汽车设计悬架设计(技术分享)

率n n c / ms / 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。
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。
通过减小悬架垂直刚度，能降低车身振动固有频
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
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
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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
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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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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。
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；
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
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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
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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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§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
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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。
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。
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
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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；
➢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
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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 性。保证汽车的操纵稳定性。
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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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
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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 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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➢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