悬架设计毕业设计开题报告

悬架设计毕业设计开题
报告
毕业设计(论文)开题报告题目： SUV汽车的设计---悬架部分
课题类别：设计□论文□
学生姓名：殷燕峰
学号： 200320050130
班级：交运03-01班
专业（全称）：交通运输（载运工具运用工程）
指导教师：徐桥生
2007年4月01日
二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：
汽车悬架现状
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，并能传递载荷、缓和冲击、衰减震振动以及调节汽车行驶中的称车身位置等，都保证汽车行驶的平顺性。

尽管一百多年来汽车悬架从结构型式到作用原理一直不断的演进，但从结构功能上、它都是有弹性元件、减振装置和到导向机构三部分组成。

（一）汽车悬架一般可分为两大类：非独立悬架和独立悬架。

1.非独立悬架
结构特点：两侧车轮安装在一根车轴的两端，车轴通过弹性元件与车架或车身相连，当一侧车轮因道路不平而跳动时，将影响另一侧车轮的工作。

适用于：负荷大的客车和货车
种类：(1)钢板弹簧非独立悬架
(2)螺旋弹簧非独立悬架[1]如图1
图1.非独立悬架
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。

2.非独立悬架型式
1.钢板弹簧式非独立悬架
板簧式非独立悬架主要由钢板弹簧和减振器组成[6]。

如图2 ：
2.螺旋弹簧式非独立悬架
螺旋弹簧非独立悬架由螺旋弹簧、减振器、纵向推力杆和横向推力杆组成。

常用于轿车的后悬架[6]。

如图3 ：
图2 钢板弹簧式非独立悬架示意图
图3 螺旋弹簧式非独立悬架
3.空气弹簧式非独立悬架
空气弹簧非独立悬架主要由囊式空气弹簧、压气机、车身高度调节控制阀、控制杆等组成。

采用空气弹簧悬架容易实现车身高度的自动调节[5] [7]。

如图4：
图4 空气弹簧非独立悬架示意图
4.空气弹簧式非独立悬架
油气弹簧非独立悬架主要由油气弹簧（兼起减振器作用）、横向推力杆、纵向推力杆等组成，推力杆起导向和传力的作用[2] [7]。

如图5：
(三).独立悬架型式
独立悬架
结构特点：结构复杂，造价贵，乘坐舒适性和操作
稳定性好，具有降低汽车重心，减小汽车造型受约束的效果
适用于：轿车
种类：
（1）.双叉式悬架
（2）.撑杆式悬架
a）全拖动臂式悬架
b）半拖动臂式悬架图2
图6.独立悬架
图5 矿用自卸汽车油气弹簧适宜图
优点：簧下质量小。

悬架占用的空间小。

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。

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。

1.横臂式独立悬架
其特点是当悬架变形时，车轮平面将产生倾斜而改变两侧车轮与路面接触点间的距离——轮距，致使轮胎相对于地面侧向滑移，破坏轮胎和地面的附着。

此外，这种悬架用于转向轮时，会使主销内倾角和车轮外倾角发生较大的变化，对于转向操纵有一定影响，故目前在前悬架中很少采用[1] [2] [7]。

如图7：
2.纵臂式独立悬架[7]，如图8：
图8
3.斜臂式独立悬架
图8 纵臂扭转梁式独立悬架 图7 戴姆勒-奔驰轿车单横臂后独立悬架示意图
单斜臂式独立悬架的结构介于单横臂和单纵臂之间，多用于后轮驱动汽车的后悬架上[7]。

如图9：
图9 福特Sierra轿车后悬架
(四). 多轴汽车平衡悬架
1.等臂式平衡悬架是三轴和四轴越野汽车上普遍采用的一种平衡悬架结构形式。

钢板弹簧的两端自由地支承在中、后桥半轴套管上的滑板式支架内。

这样，钢板弹簧便相当于一根等臂平衡杆，它以悬架心轴为支点转动，从而可保证汽车在不平道路上行驶时，各轮都能着地，且使中、后桥车轮的垂直载荷平均分配[6]。

如图10所示：
2.摆臂式平衡悬架主要用于6×2的货车上[6]。

如图11：
图10 三轴汽车中后桥平衡悬
图11 摆臂式平衡悬架示意图
（五）悬架的组成
组成：弹性元件、导向装置及减振器
一）东风EQ1092型汽车钢板弹簧悬架
前悬架[6]如图12
图12前悬架后悬架[6]如图13
图13 后悬架
二）减振器
作用：对悬架的上下运动施加适当的阻力，使车身与车架的振动衰减，吸收一部分来自路面的冲击，以改善汽车行驶时悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动，为改善汽车行驶平顺性，悬架中与弹性元件并联安装减振器，为衰减振动，汽车悬架系统中采用减振器多是液力减振器，其工作原理是当车架（或车身）和车桥间受振动出现相对运动时，减振器内的活塞上下移动，减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。

此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力，使汽车振动能量转化为油液热能，再由减振器吸收散发到大气中。

在油液通道截面和等因素不变时，阻尼力随车架与车桥（或车轮）之间的相对运动速度增减，并与油液粘度有关。

减振器与弹性元件承担着缓冲击和减振的任务，阻尼力过大，将使悬架弹性变坏，甚至使减振器连接件损坏。

因面要调节弹性元件和减振器这一矛盾。

(1) 在压缩行程（车桥和车架相互靠近），减振器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。

这时，弹性元件起主要作用。

(2) 在悬架伸张行程中（车桥和车架相互远离），减振器阻尼力应大，迅速减振。

(3) 当车桥（或车轮）与车桥间的相对速度过大时，要求减振器能自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受过大的冲击载荷。

在汽车悬架系统中广泛采用的是筒式减振器，且在压缩和伸张行程中均能起减振作用叫双向作用式减振器，还有采用新式减振器，它包括充气式减振器和阻力可调式减振器。

双向作用筒式减振器工作原理说明。

在压缩行程时，指汽车车轮移近车身，减振器受压缩，此时减振器内活塞3向下移动。

活塞下腔室的容积减少，油压升高，油液流经流通阀8流到活塞上面的腔室（上腔）。

上腔被活塞杆1占去了一部分空间，因而上腔增加的容积小于下腔减小的容积，一部分油液于是就推开压缩阀6，流回贮油缸5。

这些阀对油的节约形成悬架受压缩运动的阻尼力。

减振器在伸张行程时，车轮相当于远离车身，减振器受拉伸。

这时减振器的活塞向上移动。

活塞上腔油压升高，流通阀8关闭，上腔内的油液推开伸张阀4流入下腔。

由于活塞杆的存在，自上腔流来的油液不足以充满下腔增加的容积，主使下腔产生一真空度，这时储油缸中的油液推开补偿阀7流进下腔进行补充。

由于这些阀的节流作用对悬架在伸张运动时起到阻尼作用。

由于伸张阀弹簧的刚度和预紧力设计的大于压缩阀，在同样压力作用下，伸张阀及相应的常通缝隙的通道载面积总和小于压缩阀及相应常通缝隙通道截面积总和。

这使得减振器的伸张行程产生的阻尼力大于压缩行程的阻尼力，达到迅速减振的要求。

[2]如图14
图14 减振器
三）导向机构
在中型货车中由于钢板弹簧兼起弹性元件及导向机构的作用，所以不用单独设计导向机构。

四）横向稳定杆
在汽车的前悬架中由于钢板弹簧的刚度很大，变形小，抗侧倾能力强，所以不必单独设计横向稳定杆。

汽车悬架的发展趋势
(一).主动悬架主动悬架系统的刚度和阻尼特性能根据汽车的行驶条件进行动态自适应调节，是悬架系统始终处于最佳减振状态。

1.电子控制主动悬架
电子控制的主动式液压悬架能根据悬架的质量和加速度等，利用液压部件主动地控制汽车的振动。

主动式液压悬架在轿车上的布置如图所示，在汽车重心附近安装有纵向、横向加速度和横摆陀螺仪传感器，用来采集车身振动、车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号，这些信号被输入到控制单元ECU，ECU根据输入信号和预先设定的程序发出控制指令，控制伺服电机并操纵前后四个执行油缸工作[6]。

如图15：
如图15 主动式液压悬架控制图
但是这种悬架不太适合载重汽车，成本太高，后期使用费用也很高，舒适性不是载重汽车的主要要求。

2.可变特性悬架，如图16：
图16 可变特性悬架示意图
3.半主动悬架
半主动悬架与主动悬架的区别是，半主动悬架用可控阻尼的减振器取代了执行器。

因此它不考虑改变悬架的刚度，而只考虑改变悬架的阻尼。

半主动悬架无动力源，由可控的阻尼元件(减振器)和弹簧组成[6]。

如图17：
图17 无级式半主动悬架示意图图14。