(完整版)三轴挂车空气悬架方案设计评审.doc

合集下载

空气悬架课程设计

空气悬架课程设计一、教学目标本课程旨在让学生了解空气悬架的基本概念、工作原理及其在汽车工程中的应用。

通过学习，学生应掌握空气悬架的关键技术，并能分析其在提高汽车行驶性能和舒适性方面的优势。

此外，学生将能够运用空气悬架的相关知识，解决实际工程问题。

在情感态度价值观方面，学生应培养对汽车工程技术的兴趣，增强创新意识和实践能力。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括空气悬架的基本概念、工作原理、关键技术和应用。

首先，介绍空气悬架的定义、发展历程和分类。

其次，讲解空气悬架的工作原理，包括气压调节、弹性元件和导向机构等。

然后，分析空气悬架的关键技术，如气压控制、悬挂调节和稳定性控制等。

最后，探讨空气悬架在提高汽车行驶性能和舒适性方面的优势和应用案例。

三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性，本课程将采用多种教学方法。

包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

在讲授基本概念和原理时，采用讲授法，清晰地传达知识点。

在分析空气悬架的关键技术和应用时，采用讨论法，引导学生主动思考和探讨。

通过案例分析法，使学生更好地理解空气悬架在实际工程中的应用。

此外，安排实验环节，让学生亲身体验空气悬架的工作原理和性能。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，本课程将选择和准备多种教学资源。

教材方面，选用《汽车工程》一书，系统地介绍空气悬架的相关知识。

参考书方面，推荐《汽车悬挂系统设计与应用》等书籍，为学生提供更深入的理论学习资料。

多媒体资料方面，制作PPT课件，生动展示空气悬架的工作原理和应用案例。

实验设备方面，准备空气悬架模型和相关测试仪器，为学生提供实践操作的机会。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试三个部分，以全面客观地评价学生的学习成果。

平时表现主要考察学生的出勤、课堂参与度和团队合作等方面，占总评的20%。

作业分为课后练习和项目报告，占总评的30%。

考试为闭卷笔试，内容涵盖课程所有知识点，占总评的50%。

空气悬架设计使用说明书chinese

图 1.1-4 此类空气悬架为全空气悬架系统，适用于大型公路客车后悬，采用两根纵向推力杆，两根斜向推力杆的四连杆结构，四气囊，四根减震器，一根横向稳定杆（图 1.1-4），左、右各有一只高度阀（图上未画出）。气囊、减振器、高度阀可选用进口或国产件。
中国公路车辆机械有限公司
第 5 页共 24 页
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
精瑞系列空气悬架产品使用说明书
e．大型公路客车后空气悬架系统
图 1.1-5 此类空气悬架为全空气悬架系统，适用于大型公路客车后悬，采用两根纵向推力杆，一根 V 型推力杆的四连杆结构，四气囊（图 1.1-5），四根减震器，左、右各有一只高度阀（图上未画出）。气囊、减振器、高度阀可选用进口或国产件。
中国公路车辆机械有限公司
第 4 页共 24 页
精瑞系列空气悬架产品使用说明书
c．大型公路客车前空气悬架系统
图 1.1-3 此类空气悬架为全空气悬架系统，适用于大型公路客车前悬，采用两根纵向推力杆，一根 V 型推力杆的四连杆结构，两气囊，两根减震器，一根横向稳定杆（图 1.1-3），一只高度阀（图上未画出）。气囊、减振器、高度阀可选用进口或国产件。 d．大型公路客车后空气悬架系统
3．产品的设计符合国情，适应恶劣路况能力强。在结构布置中避免应力的集中；零部件设计避免了使用中易产生不良响声的结构；

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=3000m2=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)fN前轮回正力矩系数(N.m/rad)rN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空气弹簧布置：在布置允许的情况下，尽可能把空气弹簧布置在车架以外，以便加大弹簧的中心距，提高汽车的横向角刚度。

1、前悬[1] 前桥参数：主销内倾角7.5°，主销后倾角0°。

[2] 满载前桥仰角：动力转向（楔铁3.7°+ 板簧1°=4.7°，增加回正力矩）；非动力转向（楔铁2°+板簧1°=3°）。

汽车空气悬架计算机控制系统设计(最终修改版)

汽车空气悬架计算机控制系统设计摘要由于在平顺性和车高控制上的诸多优点，越来越多的客车生产商已经开始使用电子控制空气悬架，通过控制弹簧刚度和减振器的阻尼来获得好的平顺性和操纵稳定性。

本文设计对汽车在制动、转向、加速、高速等工况下的空气弹簧刚度的调节来实现对悬架刚度的控制，在不同车速下对车高的调节以减少风阻。

通过介绍悬架的种类和特点，分析空气悬架当前发展状况，概述平顺性的研究内容，提出本文研究的主要内容和基本流程。

文中以简化的汽车1/4悬架模型为基础，通过分析刚度和系统频率对平顺性的影响，得出空气悬架的主要控制参数。

接着使用MATLAB/SIMULINK计算机仿真软件，模拟路面随机输入，仿真被动悬架及空气悬架的加速度变化，通过对比看出其优点。

MCS-96系列单片机在接口、抗干扰及运算速度方面的特点，使得其系列单片机在实现对悬架的控制方面有着较大的优势。

本文使用MCS-96系列单片机汇编语言编译控制程序，编写出各功能子系统程序段，以顺序执行指令模式运行，通过对各传感器的信号来判断行驶状况，从而输出对应的控制信号。

硬件使用80C196KC单片机。

关键字：空气弹簧电控悬架控制程序仿真单片机Air Suspension Control System DesignABSTRACTAs the car ride and the many advantages of high control, more and more bus manufacturers have begun using electronic control air suspension, by controlling the spring stiffness and damping shock absorbers to get a good ride comfort and handling stability.In this paper, we design to adjust the air spring stiffness to achieve the control of the suspension stiffness in the braking, steering, acceleration, speed and other working conditions. By adjusting the stiffness of the spring and shock absorber damping to reduce the wind resistance in high-speed condition. By introducing the suspension of the type and characteristics of the current development of air suspension, ride comfort of an overview of the contents of this paper presented the main content and basic processes. By simplifying the car 1 / 4 suspension model, analyzing the stiffness and system frequency on the Ride, come to the main control parameters of air suspension. Then use the MATLAB / SIMULINK simulation software to simulate the random road input, simulation passive suspension and air suspension, acceleration changes, by comparing to see its advantages.As the MCS-96 series MCU interface, interference, and the characteristics of computing speed, makes the MCS-96 family of single chip to achieve the control of the suspension has a big advantage. This article uses the MCS-96 Microcontroller assembly language compiler control procedures, the preparation of the segment of each functional subsystem, to order the implementation of instruction mode, the signal on each sensor to determine the operating conditions, and thus the corresponding output control signals. Use 80C196KC MCU.Keywords: air spring; ECAS; control procedures; SIMULINK; MCU目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................... I I 1 绪论.. (1)1.1 悬架概述 (1)1.2 悬架的分类 (1)1.3 主动悬架 (2)1.4 空气悬架发展与现状 (2)1.5 平顺性理论概述 (3)1.6 本文的主要内容 (4)2 空气悬架的工作原理及功能 (5)2.1 空气悬架工作原理 (5)2.2 空气悬架功能 (5)3 空气悬架系统 (7)3.1 空气悬架主要元件结构 (7)3.2 空气悬架输入输出部件 (7)3.3 空气悬架的具体工作方式 (13)4 空气悬架数学模型 (14)4.1 垂直刚度设计计算： (14)4.2 空气弹簧系统频率的计算 (14)4.3 单质量系统的自由振动 (15)5 系统控制流程 (16)5.1 总控制流程图 (16)5.2 各子系统流程图 (17)6 系统仿真计算 (24)6.1 MATLAB软件介绍 (24)6.2 路面激励谱 (25)6.3 SIMULINK计算仿真 (26)7 汇编程序设计 (30)7.1 MCS-96系列单片机的特点 (30)7.2 汇编语言程序工作原理 (30)7.3 硬件图 (32)本文总结 (35)参考文献 (36)注释 (37)附录 (38)谢辞 (45)1 绪论1.1 悬架概述悬架是汽车的重要组成部分，它把车体与车轴弹性地连接起来，并承受作用在车轮和车体之间的作用力，缓冲来自不平路面给车体传递的冲击载荷，衰减各种动载荷引起的车体振动。

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=0.7L2/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-=uG 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 。

1.垂直工况的核算1.1．由于采用全空气悬架系统，选用1007K1161205气囊（带腹腔），空气弹簧承受全部垂直负荷。

空气悬架设计实例

(4) 积极利用基于空气力和橡胶膜刚度的空气弹簧横刚度，空气弹簧也能兼作水平方向减振弹簧。
(5) 利用水平阀自动调整车高，即使车辆载重变化，也能保持正常的车高。因而，能够始终保持支持体的高度不变。
(6) 高频振动的绝缘性好，防噪声效果优异。
空气悬架设计实例
空气悬架的设计实例
・自动车高调节阀（水平阀）
・车用空气弹簧的具体设计实例⑤
阻尼力和频率、振幅的关系
频率 Hz
空气悬架设计实例
空气悬架的设计实例
・车用空气弹簧的具体设计实例⑥
大客车用，带节流孔的活塞-囊式空气弹簧
件号名称材料参数规格
①
橡胶气囊
②
带橡胶中间环
③ 限位档块
橡胶胎线橡胶 SS41 橡胶 SPCC
有效直径 D0ｍｍ最大外径 Dmaxmm 标准高 Hmm
橡胶 SPCC
标准高 Hmm
220 220
④ 活塞
SPCC, 限位档块间距
S25C
hmm
75
75
⑤ 紧固环 ⑥ 上面板
SPCC、 S25C SPCC, S25C
常用最大行程
拉伸 mm
140
压缩 mm
100
140 100
⑦ 橡胶密封橡胶 ⑧ 可变节流孔尼龙等
零件重量 kg
内部容积
ℓ
16.7 14.4
240 220 293 271 220 220
④ 活塞
SPCC, 限位档块间距
S25C
hmm
75
75
⑤ 紧固环 ⑥ 上面板
SPCC、 S25C SPCC, S25C
常用最大
拉伸 mm

空气悬架教案设计方案模板

课程名称：汽车工程与技术年级：高中课时：2课时教学目标：1. 知识目标：了解空气悬架的基本概念、构成及其与传统悬架的差异。

2. 能力目标：培养学生分析问题和解决问题的能力，提高学生的动手实践能力。

3. 情感目标：激发学生对汽车工程领域的兴趣，培养学生的创新精神和团队协作意识。

教学重点：1. 空气悬架的基本概念和构成。

2. 空气悬架与传统悬架的差异及其优势。

教学难点：1. 空气悬架的工作原理。

2. 空气悬架在实际应用中的优缺点。

教学准备：1. 多媒体课件。

2. 汽车模型或图片。

3. 实验器材：空气悬架系统、传感器、气泵等。

教学过程：第一课时一、导入1. 引导学生回顾汽车悬架系统的基本知识，激发学生对空气悬架的兴趣。

2. 提问：什么是汽车悬架？悬架系统由哪些部件构成？二、新课讲解1. 讲解空气悬架的基本概念，包括其定义、作用和特点。

2. 介绍空气悬架的构成，包括空气弹簧、减振器、电子控制系统和气泵等部件。

3. 对比分析空气悬架与传统悬架的差异，突出空气悬架的优势。

三、课堂互动1. 分组讨论：让学生分组讨论空气悬架在实际应用中的优缺点。

2. 课堂提问：针对空气悬架的工作原理和优缺点进行提问，引导学生思考和回答。

四、实验演示1. 展示空气悬架系统的工作原理和实验过程。

2. 演示空气悬架在实际应用中的效果，如提高驾乘舒适性、操控性等。

第二课时一、复习导入1. 回顾上一节课的内容，引导学生回顾空气悬架的基本概念和构成。

2. 提问：空气悬架与传统悬架相比有哪些优势？二、拓展讲解1. 讲解空气悬架在汽车中的应用领域，如豪华轿车、赛车等。

2. 分析空气悬架在实际应用中的挑战和解决方案。

三、课堂讨论1. 引导学生讨论空气悬架在未来汽车工程领域的发展趋势。

2. 分析空气悬架在节能减排、提高汽车性能等方面的潜力。

四、总结与作业1. 总结本节课的主要内容和重点。

2. 布置作业：要求学生查阅资料，了解空气悬架在实际应用中的案例，并撰写一篇报告。

挂车空气悬架标准依据

挂车空气悬架标准依据摘要：1.挂车空气悬架的定义和作用2.挂车空气悬架的国内外标准3.挂车空气悬架的性能要求4.挂车空气悬架的安装与维护5.挂车空气悬架的未来发展趋势正文：一、挂车空气悬架的定义和作用挂车空气悬架是指采用空气弹簧为弹性元件，用空气调节器控制空气弹簧的压缩空气量，从而实现对挂车车体的支撑和调节的一种悬架系统。

它具有舒适性、安全性和稳定性等优点，广泛应用于各类挂车中。

二、挂车空气悬架的国内外标准在我国，挂车空气悬架的设计、制造和检验等技术要求主要遵循GB/T 27838-2011《挂车空气悬架》标准。

此外，还需参照GB 1589-2016《汽车和挂车外廓尺寸、轴荷及质量限值》等其他相关标准。

在国际上，挂车空气悬架的标准主要由欧洲经济委员会（ECE）制定，如ECE R38-03《挂车空气悬架性能要求和试验方法》等。

三、挂车空气悬架的性能要求挂车空气悬架的性能要求主要包括：1.承载能力：空气悬架应能承受挂车最大设计质量，并保证在各种工况下的稳定性和安全性。

2.垂直刚度：空气悬架在正常使用范围内应具有一定的垂直刚度，以保证挂车的行驶稳定性。

3.侧倾刚度：空气悬架应具有一定的侧倾刚度，以保证挂车在行驶过程中具有良好的抗侧倾性能。

4.垂直振动衰减性能：空气悬架应具有较好的垂直振动衰减性能，以提高挂车的行驶舒适性。

5.耐久性能：空气悬架在规定的使用条件下应具有足够的耐久性能，以保证挂车的使用寿命。

四、挂车空气悬架的安装与维护1.安装：挂车空气悬架的安装应按照相关标准和厂家规定进行，确保安装质量。

2.维护：挂车空气悬架在使用过程中应定期检查和维护，发现问题及时处理。

维护内容包括清洁、润滑、检查空气弹簧、阀件等部件的工作状态，以及调整悬架高度等。

五、挂车空气悬架的未来发展趋势随着我国汽车工业的快速发展，挂车空气悬架技术也将不断升级和改进。

未来发展趋势包括：轻量化、智能化、节能环保等方面。

17-4.5空气悬架、油气弹簧设计

17-4.5空⽓悬架、油⽓弹簧设计4.5空⽓悬架、油⽓弹簧设计4.5.1空⽓悬架的设计空⽓悬架多应⽤于各类⼤型客车和⽆轨电车上，在⾼级轿车、长途运输重型载货汽车和挂车上也有所采⽤。

其弹性元件是由夹有帘线的橡胶囊或膜和冲⼊其内腔的压缩空⽓所组成。

这种悬架除弹性元件、减振器和导向机构外，⼀般还装有车⾝⾼度调节装置。

由于空⽓弹簧可以设计得⽐较柔软，因⽽空⽓悬架可以得到较低得固有振动频率，同时空⽓弹簧的变刚度特性使得这⼀频率在较⼤的载荷变化范围内保持不变，从⽽提⾼了汽车的⾏驶平顺性。

空⽓悬架的另⼀个优点在于通过调节车⾝⾼度使⼤客车的地板⾼度和载货汽车的货箱⾼度随载荷的变化基本保持不变。

此外，空⽓悬架还具有空⽓弹簧寿命长、质量⼩以及噪声低等⼀些优点。

空⽓悬架的不⾜之处在于：结构复杂，与传统的钢制弹性元件相⽐，需要增加压⽓机、车⾝⾼度调节器以及⽓阀等零部件；价格昂贵；空⽓弹簧尺⼨较⼤，不便于布置；需要专门的导向机构传递侧向⼒、纵向⼒及制动、驱动⼒矩。

正是由于这些原因，普通轿车上很少采⽤空⽓悬架。

戴姆勒—奔驰公司仅在其最⾼档的600系列轿车上才装有空⽓悬架。

按照结构特点，空⽓弹簧可以分为囊式和膜式两⼤类。

囊式空⽓弹簧结构相对简单，制造⽅便，但刚度较⾼，因⽽常⽤于⼤型客车、⽆轨电车和载货汽车，并且常配有辅助⽓室以降低弹簧刚度。

膜式空⽓弹簧刚度⼩，适合于⽤作轿车悬架，但同等空⽓压⼒和尺⼨下其承载能⼒⼩，并且动刚度会增⼤。

图4－17如图4—17所⽰，当在充满⽓体的空⽓弹簧上作⽤外⼒P 后，会引起弹簧的微⼩变形df ，相应的⽓体容积变化量为dV 。

由于囊壁变形所做的功与外⼒所作的功相⽐可以忽略，因⽽外⼒作的功Pdf 等于⽓体受压作的功dV p p a )(-dV p p Pdf a )(-= （4－39）式中p ——弹簧内空⽓的绝对压强；a p ——⼤⽓压强。

k ——⽓体常数，当汽车载荷缓慢变化时，弹簧内空⽓状态的变化接近于等温过程，可取k ＝1；当汽车在⾏驶过程振动时，弹簧内空⽓状态的变化接近于绝热过程，可取k ＝1.4；实际计算时，通常取k ＝1.2～1.4。

空气悬架设计

进行干涉量校核的零部件有：转向纵拉杆、转向横拉杆（对于独立悬架）、传动轴、空气弹簧活塞底座
等。为了减小干涉量，悬架导向杆系的当量杆与上述零部件的布置应依次遵循下列三原则：
a) 固定端同向。
b) 杆向平行。
c) 杆长相等。
推力杆的长度推荐长度在550--650mm之间，长度尺寸偏差1mm，杆直径公差IT13级，两端回转接头
参数。
R 设计完成输出：悬架系统装配图和零件图，总成物料明细，签订新增关键外购件技术协议。对关键件
如空气弹簧、高度阀、减震器、推力杆和 C 型梁指定供应商。
n 4.4 设计过程的节点控制要求 U 前期准备，方案布置，设计计算，绘制总成图，分解零部件图，汇总零部件明细，运动校核。
5 布置要求
根据总布置方案、车架结构尺寸、车桥结构尺寸确定空气悬架的布置方案。如果空间允许，空气弹簧的左右中心距尽量放大，提高横向稳定性。前悬架保证主销后倾角、后悬架保证主减速器倾角与总布置要求一致。要确保在整个空气弹簧行程中无锐边接触弹性元件。空气弹簧周围空间的直径必须保证比空气弹簧本身的最大外部直径多 25mm，以允许由于错位而产生的直径正常变大或变形。
在较好路面而且停放在平地上的大、中型客车
is 7.4.3 五阀：对于特大型的铰接式客车，一般采用前 1 中 2 后 2 的布置，也有采用前 2 （独立悬架）
中 1 后 2 的布置。 7.4.5 高度控制阀的安装：高度控制阀水平摆臂的臂长应³200 mm，臂端与柔性接头相连，可上下调
GB/T 3730.2 道路车辆质量词汇和代码
R GB/T 3730.3 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸
GB/T 13061 汽车悬架用空气弹簧橡胶气囊
n QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 U JX/T 1658-2002 吉象空气悬架设计评审技术条件

空气悬架系统设计

优秀完整毕业设计资料，欢迎下载借鉴！！！摘要本论文根据有关汽车模型简化的理论，在现有的四分之一模拟悬架机械装置的基础上，用空气弹簧代替普通螺旋弹簧设计空气悬架试验台系统。

本试验台实现的是悬架的刚度可调。

设计一个副气室，通过一个步进电机控制主、副气室间通路的大小来实现空气弹簧刚度的调节。

本试验台由空气压缩机、滤清器、安全阀、空气弹簧、减振器和其它的相关部件组成机械振动系统，由传感器、ECU和执行元件组成测控系统，利用传感器采集信号，通过计算机处理，控制高度阀和步进电机，从而使簧上质量的高度和振动频率都在一定的范围之内。

本论文首先进行了弹簧的选用并计算以及减振器、传感器、气动元件和步进电机的选用，然后是设计台架总体结构，布置信号采集装置以及校核重要零件，最后是画出总成的装配图、重要零件的零件图。

关键词：汽车振动；空气弹簧；可控空气悬架；悬架试验台AbstractThe thesis according to the theory which simplifies about the model of vehicle, on the base of a quarter car simulation suspension mechanism rig, the ordinary helical spring is replaced by an air spring, and the air suspension testing rig have been designed.The test rig put the suspension rigidity adjustment into practice. Designs an accessory airspace, controls the pipeline size between the main and the accessory airspace with the stepper motor and realizes the air spring variable stiffness. The mechanical vibrating system of the test rig is composed of the air compressor、the filter、the safety valve、the air spring、the shock absorber and other related parts, the measure and control system is composed of the sensor、ECU and the performance element. Using the sensor gathers signal, then the ECU analyses and controls the height valve and the stepper motor to make the height and the vibration frequency of the objects on the air spring in certain scope. The thesis has first carried on spring selection and calculates as well as the shock absorber, the sensor, the air operated part and the stepper motor selection, then designs the test rig structure, arranges signal gathering equipment and examine the important components, finally draws the assembly drawing and the detail drawings of the important parts.Key Words:Automobile vibration, Air spring, Controllable air suspension, The suspension test rig目录前言 (4)第一章绪论 (5)第二章汽车振动的简化及分析 (10)第三章空气悬架系统元件概述 (14)第四章信号采集、控制元件的选择 (21)第五章机械元件的设计、校核 (25)前言悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架(或车身)与车轴(或车轮)弹性地连接起来，主要功能是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩，并且缓和由不平路面传给车架(或车身)的冲击载荷，削弱由此引起的承载系统的振动，以保证汽车平顺的行驶。

三轴铰接空气悬架客车的侧倾校核

客　车　技　术　与　研　究第2期 BUS &COACH TECHNOLOGY AND RESEARCH No.2　2018作者简介:赵金龙(1971 ),男;高级工程师;主要从事客车产品的研发工作㊂三轴铰接空气悬架客车的侧倾校核赵金龙,童剑铭,曲金亮(中国重型汽车集团有限公司,济南　030051)摘　要:论述三轴铰接客车的侧倾中心㊁侧倾轴线的确定方法,提出拟合第二㊁第三轴的等效侧倾中心轴线的概念,并对某三轴铰接空气悬架客车进行侧倾校核㊂关键词:三轴铰接客车;空气悬架;侧倾校核;等效侧倾轴线中图分类号:U463.33+4.2 文献标志码:B 文章编号:1006-3331(2018)02-0014-02Rolling Check of a Three-axle Articulated Air Suspension BusZhao Jinlong,Tong Jianming,Qu Jinliang(China National Heavy Duty Truck Group Co.,Ltd,Jinan 030051,China)Abstract :This article discusses the determination method of roll center and roll axis of three-axle articula⁃ted bus,presents the concept of equivalent roll center axis fitting the second and the third axles,and checks the rolling of a three-axle articulated air suspension bus.Key words :three-axle articulated bus;air suspension;rolling check;equivalent roll axis 悬架的侧倾中心同时影响悬挂和非悬挂质量的运动状态,从而影响车辆的转向性能㊂乘坐侧倾角刚度过小的汽车,易缺乏舒适感和安全感;若侧倾角刚度过大,当车辆发生侧翻时乘客无法提前感知危险的发生,过大的侧倾角刚度也会使轮胎侧偏角增大[1]㊂三轴客车侧倾中心的设计及校核相对传统两轴客车较为复杂㊂本文就以已交付客户的18m 低入口双源无轨电车为例,依据悬架结构的各个参数确定悬架的侧倾中心,同时提出合并第二轴和第三轴,将三轴车简化为两轴传统车型,并通过确定等效侧倾中心轴线来验证车辆的行驶稳定性是否可靠;依托比较计算和实际验证,为多轴车辆提供一种侧倾校核的简化计算方法㊂1　空气悬架刚度计算整车满载总质量m a =28000kg,前轴轴载质量m 1=6500kg,支撑轴轴载质量m 2=10000kg,后轴轴载质量m 3=11500kg㊂第一轴至第二轴轴距L 1=5900mm,第二轴至第三轴轴距L 2=6100mm㊂前桥轮距B 1=2103mm,支撑桥轮距B 2=1890mm,后桥轮距B 3=1872mm㊂车轮静载半径R =446mm,满载时整车重心高度h g =1150mm㊂前空气悬架簧下质量m 1d =991.2kg,支撑桥空气悬架簧下质量m 2d =1525.4kg,后空气悬架簧下质量m 3d =1567.4kg㊂空气弹簧刚度C =K (P +P 1)×A 2/V +P ×δA /δs [2-3]空气弹簧相对内压P =G /A悬架偏频f =C /(G /9.8/1000)/2π式中:K 为多变指数,一般情况下K =1.33;A 为单个气囊有效面积;G 为单个气囊的簧上载荷;P 1为大气压,通常取0.1N /mm 2㊂本文所用的气囊均为康迪泰克715N 膜式气囊,活塞座为圆柱形㊂对于膜式空气弹簧,当活塞座为圆柱形时,δA /δs =0㊂查715N 气囊曲线图可知,在气囊内压P 0=7bar 时,气囊弹力F =35kN,则气囊的有效面积A =F /P 0=50000mm 2㊂在设计高度时,气囊的有效容积V 1=9.6×106mm 3,V 2=V 3=1.1×107mm 3㊂将上述数值带入公式,计算得:C 1=221.7N /mm,f 1=1.43Hz C 2=157.2N /mm,f 2=1.37Hz C 3=178.3N /mm,f 3=1.35Hz412　侧倾校核2.1　侧倾中心确定本文校核整车在给定侧向加速度下做稳态转向的侧倾情况[4]㊂由于前轴作为转向轴,所以本文提出将第二㊁第三轴等效为一轴的方案㊂由于所参考车型为低入口结构,前桥及支撑桥采用门式车桥,所以这两处侧倾中心很低,而由于后桥采用传统驱动桥,所以后悬处的侧倾中心高度较高㊂各悬架均为直推力杆+V型推杆式四连杆结构㊂找到V型推力杆的交点,即为各悬架的侧倾中心点㊂分别确定三轴车第一轴与第二轴之间的侧倾轴线O1O2,以及第二轴与第三轴悬架之间的侧倾轴线O2O3,如图1所示㊂图中O1为前悬架侧倾中心,距前轴距离L3=22mm,离地高度h1=200mm;O2为支撑桥悬架侧倾中心,距支撑轴距离L4=3mm,离地高度h2=211mm;O3为后悬架侧倾中心,距后轴距离L5=144.5mm,离地高度h3= 613mm;O′为第二轴和第三轴拟合后的侧倾力矩中心,通过O′将三轴车侧倾轴线拟合成两轴等效侧倾轴线O1O′㊂h′=h2+(h3-h2)㊃L′/L2L′=m3u㊃L2/(m2u+m3u)式中:h′为第二轴和第三轴拟合后的侧倾中心高度; L′为第二轴和第三轴拟合的侧倾中心到第二轴的距离;m2u㊁m3u分别为第二轴㊁第三轴簧上质量㊂带入数据可算出:h′=428.5mm,L′=3292mm㊂图1　等效悬架侧倾轴线示意图2.2　等效侧倾力臂计算根据悬架的结构布置,可算出整车的簧载质心高度S为:S=(m a㊃h g-m d㊃R)/m u=1270mm式中:m u为簧上质量,m u=m1u+m2u+m3u;m d为簧下质量,m d=m1d+m2d+m3d㊂整车的簧载质心距第一轴水平距离a为:a=(m2u L1+m3u(L1+L2))/m u=7074mm则等效侧倾力臂h为:h=S-h1-(a+L3)/(L1+L′+L3)(h′-h1)=894mm 2.3　侧倾角刚度计算1)稳定杆侧倾角刚度[5]㊂取稳定杆衬套影响系数为0.9,通过计算得知,前悬架横向稳定杆侧倾角刚度C s1=2.18×105N㊃m/rad,支撑桥悬架横向稳定杆侧倾角刚度C s2=1.07×105N㊃m/rad,后悬架横向稳定杆侧倾角刚度C s3=0.95×105N㊃m/rad㊂2)高度阀失效时整车的侧倾角刚度㊂前空气悬架左右气囊采用单高度阀控制,支撑桥及后桥空气悬架采用双高度阀分别控制左右侧气囊高度㊂当高度阀失效不起作用时,前空气悬架左右气囊管路是连通的,即前悬架空气弹簧的侧倾角刚度为0[6-8]㊂此时的整车侧倾角刚度Cφ1为:Cφ1=C s1+C2×D22/2+C s2+C3×D23/2+C s3式中:支撑桥悬架左右气囊中心距离D2=1562mm;后悬架左右气囊中心距离D3=1410mm㊂通过计算可知,Cφ1=7.89×105N㊃m/rad㊂3)高度阀正常工作时整车的侧倾角刚度Cφ2为: Cφ2=C1×D21/2+C s1+C2×D22/2+C s2+C3×D23/2+C s3式中:前悬架左右气囊中心距离D1=1285mm㊂通过计算可知,Cφ2=9.72×105N㊃m/rad㊂2.4　侧倾角校核结果本文取整车稳定转向时向心加速度为0.3g,侧倾角φ为:φ=V2gR㊃hCφ/G s㊃g-h式中:V2/R=0.3g,G s=23916kg则φ1=6.2°;φ2=4.7°㊂即在整车满载情况下,当高度阀失效时整车侧倾角约为6.2°,当高度阀正常工作时整车侧倾角约为4.7°㊂由此可知该车型在转弯行驶时,车身侧倾角的计算值能满足要求[9]㊂2.5　侧倾结果校验参考文献[1]中的计算方法,通过代入数据计算及画图得出h=872mm,则φ1=6°;φ2=4.6°㊂通过算法比较可知,本文提出的拟合第二㊁第三轴将三轴车简化为两轴传统车型的方案具有一定的可行性㊂ (下转第19页)51　第2期赵金龙,童剑铭,曲金亮:三轴铰接空气悬架客车的侧倾校核3)要设置放空管路,其放空口应位于车辆顶部,并应设置保护罩,以防止雨水㊁灰尘进入㊂4)在LNG 缓冲罐进入发动机的管路系统中应当设置低压滤清器,过滤管道系统中的铁屑㊁灰尘等杂质,以免对发动机造成损伤㊂5)由于LNG 的液气比较高,LNG 一旦泄漏将非常危险,所以供气系统管路不仅要进行气密性试验,同时还要进行低温冷试㊂另外还需要增加漏气报警装置,以提高其安全性㊂3　结束语天然气燃料汽车,与汽柴油汽车相比,具有一定的环保性,目前发展比较成熟,已形成了生产㊁储运㊁综合应用等完整的产业链㊂天然气汽车技术日益成熟,在市场上的占有率也越来越大,其相对汽柴油汽车的竞争优势也越来越明显㊂未来天然气在校车上的应用也会越来越普及㊂参考文献:[1]全国汽车标准化技术委员会.专用校车安全技术条件:GB24407-2012[S].北京:中国标准出版社,2012:4.[2]刘力楠,王玉红.LNG 供气系统在城市公交上的应用[J].大众科技,2014,16(5):46-47.[3]黄海波.压缩天然气汽车改装与维修[M].成都:四川科学技术出版社,1999:125-135.[4]‘汽车工程手册“编辑委员会.汽车工程手册[K].北京:人民交通出版社,2001:5-7.[5]辛康智.LNG 车供气系统的应用研究[J].陕西汽车制造,2008,4(6):7-8.[6]陆瑞轮.LNG 客车供气系统的安装设计[J].汽车零部件,2013,8(2):84-86.[7]袁仲荣.我国LNG 城市客车的发展前景[J].汽车零部件,2011,6(6):74-76.[8]全国天然气标准化技术委员会.液化天然气的一般特性:GB /T 19204-2003[S].北京:中国标准出版社,2003:1-2.[9]全国汽车标准化技术委员会.液化天然气客车技术要求:JT /T 1028-2016[S].北京:人民交通出版社,2016:2.[10]全国汽车标准化技术委员会.液化天然气汽车专用装置安装要求:GB /T 20734-2006[S].北京:中国标准出版社,2007:2.修改稿日期:2018-01-18(上接第15页)3　结束语本文通过计算,校核了该车型悬架设计方案在理论上的可行性㊂经客户实际运行路线验证,该车型的行驶及操纵稳定性㊁舒适性都得到了客户的认可,也同时验证了该简化算法的合理性㊂参考文献:[1]任文社.三轴客车侧倾中心线的确定及影响[J].客车技术与研究,2009,31(4):19-20.[2]罗凯杰.客车空气悬架刚度与阻尼匹配研究[D].合肥:合肥工业大学,2011.[3]郭延辉.低地板城市客车空气悬架设计[J].客车技术与研究,2008,30(6):15-17.[4]Thomas D.Gillespie.车辆动力学基础[M].赵六奇,金达锋,译.北京:清华大学出版社,2006.[5]许荣洲.互联空气悬架横向稳定杆特性研究与参数优化[D].镇江:江苏大学,2016.[6]杨国库.客车空气悬架高度控制阀种类及布置[J].客车技术与研究,2010,32(5):42-43.[7]翟维丽,杨兆升,张广世.汽车空气悬架高度控制阀动力学模型的研究[J].汽车技术,2006,37(5):12-15.[8]琚龙玉,任世恒,周扬扬,等.横向互联空气悬架车身高度调节模糊控制[J].重庆理工大学学报(自然科学版),2016,30(9):3-9.[9]刘惟信.汽车设计[M].北京:清华大学出版社,2001.修改稿日期:2017-12-2091　第2期李普尉:10m 液化天然气校车设计与开发。

空气悬架的设计要点word文档

空气悬架的设计要点一、采用空气悬架的目的――改善汽车使用性能1．改善平顺性，减小车轮对地面动载1）影响平顺性的三个主要系统：（1）轮胎（2）悬架（3）座椅2）影响车轮动载的主要因素：（1）轮胎刚度（2）悬架刚度与阻尼（3）簧上质量与簧下质量的比值2．空气悬架应达到较好的平顺性指标，才有被选用的价值（改善平顺性的同时，也减小了车轮动载）1）在B级路面，以50km/h匀速行驶，后轴上方座椅的垂直振动加速度响应Leg≤113dB（或按ISO2631计算耐疲劳限达到4－5h）。

2）偏频――单自由度系统自然振动固有频率（客车）：（1）板簧：95－105cpm(1.6-1.75Hz)；（2）气簧：①现阶段80－85cpm(1.3-1.4Hz)；②高级阶段（路面不平度进一步提高后）65－70cpm(1.1-1.16Hz)。

3）阻尼――理论上的阻尼比为0.33-0.35（1）按经验公式选择减振器复原阻力时取上限或超上限值；（2）有条件时，采用可调阻尼减振器，目前可供选择的有电磁流变改变粘度及继电器改变阻尼孔尺寸两种。

有手控、自控两类，按载荷及按路面不平度输入来调节。

4）抗侧倾能力，应在0.4g侧向加速度条件下,稳态侧倾角Φ≤5－6゜。

3．充分认识并利用空气悬架的优点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）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。

4）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。

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毕业设计(论文)开题报告完成；2．设计的目的及意义至少800字，基本内容和技术方案至少400字；3．指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发，阐述学生利用的知识、原理、建立的模型正确与否、学生的论证充分否、学生能否完成课题，达到预期的目标。

郑重声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

本人签名：日期：目录摘要 (1)Abstract (2)1绪论 (3)1.1悬架的概述 (3)1.2悬架的分类 (4)1.3悬架技术的研究现状及发展趋势 (5)2空气悬架结构 (7)2.1空气悬架结构简介 (7)2.2 空气悬架系统的工作原理8 ··························3 空气悬架系统结构方案设计 (10)3.1空气弹簧悬架与机械弹簧悬架比较 (10)3.2空气弹簧的种类及布置问题 (10)3.3高度控制阀 (11)3.4反弹限位 (13)3.5减振器 (13)3.6导向机构的选择及布置............................................................... . (14)4 悬架主要参数的确定 (16)4.1 大客车的结构参数 (16)4.2 悬架静挠度 (18)4.3 悬架动挠度 (18)4.4 悬架弹性特性 (19)5 弹性元件的设计 (20)5.1 空气弹簧力学性能 (21)5.2 高度控制阀 (22)6 悬架导向机构的设计 (24)6.1 悬架导向机构的概述及强度受力计算 (24)6.2 横向稳定杆的选择 (26)6.3 稳定杆的横向载荷及强度 (26)6.4 悬架及整车的刚度 (27)7 减振器机构类型及主要参数的选择计算 (30)7.1 减震器分类 (30)7.2减震器的选定及阻尼力的计算 (32)总结 (34)参考文献 (35)致谢 (36)摘要本设计书首先收集了悬架的一些知识，在此基础上提出了空气悬架优缺点。

三轴铰接空气悬架客车的侧倾校核

三轴铰接空气悬架客车的侧倾校核赵金龙;童剑铭;曲金亮【摘要】论述三轴铰接客车的侧倾中心、侧倾轴线的确定方法,提出拟合第二、第三轴的等效侧倾中心轴线的概念,并对某三轴铰接空气悬架客车进行侧倾校核.【期刊名称】《客车技术与研究》【年(卷),期】2018(040)002【总页数】3页(P14-15,19)【关键词】三轴铰接客车;空气悬架;侧倾校核;等效侧倾轴线【作者】赵金龙;童剑铭;曲金亮【作者单位】中国重型汽车集团有限公司,济南 030051;中国重型汽车集团有限公司,济南 030051;中国重型汽车集团有限公司,济南 030051【正文语种】中文【中图分类】U463.33+4.2悬架的侧倾中心同时影响悬挂和非悬挂质量的运动状态，从而影响车辆的转向性能。

乘坐侧倾角刚度过小的汽车，易缺乏舒适感和安全感；若侧倾角刚度过大，当车辆发生侧翻时乘客无法提前感知危险的发生，过大的侧倾角刚度也会使轮胎侧偏角增大[1]。

三轴客车侧倾中心的设计及校核相对传统两轴客车较为复杂。

本文就以已交付客户的18 m低入口双源无轨电车为例，依据悬架结构的各个参数确定悬架的侧倾中心，同时提出合并第二轴和第三轴，将三轴车简化为两轴传统车型，并通过确定等效侧倾中心轴线来验证车辆的行驶稳定性是否可靠；依托比较计算和实际验证，为多轴车辆提供一种侧倾校核的简化计算方法。

1 空气悬架刚度计算整车满载总质量ma=28 000 kg，前轴轴载质量m1=6 500 kg，支撑轴轴载质量m2=10 000 kg，后轴轴载质量m3=11 500 kg。

第一轴至第二轴轴距L1=5 900 mm，第二轴至第三轴轴距L2=6 100 mm。

前桥轮距B1=2 103 mm，支撑桥轮距B2=1 890 mm，后桥轮距B3=1 872 mm。

车轮静载半径R=446 mm，满载时整车重心高度hg=1 150 mm。

前空气悬架簧下质量m1d=991.2 kg，支撑桥空气悬架簧下质量m2d=1 525.4 kg，后空气悬架簧下质量m3d=1 567.4 kg。