汽车设计悬架设计

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三、前、后悬架方案的选择
采用的方案
➢前轮和后轮均采用非独立悬架； ➢前轮采用独立悬架，后轮采用非独立悬架； ➢前轮与后轮均采用独立悬架。
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1 前轮和后轮均采用非独立悬架
前、后悬架均采用纵置钢板弹 簧非独立悬架的汽车转向行驶 时，内侧悬架处于减载而外侧 悬架处于加载状态，于是内侧 悬架受拉抻，外侧悬架受压缩， 结果与悬架固定连接的车轴 （桥）的轴线相对汽车纵向中 心线偏转一角度α。如图a
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§6-3 悬架主要参数的确定
一、前后悬架的静挠度、动挠度的选择
1、概念
1)静挠度
2)动挠度
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fc=Fw/c。
指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 到其自由高度的1/2或2/3）时，车轮 中心相对车回（或车身）的垂直位移
车轮外倾角 与主销内倾 角均有变化
车轮外倾角 与主销内倾 角变化大
主销后倾角 变化大
轮距
变化小，轮 变化大，轮
胎磨损速度 胎磨损速度
慢
快
不变
有变化 变化不大
悬架侧倾角 刚度
较小，需用 横向稳定器
较大，可不 装横向稳定 器
较小，需用 横向稳定器
居单横臂式 和单纵臂式 之间
比较高
比较低
变化小
左、右轮同时跳 动时不变
变化很小
不变
较大，可不装横向稳定器
横向刚度
横向刚度大
横向刚度小 横向刚度较小
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
➢悬架占用的空间小；
优点
➢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
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；
占用高度空间小的悬架，则允许行李箱宽敞，而且底部平整， 布置油箱容易。
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悬架
双横臂式
单横臂式 单纵臂式 单斜臂式 麦弗逊式 扭转梁随动臂式
侧倾中心高 比较低
比较高
比较低
居单横臂和 单纵臂之间
车轮定位 参数的变化
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性。保证汽车的操纵稳定性。
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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
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➢对前轴，这种偏转使汽车不足转向趋势增加 ➢对后桥，则增加了汽车过多转向趋势
四、辅助元件
1.横向稳定器
轿车将后悬架纵置钢板弹簧的前部吊 耳位置布置得比后边吊耳低，于是悬 架的瞬时运动中心位置降低，与悬架 连接的车桥位置处的运动轨迹b所示， 即处于外侧悬架与车桥连接处的运动 轨迹是oa段，结果后桥轴线的偏离不 再使汽车具有过多转向的趋势。
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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
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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。但侧倾中心过高， 会使车身倾斜时轮距变化大，加速轮胎的磨损。
悬架设计
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
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§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
通过减小悬架垂直刚度，能降低车身振动固有频
率n nc/m s/2 ，达到改善汽车平顺性的目的。
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2.缓冲块
橡胶制造，通过硫化将橡胶 与钢板连接为一体，再经焊 在钢板上的螺钉将缓冲块固 定到车架（车身）或其它部 位上，起到限制悬架最大行 程的作用
多孔聚氨指制成 ，它兼有辅助弹性元件的作 用。这种材料起泡时就形成了致密的耐磨外层， 它保护内部的发泡部分不受损伤。由于在该材 料中有封闭的气泡，在载荷作用下弹性元件被 压缩，但其外廓尺寸增加却不大，这点与橡胶 不同。有些汽车的缓冲块装在减振器上。
件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。
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§6-2 悬架结构形式分析
一、非独立悬架和独立悬架
非独立悬架
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
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非独立悬架
独立悬架
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2）车轮定位参数的变化
若主销后倾角变化大，容易使转向轮产生摆振；若车轮外倾 角变化大，会影响汽车直线行驶稳定性，同时也会影响轮距的 变化和轮胎的磨损速度。
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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。
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1 非独立悬架
纵置钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置
优点
➢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
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2 独立悬架
➢簧下质量小；