第六章-悬架设计PPT课件
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第6章悬架设计
4）横向刚度 悬架的横向刚度ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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； 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。
24
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
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
汽车设计
三、前、后悬架方案的选择 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。
26
汽车设计
1 前轮和后轮均采用非独立悬架
轴转向效应
27
汽车设计
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
45
汽车设计
五、悬架侧倾角刚度及其在前、后轴的分配 悬架侧倾角刚度：指簧上质量产生单位侧倾角时， 悬架给车身的弹性恢复力矩。 要求在侧向惯性力等于0.4倍车重时，乘用车车身 侧倾角2.5°~ 4°，货车车身侧倾角不超过6°~ 7°。 应使前悬架具有的侧倾角刚度略大于后悬架的侧 倾角刚度。对乘用车，前、后悬架侧倾角刚度的比 值一般为1.4～2.6。
46
汽车设计
§6-4 弹性元件的计算
38
汽车设计
三、悬架弹性特性 1、定义
悬架受到垂直外力F与由此所引起的车轮中心 相对于车身位移f（即悬架的变形）的关系曲线 。 2、分类
线性弹性特性、非线性弹性特性 1)线性弹性特性 定义: 悬架变形f与所受垂直外力F之间成固定比例 变化，弹性特性为一直线，悬架刚度为常数 。
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； 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。
24
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
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
汽车设计
三、前、后悬架方案的选择 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。
26
汽车设计
1 前轮和后轮均采用非独立悬架
轴转向效应
27
汽车设计
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
45
汽车设计
五、悬架侧倾角刚度及其在前、后轴的分配 悬架侧倾角刚度：指簧上质量产生单位侧倾角时， 悬架给车身的弹性恢复力矩。 要求在侧向惯性力等于0.4倍车重时，乘用车车身 侧倾角2.5°~ 4°，货车车身侧倾角不超过6°~ 7°。 应使前悬架具有的侧倾角刚度略大于后悬架的侧 倾角刚度。对乘用车，前、后悬架侧倾角刚度的比 值一般为1.4～2.6。
46
汽车设计
§6-4 弹性元件的计算
38
汽车设计
三、悬架弹性特性 1、定义
悬架受到垂直外力F与由此所引起的车轮中心 相对于车身位移f（即悬架的变形）的关系曲线 。 2、分类
线性弹性特性、非线性弹性特性 1)线性弹性特性 定义: 悬架变形f与所受垂直外力F之间成固定比例 变化，弹性特性为一直线，悬架刚度为常数 。
《悬架设计》课件2
THANKS
复合材料
利用碳纤维、玻璃纤维等复合材料，提高悬架刚 度和强度，同时减轻重量。
智能材料
运用压电陶瓷、形状记忆合金等智能材料，实现 悬架的自适应调节和主动控制。
智能化技术在悬架设计中的应用
传感器技术
辅助驾驶系统
利用传感器实时监测车辆行驶状态和 路面状况，为悬架系统提供精确的数 据支持。
结合雷达、激光雷达、摄像头等技术 ，实现悬架的主动调节，提升驾驶安 全性和舒适性。
性能特点
该货车悬架系统具有较大 的承载能力和刚度，确保 车辆在重载情况下仍具有 良好的行驶稳定性。
设计优化
通过合理设计钢板弹簧的 形状和刚度，降低车辆自 重和提高燃油经济性，同 时保证货车的承载能力。
06
未来悬架设计展望
新材料在悬架设计中的应用
轻量化材料
采用高强度钢、铝合金等轻量化材料，降低悬架 重量，提高车辆燃油经济性和操控性能。
悬架的性能要求
刚度与阻尼
悬架需具备合适的刚度与阻尼，以 实现良好的缓冲减震效果。刚度决 定了悬架的支撑强度，而阻尼则影
响减震性能。
侧倾刚度
为了维持车身姿态稳定，悬架还需 具备足够的侧倾刚度，以抵抗车身
侧倾。
纵向刚度与横向刚度
纵向刚度影响车辆纵向稳定性，横 向刚度则影响车辆操控稳定性。
适应性与可靠性
悬架的定义与功能
缓冲减震
吸收和缓冲来自路面的冲击，提高乘坐 舒适性。
传递力矩
将地面施加在车轮上的力和力矩传递到 车身，同时将驾驶控制信号传递给车轮 。
维持车身姿态
保持车身姿态稳定，防止过大的颠簸和 摇摆。
适应路面变化
通过调节减震器和弹簧等元件的参数， 适应不同路面状况和驾驶需求。
6第六章悬架设计(更新版)
• 双横臂式：
• 两摆臂长度可以相等，也可以不等。不等长的双横 臂式独立悬架在轿车前轮上，应用较广泛。上下两 摆臂不等长，选择长度比例合适，可使车轮和主销 的角度及轮距变化不大。不等臂双横臂上臂比下臂 短。当汽车车轮上下运动时，上臂比下臂运动弧度 小。这将使轮胎上部轻微地内外移动，而底部影响 很小。这种结构有利于减少轮胎磨损，提高汽车行 驶平顺性和方向稳定性。这种独立悬架被广泛应用 在轿车前轮上,如红旗CA7560 。双横臂的臂有做成A 字形或V字形，V形臂的上下2个V形摆臂以一定的距 离，分别安装在车轮上，另一端安装在车架上。
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 件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和 寿命。
§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
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
弹性元件的选择
四、辅助元件 1.横向稳定器
通过减小悬架垂直刚度，能降低车身振动固有频率 n n c / m / 2 ，达到改善汽车平顺性的目的。 但悬架的侧倾角刚度C和悬架垂直刚度c之间是正比 关系，所以减小垂直刚度使侧倾刚度也减小，必使 车厢侧倾角增加，结果车厢中乘员会感到不舒适并 降低了行车安全感。
麦弗逊式悬架 橡胶支承（相当于上球铰 的作用）
螺旋弹簧、 减振器 转向拉杆
转向节
横摆臂（联车身）
下铰链（转向节与 横摆臂连接）
弹性元件
减振器 转向节
摆臂 一汽奥迪100型轿车前悬架
摇臂轴线 4 斜 置 单 臂 式悬 架 （简 介） 这种悬架是单横臂 和单纵臂独立悬架的折 衷方案。其摆臂绕与汽 车纵轴线具有一定交角 的轴线摆动，选择合适 的交角可以满足汽车操 纵稳定性要求。这种悬 架适于做后悬架。
汽车悬架知识ppt课件
减震器
减振器
前桥
弹簧
车桥
弹性元件
纵向导向杆
三：振动频率：
据力学分析可知，如将汽车看成一个在弹性悬架上作单自由度 振动的质量，则其自振动率：
C=M×g / f
f：悬架垂直变形挠度 M：悬架簧载质量 簧载质量 悬架的性能指标体现在：自振频率（n）：取决于 悬架刚度
要求在设计悬架时，其自振频率应与人体步行时身体上、下 运动的频率相接近，在1～1.6HZ 的理想范围内。
3、当车桥与车架之间的相对速度过大时，减振器应能自动加大液流通道截面积，
使阻尼力保持在一定限度内。
车架
减震器
三、 减振器的分类：
按其作用方式不同分为：
车桥
弹性元件
1：双向作用减振器：在压缩、伸张两行程中均起减振作用。 2：单向作用减振器：仅在伸张行程中起减振作用。
1、双向作用筒式减振器
结构：
活塞杆 储油钢桶
伸张行程：当汽车掉入凹坑时，车轮下跳，
减振器受拉伸活塞上移。
上腔容积减少，油压 升高，油液推开伸张 阀，流入下腔。
车架 减震器
车桥
弹性元件
由于活塞杆占去一 定空间，所以自上 腔流入的油液不足 以充满下腔容积的 增加。储油缸中油 液推开补偿阀流入 下腔补充。
由于各阀门的节流作 用，便造成对悬架伸 张运动的阻力，使振 动能量衰减。
防尘罩 导向座
伸张阀
流通阀
活塞
压缩阀
补偿阀
工作原理
压缩行程：当汽车滚上凸起或滚出凹坑时，车轮靠近车架。
下腔容积减少， 油压升高，油液 推开压缩阀，流 入储油缸。
车架 减震器
车桥
弹性元件
容积减少，油压升 高，油液打开流通 阀，经过流通阀流 入上腔。
汽车悬架设计课件
汽车悬架设计课件
目录
• 汽车悬架概述 •化设计 • 汽车悬架发展趋势与挑战 • 汽车悬架设计案例分析
01
汽车悬架概述
悬架的定义与作用
悬架定义
汽车悬架是连接车轮与车身的机构， 负责承受和缓冲来自路面的冲击，传 递纵向力、侧向力和力矩，保持车轮 与路面始终贴合，确保车辆行驶平顺 性和操纵稳定性。
悬架分类
根据结构和工作原理的不同，汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两大类。非独立悬架一般用于货车和部分轿 车，结构简单，成本较低；独立悬架则广泛应用于轿车和SUV等车型，能够更好地隔离两侧车轮之间的振动，提 高行驶平顺性和操控稳定性。
悬架的性能要求
刚度与阻尼
悬架的刚度与阻尼是影响车辆行驶平顺性和操控稳定性的关键因素。刚度决定了悬架的支 撑力，阻尼则影响减震效果。合适的刚度与阻尼能够使车辆在行驶过程中保持稳定，减小 振动和噪音。
02
汽车悬架设计基础
悬架设计流程
确定设计目标
明确悬架系统的性能要求，如舒 适性、稳定性、承载能力等。
初步设计
根据车辆参数和性能要求，进行 悬架结构的初步设计。
硬点确定
根据初步设计结果，确定悬架硬 点坐标，包括各部件的安装位置
。
优化与改进
根据分析结果，对悬架设计进行 优化和改进。
动力学分析
进行动力学分析，评估悬架性能 ，如侧倾刚度、纵向刚度等。
06
汽车悬架设计案例分析
某轿车前悬架设计案例
悬架类型
麦弗逊式独立悬架
结构特点
采用下控制臂和减震器分离的设计，提高了车辆操控性和舒适性。
优点
结构简单，占用空间小，制造成本低。
缺点
横向刚度较小，对侧向力承受能力有限。
目录
• 汽车悬架概述 •化设计 • 汽车悬架发展趋势与挑战 • 汽车悬架设计案例分析
01
汽车悬架概述
悬架的定义与作用
悬架定义
汽车悬架是连接车轮与车身的机构， 负责承受和缓冲来自路面的冲击，传 递纵向力、侧向力和力矩，保持车轮 与路面始终贴合，确保车辆行驶平顺 性和操纵稳定性。
悬架分类
根据结构和工作原理的不同，汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两大类。非独立悬架一般用于货车和部分轿 车，结构简单，成本较低；独立悬架则广泛应用于轿车和SUV等车型，能够更好地隔离两侧车轮之间的振动，提 高行驶平顺性和操控稳定性。
悬架的性能要求
刚度与阻尼
悬架的刚度与阻尼是影响车辆行驶平顺性和操控稳定性的关键因素。刚度决定了悬架的支 撑力，阻尼则影响减震效果。合适的刚度与阻尼能够使车辆在行驶过程中保持稳定，减小 振动和噪音。
02
汽车悬架设计基础
悬架设计流程
确定设计目标
明确悬架系统的性能要求，如舒 适性、稳定性、承载能力等。
初步设计
根据车辆参数和性能要求，进行 悬架结构的初步设计。
硬点确定
根据初步设计结果，确定悬架硬 点坐标，包括各部件的安装位置
。
优化与改进
根据分析结果，对悬架设计进行 优化和改进。
动力学分析
进行动力学分析，评估悬架性能 ，如侧倾刚度、纵向刚度等。
06
汽车悬架设计案例分析
某轿车前悬架设计案例
悬架类型
麦弗逊式独立悬架
结构特点
采用下控制臂和减震器分离的设计，提高了车辆操控性和舒适性。
优点
结构简单，占用空间小，制造成本低。
缺点
横向刚度较小，对侧向力承受能力有限。
第六章-悬架设计PPT课件
2021
25
3、 fd要合适,根据不同的车在不同路面条件造
➢以运送人为主的轿车对平顺性的要求最高，大客车次之，载货车更 次之。
➢对普通级以下轿车满载的情况，前悬架偏频要求1.00~1.45Hz， 后悬架则要求在1.17~1.58Hz。
➢原则上轿车的级别越高，悬架的偏频越小。 ➢对高级轿车满载的情况，前悬架偏频要求在0.80~1.15Hz，后悬
起的弹簧变形
2021
34
3）钢板断面尺寸及片数的确定
a.钢板断面宽度b的确定
有关钢板弹簧 的刚度、强度等，可按等截面简支梁的计算公式 计算，但需引入挠度增大系数δ加以修正。因此，可根据修正后 的简支梁公式计算钢板弹簧所需要的总惯性矩J0。对于对称钢板 弹簧
J0=[（K-ks）3cδ]/48E
式中，
2021
32
2）钢板弹簧长度L的确定
➢钢板弹簧长度L是指弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离 ➢在总布置可能的条件下，应尽可能将钢板弹簧取长些。
推荐在下列范围内选用钢板弹簧的长度： 轿车：L=（0.40~0.55）轴距； 货车:前悬架：L=（0.26~0.35）轴距； 后悬架：L=（0.35~0.45）轴距。
架则要求在0.98~1.30Hz。 ➢货车满载时，前悬架偏频要求在1.50~2.10Hz，而后悬架则要求
在1.70~2.17Hz。 ➢选定偏频以后，再利用上式即可计算出悬架的静挠度。
2021
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二、悬架的弹性特征
1、定义
悬架受到垂直外力F与由此所引起的车轮中心相对于在车身位 移f（即悬架的变形）的关系曲线 。
轮距
变化小，轮 变化大，轮
胎磨损速度 胎磨损速度
慢
快
不变
悬架设计
悬架主要参数确定
悬架的动挠度fd 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 对车架(或车身)的垂直位移。 轿车，取7--9cm；大客车，取5～8cm； 货车，取6～9cm 。
悬架主要参数确定
悬架弹性特性 悬架受到的垂直外力F与由此所引起的车 轮中心相对于车身位移f(即悬架的变形) 的关系曲线称为悬架的弹性特性。其切 线的斜率是悬架的刚度。
导向机构的布置参数
纵倾中心（双横臂式）
导向机构的布置参数
纵倾中心（麦弗逊式）
导向机构的布置参数
抗制动纵倾性(抗制动前俯角) 制动过程中汽车车头的下沉量及车尾的 抬高量减小。条件：前、后悬架的纵倾 中心位于两根车桥(轴)之间。
导向机构的布置参数
抗驱动纵倾性(抗驱动后仰角) 减小后轮驱动汽车车尾的下沉量或前轮 驱动汽车车头的抬高量。当汽车为单桥 驱动时，该性能才起作用。 条件（独立悬架）：纵倾中心位置高于 驱动桥车轮中心。
前、后悬架方案选择
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
汽车的轴Байду номын сангаас向效应
轿车常用悬架
前悬架麦弗逊式、后悬架扭转梁随动臂式
传统橡胶衬套
各向异性橡胶衬套
辅助元件
横向稳定器 缓冲块
第三节 悬架主要参数确定
悬架静挠度fc 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= Fw／c。 在选取前、后悬架的静挠度值和时，应 当使之接近，并希望后悬架的静挠度比 前悬架的静挠度小些，这有利于防止车 身产生较大的纵向角振动。
双横臂式独立悬架导向机构设计
悬架系统设计课件
悬架侧倾中心高度的方法
1) 定义转向系统的几何尺寸
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，有时为了提高车辆的灵活性，减小转弯半径而改变转向梯型。 采用齿轮齿条式转向器时，转向横拉杆内端接头T的运动轨迹与地面平行， 相反外接头U的运动轨迹是一条圆弧线，当没有主销后倾时，U点的运动轨 迹于转向节轴线EG垂直。
汽车悬架系统设计
悬架系统设计
1
汽车悬架的主要功用
汽车悬架是将车架（或车身）与车轴（或直接与车 轮）弹性联接的部件。其主要功用如下： （1）缓和，抑制由于不平路面所引起的振动或冲击以保 证汽车具有良好的平顺性。 （2）迅速衰减车身和车桥（或车轮）的振动。 （3）传递作用在车轮和车架（车身）之间的各种力（垂 直力，纵向力，横向力）和力矩（制动力矩和反作用力 矩）。 （4）保证汽车行驶所必要的稳定性。
转向轴线 B
减振器轴线
下摆臂旋转轴线
E D
C
D
Z
F
A
Z
Y
Y A
悬架系统设计
X
27
与动力总成边界相关
B
得到足够的轮胎上下跳过程中外倾角的回正性
这可以通过将B点向内移，或抬高D点或向外移动A点， 但是所有这些都要同悬架的其他特性综合考虑。
与轮胎尺寸相关
C
与转动中心相关
A
Z
D
Y
悬架系统设计
车轮外倾角 (o)
悬架系统设计
2
悬架设计的基本概念
㈠悬架设计的矛盾 悬架是研究悬架系统的振动特性，讨论悬架设计对
平顺性，稳定性和通过性等性能的影响，从而做出妥善 设计。 ⑴柔与刚 悬架的发展趋势是弹簧越来越软（既由刚变柔）。 ⑵减振与激振 ⑶悬架特性与路面特性 ⑷坚固与笨重
1) 定义转向系统的几何尺寸
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，有时为了提高车辆的灵活性，减小转弯半径而改变转向梯型。 采用齿轮齿条式转向器时，转向横拉杆内端接头T的运动轨迹与地面平行， 相反外接头U的运动轨迹是一条圆弧线，当没有主销后倾时，U点的运动轨 迹于转向节轴线EG垂直。
汽车悬架系统设计
悬架系统设计
1
汽车悬架的主要功用
汽车悬架是将车架（或车身）与车轴（或直接与车 轮）弹性联接的部件。其主要功用如下： （1）缓和，抑制由于不平路面所引起的振动或冲击以保 证汽车具有良好的平顺性。 （2）迅速衰减车身和车桥（或车轮）的振动。 （3）传递作用在车轮和车架（车身）之间的各种力（垂 直力，纵向力，横向力）和力矩（制动力矩和反作用力 矩）。 （4）保证汽车行驶所必要的稳定性。
转向轴线 B
减振器轴线
下摆臂旋转轴线
E D
C
D
Z
F
A
Z
Y
Y A
悬架系统设计
X
27
与动力总成边界相关
B
得到足够的轮胎上下跳过程中外倾角的回正性
这可以通过将B点向内移，或抬高D点或向外移动A点， 但是所有这些都要同悬架的其他特性综合考虑。
与轮胎尺寸相关
C
与转动中心相关
A
Z
D
Y
悬架系统设计
车轮外倾角 (o)
悬架系统设计
2
悬架设计的基本概念
㈠悬架设计的矛盾 悬架是研究悬架系统的振动特性，讨论悬架设计对
平顺性，稳定性和通过性等性能的影响，从而做出妥善 设计。 ⑴柔与刚 悬架的发展趋势是弹簧越来越软（既由刚变柔）。 ⑵减振与激振 ⑶悬架特性与路面特性 ⑷坚固与笨重
127页PPT_汽车悬架设计(PPT127页)
四、弹性元件分析 四．弹性元件结构分析
形式 特点
钢板弹簧 多片 变厚少片
螺旋 扭杆 弹簧 弹簧
单位质量贮 能量 质量 簧下质量 悬架弹性特 性 悬架结构 维修与保养 寿命④ 制造要求
最小
大 大 线性
简单 方便③ 短 不高
←—
较小① 较小 ←—
←— ←—③ ←— ←—
较小 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ—
←— 小 非线 性 复杂 ←—③ 较长 高
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
三、前后悬架方案的选择
2. 三种匹配方式
1）前、后轮采用非独立悬架
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
三、前后悬架方案的选择
2. 三种匹配方式
1）前、后轮采用非独立悬架
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
三、前后悬架方案的选择
少碰缓冲块 紧急制动汽车前俯角小 转弯行驶减小侧倾角
小
前俯fc 角 小小，C↑变形小
车厢侧倾角小
小
fc 取小，C↑ 小
纵置钢板弹簧长度短
小
第六章 悬架设计
汽车工程系
第三节 悬架主要参数的确定
一、悬架静挠度fc
3. 选取原则
1）对轿车应保证有良好的平顺性，即n低，大客车次之，载货汽 车最后。 2）级别越高的轿车n应越小。 3）fc2<fc1
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
三、前后悬架方案的选择
2. 三种匹配方式
2）前轮独立、后轮非独立
（2） 前悬架采用双横臂式独立悬架、后悬架采 用纵置钢板 弹簧非独立悬架时，可通过将双 横臂中的上横臂支承轴销的轴线布置成前高后低 状，使悬架的纵向运动瞬心位于能减少制动前俯 角处，使制动时车身纵倾减少，达到保持车身有 良好的稳定性能 。
汽车制造-悬架ppt课件
49
2.各车桥单独与车架弹性连接 采用独立悬架，可以保证所有车轮与地面良好地接触。
3.中后桥用平衡悬架与车架连接(三桥)
将中后桥装在一副钢板弹簧的两端，钢板弹簧就相 当于一根平衡杆，而平衡杆的中部与车架作铰链连接。
由于平衡杆两臂等长，则两个车桥上的垂直载荷在 任何情况下都相等。
50
18.6 电子控制的空气悬架
应用： 适于做后悬架
41
5)烛式悬架：车轮沿固定不动的主销上下移动的悬架。主销 的定位角不变，仅轮距、轴距稍有变化，益于改善转向操纵 和行驶的稳定性，但主销磨损严重。
42
6)麦弗逊式悬架：车轮沿摆动的主销轴线上、下移动的悬架。 用于转向轮时，主销定位角及轮距都有极小的变化，因而转向 操纵稳定性好。且两前轮内侧空间较大，便于发动机及其他一 些部件的布置，多用于前置驱动的轿车和微型汽车上。
上腔容积减少， 油压升高，油液 推开伸张阀，流 入下腔。
由于各阀门的节流作 用，便造成对悬架伸 张运动的阻力，使振 动能量衰减。
由于活塞杆占去 一定空间，所以 自上腔流入的油 液不足以充满下 腔容积的增加。 储油缸中油液推 开补偿阀流入下 腔补充。
28
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18.4 非独立悬架
非独立悬架结构简单，被广泛用于小货车和客车的前后 悬架。有的轿车的后悬架也有采用非独立悬架。
36
不等臂双横臂式独立悬架
上下两摆臂不等长，选择长度比例合适，可使车轮和主 销的角度及轮距变化不大。 应用： 广泛应用在轿车前轮上
37
⑵、不等臂双横臂式独立悬架
不等臂双横臂式独立悬架的上臂比下臂短。 优点： 当汽车车轮上下运动时，上臂比下臂运动弧度小。这将 使轮胎上部轻微地内外移动，而底部影响很小。这种结构有利 于减少轮胎磨损，提高汽车行驶平顺性和方向稳定性。
2.各车桥单独与车架弹性连接 采用独立悬架，可以保证所有车轮与地面良好地接触。
3.中后桥用平衡悬架与车架连接(三桥)
将中后桥装在一副钢板弹簧的两端，钢板弹簧就相 当于一根平衡杆，而平衡杆的中部与车架作铰链连接。
由于平衡杆两臂等长，则两个车桥上的垂直载荷在 任何情况下都相等。
50
18.6 电子控制的空气悬架
应用： 适于做后悬架
41
5)烛式悬架：车轮沿固定不动的主销上下移动的悬架。主销 的定位角不变，仅轮距、轴距稍有变化，益于改善转向操纵 和行驶的稳定性，但主销磨损严重。
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6)麦弗逊式悬架：车轮沿摆动的主销轴线上、下移动的悬架。 用于转向轮时，主销定位角及轮距都有极小的变化，因而转向 操纵稳定性好。且两前轮内侧空间较大，便于发动机及其他一 些部件的布置，多用于前置驱动的轿车和微型汽车上。
上腔容积减少， 油压升高，油液 推开伸张阀，流 入下腔。
由于各阀门的节流作 用，便造成对悬架伸 张运动的阻力，使振 动能量衰减。
由于活塞杆占去 一定空间，所以 自上腔流入的油 液不足以充满下 腔容积的增加。 储油缸中油液推 开补偿阀流入下 腔补充。
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18.4 非独立悬架
非独立悬架结构简单，被广泛用于小货车和客车的前后 悬架。有的轿车的后悬架也有采用非独立悬架。
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不等臂双横臂式独立悬架
上下两摆臂不等长，选择长度比例合适，可使车轮和主 销的角度及轮距变化不大。 应用： 广泛应用在轿车前轮上
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⑵、不等臂双横臂式独立悬架
不等臂双横臂式独立悬架的上臂比下臂短。 优点： 当汽车车轮上下运动时，上臂比下臂运动弧度小。这将 使轮胎上部轻微地内外移动，而底部影响很小。这种结构有利 于减少轮胎磨损，提高汽车行驶平顺性和方向稳定性。
汽车设计课件：悬架设计-
下表列出了幾種彈性元件的單位品質儲能量。
彈性元件 鋼板彈簧 圓柱螺旋彈簧 橡膠彈簧(剪切變形) 空氣彈簧(工作壓力6.0N/mm2)
單位品質儲能量/ N·m/kg 76~115 178~280 508~1016 3.3 ×105(未計容器品質)
1
8.2 懸架的結構形式
懸架通常分為獨立懸架和非獨立懸架兩類，各種懸架的結構簡圖如下：
(a)
(b)
(c)
1
8.5 獨立懸架導向機構設計
➢8.5.3 雙橫臂懸架導向機構設計
3．上、下橫臂擺動軸線在縱向垂直平面內的佈置
(a)
(b)
(c)
(d)
1
8.5 獨立懸架導向機構設計
➢8.5.3 雙橫臂懸架導向機構設計
4．上、下橫臂擺動軸線在水平面內的佈置
（a）
()
(c)
1
8.5 獨立懸架導向機構設計
➢8.4.2 扭杆彈簧的計算
在設計扭杆彈簧時，通常先根據汽 車行駛平順性要求確定扭杆懸架的平均
剛度Cp ，再確定扭杆長 L 和斷面面積 A
等參數。 扭杆彈簧本身的剛度是固定值，但
是由於有導向機構的影響，扭杆彈簧懸 架的剛度是可變的。在單縱臂式獨立懸 架中，如果彈性元件用扭杆彈簧，如圖 所示 。
1
8.4 彈性元件的計算
➢8.4.1 鋼板彈簧的計算
3. 鋼板彈簧剛度校核 各片長度和斷面尺寸確定以後，需要進行剛度校核。通常採用共 同曲率法或集中載荷法進行剛度校核。 4. 鋼板彈簧總成在自由狀態下的弧高及曲率半徑計算
1
8.4 彈性元件的計算
➢8.4.1 鋼板彈簧的計算
5. 鋼板彈簧組裝後總成弧高
L2
6.
H0
彈性元件 鋼板彈簧 圓柱螺旋彈簧 橡膠彈簧(剪切變形) 空氣彈簧(工作壓力6.0N/mm2)
單位品質儲能量/ N·m/kg 76~115 178~280 508~1016 3.3 ×105(未計容器品質)
1
8.2 懸架的結構形式
懸架通常分為獨立懸架和非獨立懸架兩類，各種懸架的結構簡圖如下：
(a)
(b)
(c)
1
8.5 獨立懸架導向機構設計
➢8.5.3 雙橫臂懸架導向機構設計
3．上、下橫臂擺動軸線在縱向垂直平面內的佈置
(a)
(b)
(c)
(d)
1
8.5 獨立懸架導向機構設計
➢8.5.3 雙橫臂懸架導向機構設計
4．上、下橫臂擺動軸線在水平面內的佈置
（a）
()
(c)
1
8.5 獨立懸架導向機構設計
➢8.4.2 扭杆彈簧的計算
在設計扭杆彈簧時，通常先根據汽 車行駛平順性要求確定扭杆懸架的平均
剛度Cp ，再確定扭杆長 L 和斷面面積 A
等參數。 扭杆彈簧本身的剛度是固定值，但
是由於有導向機構的影響，扭杆彈簧懸 架的剛度是可變的。在單縱臂式獨立懸 架中，如果彈性元件用扭杆彈簧，如圖 所示 。
1
8.4 彈性元件的計算
➢8.4.1 鋼板彈簧的計算
3. 鋼板彈簧剛度校核 各片長度和斷面尺寸確定以後，需要進行剛度校核。通常採用共 同曲率法或集中載荷法進行剛度校核。 4. 鋼板彈簧總成在自由狀態下的弧高及曲率半徑計算
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8.4 彈性元件的計算
➢8.4.1 鋼板彈簧的計算
5. 鋼板彈簧組裝後總成弧高
L2
6.
H0
第六章悬架设计.ppt
第二十三页，编辑于星期二：二十三点 四十分。
第二十四页，编辑于星期二：二十三点 四十分。
第二十五页，编辑于星期二：二十三点 四十分。
第二十六页，编辑于星期二：二十三点 四十分。
第二十七页，编辑于星期二：二十三点 四十分。
第二十八页，编辑于星期二：二十三点 四十分。
第二十九页，编辑于星期二：二十三点 四十分。
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第二十二页，编辑于星期二：二十三点 四十分。
第一页，编辑于星期二：二十三点 四十分。第二页，编辑于星期二：Fra bibliotek十三点 四十分。
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第三十一页，编辑于星期二：二十三点 四十分。
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第十一页，编辑于星期二：二十三点 四十分。
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第十四页，编辑于星期二：二十三点 四十分。
汽车设计课件悬架设计88页PPT
法律而战斗，就像为 了城墙 而战斗 一样。 ——赫 拉克利 特 17、人类对于不公正的行为加以指责 ，并非 因为他 们愿意 做出这 种行为 ，而是 惟恐自 己会成 为这种 行为的 牺牲者 。—— 柏拉图 18、制定法律法令，就是为了不让强 者做什 么事都 横行霸 道。— —奥维 德 19、法律是社会的习惯和思想的结晶 。—— 托·伍·威尔逊 20、人们嘴上挂着的法律，其真实含 义是财 富。— —爱献 生
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
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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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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；
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
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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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
第六章 悬架设计
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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；
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。
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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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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。
件质量要小的同时，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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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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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
➢ 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。
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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
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