悬架系统设计步骤分解

悬架系统设计步骤

在此主要是分析竞争车型的底盘布置。底盘布置首先要确定出轮胎、悬架形式、转向系统、发动机、传动轴、油箱、地板、前纵梁结构(满足碰撞)等，因为这些重要的参数，如轮胎型号、悬架尺寸、发动机布置、驱动形式、燃油种类等在开发过程中要尽可能早地确定下来。在此基础上，线束、管路、减振器、发动机悬置等才能继续下去

悬架选择

对各种后悬架结构型式进行优缺点比较，包括对后部轮罩间空间尺寸的分析比较，进行后悬架结构的选择。

常见的后悬架结构型式有：扭转梁式、拖曳臂式、多连杆式。

扭转梁式悬架

优点：

1.与车身连接简单，易于装配。

2.结构简单，部件少，易分装。

3.垂直方向尺寸紧凑。

4.底板平整，有利于油箱和后备胎的布置。

5.汽车侧倾时，除扭转梁外，有的纵臂也会产生扭转变形，起到横向稳定作用，

若还需更大的悬架侧倾角刚度，还可布置横向稳定杆。

6.两侧车轮运转不均衡时外倾具有良好的回复作用。

7.在车身摇摆时具有较好的前束控制能力。

8.车轮运动特性比较好，操纵稳定性很好，尤其是在平整的道路情况下。

9.通过障碍的轴距具有相当好的加大能力，通过性好。

10.如果采用连续焊接的话，强度较好。

缺点：

1.对横向扭转梁和纵向拖臂的连续焊接质量要求较高。

2.不能很好地协调轮迹。

3.整车动态性能对轴荷从空载到满载的变化比较敏感。

4.但这种悬架在侧向力作用时，呈过度转向趋势。另外，扭转梁因强度关系，允

许承受的载荷受到限制。

扭转梁式悬架结构简单、成本低，在一些前置前驱汽车的后悬架上应用较多。

拖曳臂式悬架

优点：

1.Y轴和X轴方向尺寸紧凑，非常有利于后乘舱（尤其是轮罩间宽度尺寸较大）

和下底板备胎及油箱的布置。

2.与车身的连接简单，易于装配。

3.结构简单，零件少且易于分装；

4.由于没有衬套，滞后作用小。

5.可考虑后驱。

缺点：

1.由于沿着控制臂相对车身转轴方向控制臂较大的长宽比，侧向力对前束将产生

不利的影响。

2.车身摇摆（body roll）对外倾产生不利影响；（适当的控制臂转轴有可能改善外

倾的回复能力，但这导致轮罩间宽度尺寸的减小。）

4.由于没有衬套，所有传递给车身的振动都是未经过滤的。

多连杆式悬架

优点：

多连杆式悬架能同时兼顾良好的乘坐舒适性和操纵稳定性，这种优点主要得益于其结构上具有下面这些几何特性：

1.利用多杆控制车轮的空间运动轨迹，能更好地控制车轮定位参数变化规律，得

到更为满意的汽车顺从转向特性。

2.受到侧向力时前束具有自动回正能力；

3.受到纵向力时前束具有自动回正能力。

4.车轮行驶时的外倾角回复能力。

5.通过障碍的轴距较大

6.能兼顾后轮驱动。

7.后轮驱动时的转向力控制。

缺点：

1.零部件数量多，制造加工困难。

2.试验调校工作复杂，且不便于调整，适应性较差。

3.对悬架几何尺寸的公差和弹性元件特性的要求较高。

4.单位质量的负荷能力较低（需要一个后副车架）。

5.对使用条件要求比较苛刻。

6.所占空间较大，影响后乘员舱和后底板的空间布置。

7.制造成本较高。

考虑到后悬架载荷的变化较前悬架大，一般的，前悬架结构选择时性能不优于后悬架。

簧上质量的值按大小顺序为：1）Beam Axle（刚性轴）；2）Twisted Axle(扭梁)；3）

簧下质量

Multilink Axle

在此引入“过强度系数”的概念：

同一平台车的最大质量，一般最大不超过1.35；否则在满足了最大质量的车型后，过强度系数=

同一平台车的最小质量

对最小质量的车型来说强度就显得过剩，带来的是成本的无谓增加。

悬架的设计总是与整车的设计紧密相连的，整车预布置通常包括动力总成的预布置和悬架的预布置。在基本确定了整车的总体尺寸、驱动型式、相应的轮胎、最小的目标转弯半径后就可以进行悬架的预布置了。

1.悬架的预布置

在悬架的预布置过程中主要考虑以下几点：

1.整车姿态

一般来说，整车姿态是通过悬架的布置来设定的，可以说悬架的布置决定了整车姿态。一旦整车姿态确定后，在以后更改就比较困难了。通常整车在满载状态下的整车姿态是0～0.5°之间。如下图所示：

整车姿态示意图

2.轮胎的跳动行程

轮胎行程根据车型的不同略有不同。通常在悬架的预布置过程中前后轮胎的行程按上跳、下跳各100mm考虑；越野车要大一些。在后期的调整中，由于后轴载荷变化较大，为了提高后排乘客的舒适性后悬架的行程取值要比前悬架的大。

还要考虑轮胎加装防滑链的要求。

3.驱动型式

驱动型式对悬架的影响主要在四驱的保护上。一般来说如果一款轿车后悬架采用了扭转梁结构，要保护四驱在总布置上就很困难了。

四驱布置的对比

4.导向杆的布置

对于导向杆的布置，纵向导向杆（或拖曳臂）设计布置时尽可能水平布置，以保证轮胎上跳或者回弹轴距变化尽可能的小；而横向推力杆（或横向摆臂）尽可能与后轴平行且左右对称布置。

2.前悬架的布置

前悬架的型式主要有非独立钢板弹簧悬架、麦弗逊独立悬架、双横臂独立悬架、多连杆独立悬架和双横臂独立悬架的一些变形。悬架在目前的轿车和部份的轻型客车、轻型货车的前悬架大多采用独立悬架，一般在整车设计之初就已确定了悬架的型式。下面以麦弗逊为例来说明一下前悬架的设计过程。

在前悬架的布置过程中主要从以下几点来考虑：

转向系统几何尺寸的确定

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