
横 向 稳 定 器
缓 冲 块
钢螺扭 空 油 橡 板旋杆 气 气 胶 弹弹弹 弹 弹 弹 簧簧簧 簧 簧 簧
非 独 立 悬 架
独 立 悬 架
平 衡 式 悬 架
交 联 式 悬 架
主 动 式 悬 架
第六章 悬架设计
汽车工程系
第一节 概述
三、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
∴4设. 计取时值应范使围n1<n2，即fc2<fc1
4． fc值∵取设值计设然范时计后围，时可先，算从先得为从f了c为。保了n证的保汽选证车定汽有范车良围有好见良的下好平表的顺平性，顺确性定，n确，定n，
然 后由
fc

5 n
式可算得fc，∴下面给出n的选定范围：
n
n1 HZ
n2 HZ 备注
车型
轿 普通级以下 1.00～1.45 1.17～1.58
几乎不占高度空间
尺寸
简单 简单
低
低
变
变化很
小
比较高 变化小
变化很小 较大 大 小 简单紧凑 不变
比较低 两轮同时跳 动不变
不变 较大 大 小 简单
变
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
二、独立悬架结构方式分析
①侧倾中心位置高，它到车身质心距离短，则侧倾力 臂及力矩小，车身侧倾角小。侧倾中心位置高，车身 侧倾时轮距变化大，轮胎磨损↑ ②主销后倾角变化大转向轮易摆振；外倾角变化大影 响直线行驶稳定性和轮距变化，轮胎磨损速度↑ ③轮距变化影响轮胎磨损速度 ④悬架侧倾角刚度影响车厢侧倾角大小 ⑤悬架横向刚度小，转向轮容易摆振 ⑥占用空间大小影响发动机布置、拆装的方便性
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
三、前后悬架方案的选择
2. 三种匹配方式
1）前、后轮采用非独立悬架
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
三、前后悬架方案的选择
2. 三种匹配方式
1）前、后轮采用非独立悬架
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
三、前后悬架方案的选择
汽车工程系
汽车悬架设计
第六章 悬架设计
汽车工程系
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节
概述 悬架结构形式分析 悬架主要参数的确定 弹性元件计算 独立悬架导向机构的设计 减振器 悬架的结构元件
第六章 悬架设计
汽车工程系
第一节 概述
一、功用
弹性连接车架（车身）与车轴（车轮） 传递作用在车轮与车架（车身）之间的一切力和力矩
∵分析证明了n1/n2<1时，车身纵向角振动要比n1/n2>1时小。 ∴设计时应使n1<n2，即fc2<fc1
c
1）第对六轿章车应悬保架证设有计良好的平顺性，即n低，大客车次之汽，载车货工程系
汽车居最后。
2）级别越高第的三轿车节n应越悬小架。 主要参数的确定
3）一f∵c2、<分fc1析悬证架明了静n1挠/n2<度1时fc，车身纵向角振动要比n1/n2>1时小。
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
五、辅助元件分析
2. 缓冲块
仅用来限制悬架最大行程的缓冲块，用半个椭圆形 橡胶硫化到钢板上制成。
兼有辅助弹性元件作用的缓冲块，用多孔聚氨脂制 作。它的特点是强度高、耐磨。
第六章 悬架设计
汽车工程系
第三节 悬架主要参数的确定
一、悬架第静三节 挠度悬架 fc主要参数的确定
车 高级
0.80～1.15 0.98～1.30
2. 三种匹配方式
1）前、后轮采用非独立悬架
纵置钢板弹簧优点： 1) 悬架结构简单 2) 维修保养方便 3) 在车上布置容易 4) 制造容易 5) 可传递各种力和力矩
纵置钢板弹簧缺点：
1) 质量大 2) 簧下质量大 3) 悬架弹性特性是线形的 4) 寿命短 5) 长度短，刚度大，平顺性
差
第六章 悬架设计
缓和路面传给车架（车身）的冲击载荷，缓和振动， 保证行驶平顺性
保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性， 保证汽车操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力
第六章 悬架设计
汽车工程系
第一节 概述
二二．、组成组成
弹弹性性元元件件、导向导装向置装减置振、器减缓振冲器块 、横向缓稳冲定块器和横向稳定器
悬架
轮距③
悬架侧倾角刚度
④
横向刚度⑤ 占用空间尺寸⑥
结构 成本 轴距
比较低 车轮外倾角，主 销内倾角都变化
变化小
较小，要横稳器
大 多
稍复杂 稍高 不变
比较高 车轮外倾 角，主销 内倾角变 化大 变化大
较大
大 少
简单 低 不变
比较低
主销后 倾角变 化大
居中 有变化
不变 变 化 不
大
较小，要 居中
横稳器
小
较小
3）前、后轮采3）用前独立、悬后架轮独立 轿车前轮用麦轿弗车逊前式轮悬架用，麦后弗轮逊用式扭转悬梁架随，动后臂式轮后用悬扭架转。梁随动臂
用的非常广泛。 式后悬架。用的非常广泛。
衬套形式 特点 隔振性能 隔声性能 衬套特性 对转向特性影响 安装衬套位置要求
传统橡胶衬套
各向异性橡胶衬套
良好 良好 各向同性 过多转向而且较大 没有
成本
低
高
应用
货 客 前后悬架 轿车 后悬架
轿车 轻货 客
越野车
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
二、独立悬架结构方式分析 二、不同形式独立悬架方案分析
导 向 机 构 形 双横臂式 式
单横臂式 单 纵 臂 单 斜 臂 麦弗逊式 扭 转 梁 随 动
式
式
臂式
特性 侧轻中心高度①、 车轮相对车身跳 动时，车轮定位 参数的变化②
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
三、前后悬架方案的选择
2. 三种匹配方式
1）前、后轮采用非独立悬架 上述优缺点是指一副钢板弹簧而言，如果前后轴 （桥）四个车轮都装有纵置钢板弹簧，对整车来 说又有下述缺点： （1）汽车转弯行驶有轴转向效应：对前轴增 加不足转向趋势；对后桥增加过多转向趋势。 为克服后者，轿车要求将后悬架的前吊耳位 置布置低些。 （2）前悬架采用纵置钢板弹簧，前轮容易摆 振，汽车操纵稳定性变坏。 应用：中、重型货车
形式 特点
非独立悬架
独立悬架
备注
结构 制造
简单 容易
复杂 稍难
非独立悬架指纵置钢板 弹簧而言
工作
可靠
维修 汽车平顺性 簧下质量 于不平路段，车身倾
斜 轴转向特性 占用空间
方便 较差 大
大
有 大
困难 好 小
小
没有 小
钢板弹簧长度短，刚度 大，独立悬架弹性元件 只受垂直力，刚度小 钢板弹簧在不平路段或 转弯行驶都有轴转向， 并使汽车有过多转向
（身）连接
架（身）连接
第六章 悬架设计
第一节 概述 2四．、独分立悬类架—的—分独类立悬架
汽车工程系
横臂式
纵臂式
单斜麦弗扭转
双 横 单 横 单 纵 双 纵 臂式 逊式 梁 随
臂式 臂式 臂式 臂式
动臂
式
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
一、非独立第悬二架节和独悬立架悬结架构分析 一．非独立悬架和独立悬架
良好 良好 各向异性 可防止产生过多转向① 有（方向不能错）
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
三、前后悬架方案的选择
2. 三种匹配方式
3）前、后轮独立——橡胶衬套
因橡胶衬套横截面方向上，按对角线方向开有楔形孔。结 果在不同方向衬套的刚度不一样。即：在汽车纵轴线方向 衬套的刚度小；衬套的纵向刚度大；衬套的总扭转刚度大
第六章 悬架设计
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第二节 悬架结构形式分析
（ 簧非 2）独三前立悬悬、架架前采时用，后双可横悬通臂过架式将独双方立横案悬臂架中的、的后选上悬横择架臂采支用承纵轴置销钢的板轴线布弹
置 处成 ，前 使高 制后 动2.低 时三状 车种， 身使 纵匹悬 倾配架 减的 少方纵 ，式向 达运 到动 保瞬 持心 车位 身于 有能 良减 好少 的制 稳动 定前 性俯 能角。
一 1.f1、c定.f义定c ：义：是指汽车满载静止时，悬架上的载荷 f即 2c．是fF2c影指 =.WF响汽W影与/选车 C 取响满此f载c的因时静因止素素悬时，架悬刚架上度的载C荷之FW与比此。时悬即架刚fc度=CF之W比/。C
fc 因素
汽车平顺性
要求 fc 取
n 5 fc
大C FW fc
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
三、前后悬架方案的选择
2. 三种匹配方式
2）前轮独立、后轮非独立
（2） 前悬架采用双横臂式独立悬架、后悬架采 用纵置钢板 弹簧非独立悬架时，可通过将双 横臂中的上横臂支承轴销的轴线布置成前高后低 状，使悬架的纵向运动瞬心位于能减少制动前俯 角处，使制动时车身纵倾减少，达到保持车身有 良好的稳定性能 。
较小 ←—
←— 小 非线 性 复杂 ←—③ 较长 高
←— 小② ←—
←— ←—③ 长 ←—
车身高度 车上布置
容易
←—
←— ←—
空气 油气 弹簧 弹簧
最大 较大
小 小 ←—
较小① 较大 ←—
←— 困难 ←— 密封 好 可调 困难
←— ←— ←— ←—
←— ←—
橡胶 弹簧
←—
小 小 ←—
←—
易老化
第六章 悬架设计
备注 fc 大，n↓
少碰缓冲块 紧急制动汽车前俯角小 转弯行驶减小侧倾角
小
前俯fc 角 小小，C↑变形小
车厢侧倾角小
小Leabharlann fc 取小，C↑ 小纵置钢板弹簧长度短
小
第六章 悬架设计
汽车工程系
第三节 悬架主要参数的确定
一、悬架静挠度fc
3. 选取原则
1）对轿车应保证有良好的平顺性，即n低，大客车次之，载货汽 车最后。 2）级别越高的轿车n应越小。 3）fc2<fc1
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
第六章 悬架设计
三．分类
第一节 概述
四、1．分悬类架的分类
分类
非独立悬架
简图
汽车工程系
独立悬架
结构特点
左右车轮用一根整体轴 左右车轮用各自的轴
连接，再经悬架与车架 和悬架再经悬架与车
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
四、弹性元件分析
①变厚少片簧比多片减少20%～40%的质量； 油气弹簧比多片钢板弹簧轻50% ②扭杆弹簧本身固定在车架上，∴簧下质量小。 ③板簧轴销处要求每天或行驶500公里保养一次，即加 注润滑脂。 ④板簧在交变应力作用下，并有污泥、浊水腐蚀，易 产生细而深裂纹→疲劳裂纹。
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
四、弹性元件分析 四．弹性元件结构分析
形式 特点
钢板弹簧 多片 变厚少片
螺旋 扭杆 弹簧 弹簧
单位质量贮 能量 质量 簧下质量 悬架弹性特 性 悬架结构 维修与保养 寿命④ 制造要求
最小
大 大 线性
简单 方便③ 短 不高
←—
较小① 较小 ←—
←— ←—③ ←— ←—