6第六章悬架设计(更新版)解析
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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 。
第六章悬架设计汽车设计A,武汉理工大学,汽车学院,车辆工程课件及答案
第 六 章 悬 架 系 统 设 计
1 1
2 3 4 5 6
概述 概述
悬架结构形式 悬架主要参数 悬架弹性元件 悬架结构元件 独立悬架导向机构
1.5 主动悬挂系统
1.5.3 主动悬架的分类与特点 半主动悬架 半主动悬架是指悬架弹性元件的刚度和减振器的阻尼系数之一可以根据需要进行调节控制 的悬架。由于弹簧刚度调节相对较难，所以一般的半主动悬架不考虑改变悬架的刚度，而 只考虑改变悬架的阻尼。半主动悬架按阻尼级又可分成有级式和无级式两种。半主动悬架 是由无动力源且只有可控的阻尼元件组成。由于半主动悬架结构简单，工作时几乎不消耗 车辆动力，而且还能获得与全主动悬架耗近的性能，故有较好的应用前景。 馈能型主动悬架 馈能型主动悬架是一种集馈能和减振功能于一体的主动悬架。这种悬架带有能量回收装置 ，可以将悬架间被减振器所消耗的振动能量转化为可供汽车其他耗能部件使用的能量，同 时保持汽车良好的行驶平顺性。馈能型悬架在实现途径上分为机械式馈能和电磁式馈能两 种。馈能型主动悬架最重要的特征在于，可以将汽车振动的能量收集并转化成其他部件可 以使用的能量，有利于汽车的节能，非常符合当下对汽车节能环保的时代要求。
第 六 章 悬 架 系 统 设 计
1 1
2 3 4 5 6
概述 概述
悬架结构形式 悬架主要参数 悬架弹性元件 悬架结构元件 独立悬架导向机构
1.4 分类
独立悬架：左右车轮用各自的轴和悬架与车架（车身）连接。
非独立悬架：左右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架与车架（车身） 连接。
第 六 章 悬 架 系 统 设 计
1 1
2 3 4 5 6
概述 概述
悬架结构形式 悬架主要参数 悬架弹性元件 悬架结构元件 独立悬架导向机构
第六章_悬架设计
第六章 悬架设计
第一节 概述
功用 1. 传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩，并且缓和路面传给车架(或车身)的冲击载荷， 衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车的行驶平顺性； 2. 保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性；
三、双横臂式独立悬架导向机构设计
1．纵向平面内上、下横臂的布置方案 第1、2、6方案的主销后倾角变化规律是比较好的
2．横向平面内上、下横臂的布置方案
三、双横臂式独立悬架导向机构设计
3．水平面内上、下横臂动轴线的布置方案
三、双横臂式独立悬架导向机构设计
水平面内上、下横臂动轴线的布置方案
一、概述
功用 3. 保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。 组成 由弹性元件、导向装置、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。
一、概述
二 各组成元件功用
弹性元件: 缓和路面传给车架(或车身)的冲击载荷。 导向装置：导向装置由导向杆系组成，用来决定车轮相对于车架(或车身)的运动特性并传递除弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。当用纵置钢板弹簧作弹性元件时，它兼起导向装置作用。
为了使轮胎在遇到凸起路障时能够使轮胎一面上跳，一面向后退让，以减少传到车身上的冲击力，还为了便于布置发动机，大多数前置发动机汽车的悬架下横臂轴M—M的斜置角α1为正，而上横臂轴N—N的斜置角α2则有正值、零值和负值三种布置方案，如车轮上跳、下横臂斜置角αl为正、上横臂斜置角α2为负值或零值时，主销后倾角随车轮的上跳而增大。如组合方案为上、下横臂斜置角α1、α2都为正值，如图6—33a所示，则主销后倾角随车轮的上跳较少增加甚至减少(当α1<α2时)。
它对簧上质量的侧倾角有影响： 此外，还要求汽车转弯行驶时，在0.4g的侧向加速度作用下，前、后轮侧偏角之差δ1-δ2应当在1°～3°范围内。 而前、后悬架侧倾角刚度的分配会影响前、后轮的侧偏角大小，从而影响转向特性，所以设计时还应考虑悬架侧倾角刚度在前、后轴上的分配。
第一节 概述
功用 1. 传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩，并且缓和路面传给车架(或车身)的冲击载荷， 衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车的行驶平顺性； 2. 保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性；
三、双横臂式独立悬架导向机构设计
1．纵向平面内上、下横臂的布置方案 第1、2、6方案的主销后倾角变化规律是比较好的
2．横向平面内上、下横臂的布置方案
三、双横臂式独立悬架导向机构设计
3．水平面内上、下横臂动轴线的布置方案
三、双横臂式独立悬架导向机构设计
水平面内上、下横臂动轴线的布置方案
一、概述
功用 3. 保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。 组成 由弹性元件、导向装置、减振器、缓冲块和横向稳定器等组成。
一、概述
二 各组成元件功用
弹性元件: 缓和路面传给车架(或车身)的冲击载荷。 导向装置：导向装置由导向杆系组成，用来决定车轮相对于车架(或车身)的运动特性并传递除弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。当用纵置钢板弹簧作弹性元件时，它兼起导向装置作用。
为了使轮胎在遇到凸起路障时能够使轮胎一面上跳，一面向后退让，以减少传到车身上的冲击力，还为了便于布置发动机，大多数前置发动机汽车的悬架下横臂轴M—M的斜置角α1为正，而上横臂轴N—N的斜置角α2则有正值、零值和负值三种布置方案，如车轮上跳、下横臂斜置角αl为正、上横臂斜置角α2为负值或零值时，主销后倾角随车轮的上跳而增大。如组合方案为上、下横臂斜置角α1、α2都为正值，如图6—33a所示，则主销后倾角随车轮的上跳较少增加甚至减少(当α1<α2时)。
它对簧上质量的侧倾角有影响： 此外，还要求汽车转弯行驶时，在0.4g的侧向加速度作用下，前、后轮侧偏角之差δ1-δ2应当在1°～3°范围内。 而前、后悬架侧倾角刚度的分配会影响前、后轮的侧偏角大小，从而影响转向特性，所以设计时还应考虑悬架侧倾角刚度在前、后轴上的分配。
第六章悬架设计汽车设计
第六章悬架设计——汽车设计摘要悬架系统是汽车设计中至关重要的组成部分，它为汽车提供了稳定的操控性和舒适的驾乘体验。
本文将介绍悬架系统的基本概念、设计原则和常见类型，旨在帮助汽车设计师了解悬架系统的设计过程和要点，为汽车的悬架设计提供指导和参考。
悬架系统的基本概念悬架系统是汽车中用于支撑车身和轮胎的重要装置，它的主要功能是吸收和减少路面不平度对驾驶员和乘客的影响，保证汽车在行驶过程中具有稳定的操控性和舒适的驾乘体验。
悬架系统的主要组成部分包括弹簧、减震器、转向机构、齿轮组、悬架臂、车轮和轮胎等。
其中，弹簧和减震器是悬架系统的核心部件，它们直接影响着汽车的行驶稳定性和舒适性。
悬架系统的设计原则1.负载平衡原则悬架系统设计的一个重要原则是负载平衡。
悬架系统必须确保车身各部分的重量分布均匀，以避免车身前后倾斜、侧倾等现象，保证汽车在行驶时稳定性和舒适性。
2.悬挂高度原则悬架系统的悬挂高度是指车轮离地高度，悬挂高度的调整对轮胎的抓地力、车身的稳定性、悬挂系统的响应速度等都有着至关重要的影响。
3.质量和强度原则悬架设计必须考虑汽车的总重量和各零部件的强度，以确保悬架系统在各种路况下都能承受负载和力量的作用。
常见的悬架类型1.独立悬挂系统独立悬挂系统是目前汽车悬架系统的主流类型，它将每个车轮独立地连接到车身，可根据路面状况独立地调整吸震性能，使得汽车在行驶中更加平稳和舒适。
2.悬挂叉式悬挂系统悬挂叉式悬挂系统与常规独立悬挂系统相似，不同之处在于前后悬挂系统之间采用悬挂叉连接，能够更好地分散受力，提高悬架系统的稳定性和耐用性。
3.悬架梁式悬挂系统悬架梁式悬挂系统是一种简单而经济的悬架系统类型，主要应用于低档车辆。
它将左右车轮通过悬架梁连接到车身，使用一个弹簧和一个减震器来吸收路面不平度，具有结构简单、成本低的优点。
4.多连杆悬挂系统多连杆悬挂系统是一种复杂的汽车悬架结构，由多个连杆组成，可以在不同的路面状况下调整悬挂高度和减震力度，以提高汽车的稳定性和操控性。
汽车设计：第六章 悬架设计
马 天 飞
8
汽
车 独立悬架的优缺点（续）
设 ➢ 左、右车轮独立运动互不影响，可减少车身的倾斜和振
计
动，并能获得良好的地面附着能力；
教
案 ➢ 形式多样，可以满足不同的设计要求；
➢ 结构复杂，成本较高，维修困难；
✓ 主要用于乘用车和部分总质量不大的商用车上。
马 天 飞
9
二、独立悬架结构形式分析
汽
车 分类
设 计 教 案
马
天
双横臂式
单横臂式
单纵臂式
飞
10
二、独立悬架结构形式分析
汽
车 分类
设 计 教 案
马
天
单斜臂式
麦弗逊式
扭转梁随动臂式
飞
11
评价指标
汽
车 ➢ 侧倾中心高度
设
位置高，则到车身质心的距离缩短，侧倾力矩减小；
计
教
位置过高，则车身倾斜时轮距变化大，轮胎磨损加快。
案 ➢ 车轮定位参数的变化
汽
第六章 悬架设计
车
设
• 第一节 概述
计
• 第二节 悬架结构形式分析
教
• 第三节 悬架主要参数的确定
案
• 第四节 弹性元件的计算
• 第五节 独立悬架导向机构的设计
• 第六节 减振器
马 天 飞
1
第一节 概 述
汽
车 一、 悬架的功用和组成
设 功用
计
教 ➢ 传递作用在车轮和车架（车身）之间的一切力和力矩；
案 ➢ 缓和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引
起的承载系统的振动，保证汽车的行驶平顺性；
➢ 保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，
8
汽
车 独立悬架的优缺点（续）
设 ➢ 左、右车轮独立运动互不影响，可减少车身的倾斜和振
计
动，并能获得良好的地面附着能力；
教
案 ➢ 形式多样，可以满足不同的设计要求；
➢ 结构复杂，成本较高，维修困难；
✓ 主要用于乘用车和部分总质量不大的商用车上。
马 天 飞
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二、独立悬架结构形式分析
汽
车 分类
设 计 教 案
马
天
双横臂式
单横臂式
单纵臂式
飞
10
二、独立悬架结构形式分析
汽
车 分类
设 计 教 案
马
天
单斜臂式
麦弗逊式
扭转梁随动臂式
飞
11
评价指标
汽
车 ➢ 侧倾中心高度
设
位置高，则到车身质心的距离缩短，侧倾力矩减小；
计
教
位置过高，则车身倾斜时轮距变化大，轮胎磨损加快。
案 ➢ 车轮定位参数的变化
汽
第六章 悬架设计
车
设
• 第一节 概述
计
• 第二节 悬架结构形式分析
教
• 第三节 悬架主要参数的确定
案
• 第四节 弹性元件的计算
• 第五节 独立悬架导向机构的设计
• 第六节 减振器
马 天 飞
1
第一节 概 述
汽
车 一、 悬架的功用和组成
设 功用
计
教 ➢ 传递作用在车轮和车架（车身）之间的一切力和力矩；
案 ➢ 缓和路面传给车架（或车身）的冲击载荷，衰减由此引
起的承载系统的振动，保证汽车的行驶平顺性；
➢ 保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，
6-悬架设计
占用高度空间小旳悬架，则允许行李箱宽阔，而且底部平整， 布置油箱轻易。
悬架
双横臂式
单式
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
比较高
比较低
▪ 车轮
外倾
▪ 车轮 角
▪
定位
参数 旳变
▪
与主 销内 倾
车轮外倾角 与主销内倾 角变化大
主销后倾角 变化大
四、悬架侧倾角刚度及其在 前、后轴旳分配
要求以0.4g向心加速度时：
➢ 轿车车身侧倾角 ➢ 货车车身侧倾角 2.50 ~ 40
➢
、60 ~ 7 0
1－ 2应在10 ~ 30内
四、悬架侧倾角刚度及其在 前、后轴旳分配
▪ 3．前后悬架侧倾角刚度要求：
➢ 前后悬架侧倾角刚度旳大小影响到其轮胎侧偏角，从 而影响转向特征，所以设计时还应考虑前后悬架，侧 倾角刚度旳分配。
n1 5 / f c1
n2 5 / fc2
2、n1与n2旳匹配要合适
❖要求：
希望fc1与fc2要接近，单不能相等（预防共振） 希望fc1>fc2 (从加速性考虑，若fc2大，车身旳振动大）
❖措施：
➢若汽车以较高车速驶过单个路障，n1/n2＜1时旳车身纵向角振 动要比n1/n2＞1时小，故推荐取fc2=（0.8~0.9）fc1。 ➢考虑到货车前、后轴荷旳差别和驾驶员旳乘坐舒适性，取前悬 架旳静挠度值不小于后悬架旳静挠度值，推荐fc2=（0.6~0.8） fc1。 ➢为了改善微型轿车后排乘客旳乘坐舒适性，有时取后悬架旳偏 频低于前悬架旳偏频。
1 评价指标：
1）侧倾中心高度
侧倾中心位置高，它到车身质心旳距离缩短， 可使侧倾力臂及侧倾力矩小些，车身旳侧倾角 也会减小。但侧倾中心过高，会使车身倾斜时 轮距变化大，加速轮胎旳磨损。
悬架
双横臂式
单式
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
比较高
比较低
▪ 车轮
外倾
▪ 车轮 角
▪
定位
参数 旳变
▪
与主 销内 倾
车轮外倾角 与主销内倾 角变化大
主销后倾角 变化大
四、悬架侧倾角刚度及其在 前、后轴旳分配
要求以0.4g向心加速度时：
➢ 轿车车身侧倾角 ➢ 货车车身侧倾角 2.50 ~ 40
➢
、60 ~ 7 0
1－ 2应在10 ~ 30内
四、悬架侧倾角刚度及其在 前、后轴旳分配
▪ 3．前后悬架侧倾角刚度要求：
➢ 前后悬架侧倾角刚度旳大小影响到其轮胎侧偏角，从 而影响转向特征，所以设计时还应考虑前后悬架，侧 倾角刚度旳分配。
n1 5 / f c1
n2 5 / fc2
2、n1与n2旳匹配要合适
❖要求：
希望fc1与fc2要接近，单不能相等（预防共振） 希望fc1>fc2 (从加速性考虑，若fc2大，车身旳振动大）
❖措施：
➢若汽车以较高车速驶过单个路障，n1/n2＜1时旳车身纵向角振 动要比n1/n2＞1时小，故推荐取fc2=（0.8~0.9）fc1。 ➢考虑到货车前、后轴荷旳差别和驾驶员旳乘坐舒适性，取前悬 架旳静挠度值不小于后悬架旳静挠度值，推荐fc2=（0.6~0.8） fc1。 ➢为了改善微型轿车后排乘客旳乘坐舒适性，有时取后悬架旳偏 频低于前悬架旳偏频。
1 评价指标：
1）侧倾中心高度
侧倾中心位置高，它到车身质心旳距离缩短， 可使侧倾力臂及侧倾力矩小些，车身旳侧倾角 也会减小。但侧倾中心过高，会使车身倾斜时 轮距变化大，加速轮胎旳磨损。
吉林大学汽车设计课件第六章悬架设计
2. 三种匹配方式
2）前轮独立、后轮非独立
（1）目前轿车前轮多采用车轮上、下跳动时， 车轮定位参数变化小的麦弗逊式悬架，因而可以 保证前轮不易发生摆振现象，使汽车有良好的操 纵稳定性。
麦弗逊式悬架优、缺点见前述。除此之外，两前 轮装上麦弗逊式悬架以后，当主销轴线的延长线 与地面的交点位于轮胎胎冠印迹中心外侧时，具 有负主销偏移距rs，有利于制动稳定性
良好 良好 各向异性 可防止产生过多转向① 有（方向不能错）
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
3）前、后轮独立——橡胶衬套
因橡胶衬套横截面方向上，按对角线方向开有楔形孔。结 果在不同方向衬套的刚度不一样。即：在汽车纵轴线方向 衬套的刚度小；衬套的纵向刚度大；衬套的总扭转刚度大 b、c两项大的原因是：
空气弹簧气囊寿命是板簧四倍.
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
五、辅助元件分析
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， 达到改善平顺性的目的。 但因为悬架侧倾角刚度和悬架垂直刚度之间是正比 关系，所以减小垂直刚度同时会减小侧倾角刚度， 并使车厢侧倾角增加，使乘员不舒服和降低了行车 安全感。 因此设置横向稳定器，在不增大垂直刚度条件下增 大悬架侧倾角刚度。 汽车转弯行驶时前后轴车轮负荷转移大小，主要取 决于前后悬架的侧倾角刚度。当前角刚度大于后角 刚度时，前轴车轮负荷转移大于后轴，并使前轮侧 偏角大于后轮侧偏角，以保证汽车有不足转向特性。
←— 小② ←—
←— ←—③ 长 ←—
车身高度 车上布置
容易
←—
←— ←—
空气 油气 弹簧 弹簧
2）前轮独立、后轮非独立
（1）目前轿车前轮多采用车轮上、下跳动时， 车轮定位参数变化小的麦弗逊式悬架，因而可以 保证前轮不易发生摆振现象，使汽车有良好的操 纵稳定性。
麦弗逊式悬架优、缺点见前述。除此之外，两前 轮装上麦弗逊式悬架以后，当主销轴线的延长线 与地面的交点位于轮胎胎冠印迹中心外侧时，具 有负主销偏移距rs，有利于制动稳定性
良好 良好 各向异性 可防止产生过多转向① 有（方向不能错）
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
3）前、后轮独立——橡胶衬套
因橡胶衬套横截面方向上，按对角线方向开有楔形孔。结 果在不同方向衬套的刚度不一样。即：在汽车纵轴线方向 衬套的刚度小；衬套的纵向刚度大；衬套的总扭转刚度大 b、c两项大的原因是：
空气弹簧气囊寿命是板簧四倍.
第六章 悬架设计
汽车工程系
第二节 悬架结构形式分析
五、辅助元件分析
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， 达到改善平顺性的目的。 但因为悬架侧倾角刚度和悬架垂直刚度之间是正比 关系，所以减小垂直刚度同时会减小侧倾角刚度， 并使车厢侧倾角增加，使乘员不舒服和降低了行车 安全感。 因此设置横向稳定器，在不增大垂直刚度条件下增 大悬架侧倾角刚度。 汽车转弯行驶时前后轴车轮负荷转移大小，主要取 决于前后悬架的侧倾角刚度。当前角刚度大于后角 刚度时，前轴车轮负荷转移大于后轴，并使前轮侧 偏角大于后轮侧偏角，以保证汽车有不足转向特性。
←— 小② ←—
←— ←—③ 长 ←—
车身高度 车上布置
容易
←—
←— ←—
空气 油气 弹簧 弹簧
第六章 悬架
缓冲性能 隔振性能
b、c两项大的原因是：
转向行驶时，车轮与地面之间作用有侧向力、→简 化作用到衬套上的力F1、F2和力矩M1、M2→在F1和F2作 用下衬套内、外侧相对移动，同时处于橡胶衬套内径处 的金属隔套突肩压紧橡胶衬套，使之纵向刚度↑，扭转刚 度↑。→减轻轴转向效应，操纵稳定性好。
比较低 居中 主 销 后 有变化 倾角变 化大 不变
比较高 变化小
比较低 两轮同 时跳 动不变
悬架侧倾角刚度 较小，要横稳器
④
横向刚度 ⑥ 占用空间尺寸 结构 成本 轴距
⑤
大 多 稍复杂 稍高 不变
变 化 不 变化很小 大 较小， 要 居中 较大 横稳器 小 较小 大 几乎不占高度空间 小 尺寸 简单 简单 简单紧凑 低 低 变 变 化 很 不变 小
（2）特点
①悬架的刚度C是变化的 要求C的变化规律如下：
满载位置附近（点8）C要小，特性曲线平缓、平顺性↑。
空载位置附近（点2到点1）C要大，特性曲线变陡，碰撞车架的 机会↓。
动载荷位置附近（点7以上）C要大，曲线变陡，击穿缓冲块的机会↓。
②∵图中两端（2～1和7以上）C大，∴在动容量不变的条件下fd↓。
fd 影响因素 坏路行驶舒适性 车型不同 车架高度限制
要求 fd 取 大
备注
车型不同， 使用条件、 车速、 不同 小 路面以及悬架刚度不一样
3．选取fd的原则 悬架刚度小、使用条件又不好的汽车，fd应取大。 4．推荐fd的选取范围
fd 车型 轿车 大客车 货车
fd
㎝
7～9 5～8 6～9
三、悬架弹性特性
一、fc
1.fc定义：
第三节 悬架主要参数的确定
fc是指汽车满载静止时，悬架上的载荷F与此时悬架刚度C之 比。即f=F/C 2．影响选取fc的因素
b、c两项大的原因是：
转向行驶时，车轮与地面之间作用有侧向力、→简 化作用到衬套上的力F1、F2和力矩M1、M2→在F1和F2作 用下衬套内、外侧相对移动，同时处于橡胶衬套内径处 的金属隔套突肩压紧橡胶衬套，使之纵向刚度↑，扭转刚 度↑。→减轻轴转向效应，操纵稳定性好。
比较低 居中 主 销 后 有变化 倾角变 化大 不变
比较高 变化小
比较低 两轮同 时跳 动不变
悬架侧倾角刚度 较小，要横稳器
④
横向刚度 ⑥ 占用空间尺寸 结构 成本 轴距
⑤
大 多 稍复杂 稍高 不变
变 化 不 变化很小 大 较小， 要 居中 较大 横稳器 小 较小 大 几乎不占高度空间 小 尺寸 简单 简单 简单紧凑 低 低 变 变 化 很 不变 小
（2）特点
①悬架的刚度C是变化的 要求C的变化规律如下：
满载位置附近（点8）C要小，特性曲线平缓、平顺性↑。
空载位置附近（点2到点1）C要大，特性曲线变陡，碰撞车架的 机会↓。
动载荷位置附近（点7以上）C要大，曲线变陡，击穿缓冲块的机会↓。
②∵图中两端（2～1和7以上）C大，∴在动容量不变的条件下fd↓。
fd 影响因素 坏路行驶舒适性 车型不同 车架高度限制
要求 fd 取 大
备注
车型不同， 使用条件、 车速、 不同 小 路面以及悬架刚度不一样
3．选取fd的原则 悬架刚度小、使用条件又不好的汽车，fd应取大。 4．推荐fd的选取范围
fd 车型 轿车 大客车 货车
fd
㎝
7～9 5～8 6～9
三、悬架弹性特性
一、fc
1.fc定义：
第三节 悬架主要参数的确定
fc是指汽车满载静止时，悬架上的载荷F与此时悬架刚度C之 比。即f=F/C 2．影响选取fc的因素
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• 1.横臂式独立悬架
• 分为单横臂(b)和双横臂式两种(a)。
a
b
双横臂式独立悬架
单横臂式独立悬架
球副
双横臂式独立悬架
球副
• 单横臂式：
• 当悬架变形时，车轮平面产生倾斜而改变两侧车轮 与路面的接触点距离——轮距，致使产生侧向滑移， 破坏轮胎和地面的附着。当用于转向轮时，会使主 销内倾角和车轮外倾角发生较大变化，影响操稳性， 现采用不多。
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
第六章
悬架设计
第六章 第一节 概述
悬架设计
第二节 悬架结构型式分析
第三节 悬架主要性能参数的确定 第四节 弹性元件的计算 第五节 独立悬架导向机构设计 第六节 减振器
§6-1 概
一、组成
Байду номын сангаас
述
弹性元件：传递垂直载荷、缓和冲击与振动，保证平 顺性 导向装置：决定车轮运动规律、传递力和力矩 减振装置：衰减车轮、车身的振动 横向稳定杆：防止转向时侧倾过大，减少横向角振动。 缓冲块：限制弹簧过大变形,减轻车轴对车架（或车身） 的直接冲撞。
非独立悬架
独立悬架
双 叉 式 独 立 悬 架
斜 臂 式 独 立 悬 架
1 非独立悬架 纵置钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置 非簧载质量大，汽车平顺 性较差; 高速行驶时操稳性差; 缺点 轿车不利于发动机、行李 舱的布置; 左右车轮互相影响； 前悬架易发生摆振； 易产生轴转向特性；
结构简单
优点
制造容易
维修方便
工作可靠
应用 ：货车、大客车的前、后悬架以及某些轿车的后悬 架
2 独立悬架
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；
优点
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 的地面附着能力。
悬架的组成（弹性元件、减振器、导向机构） 减振器 横向推力杆 减振器 弹性元件
纵向推力杆
纵向推力杆
弹性元件
二 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。
三 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。
• 3. 麦弗逊式（滑柱摆臂式）悬架：
• 车轮沿摆动的主销上下移动。这种悬架构造 简单，布置紧凑，前轮定位变化小，具有良 好的行驶稳定性。所以，目前轿车使用最多 的独立悬架是麦弗逊式悬架，堪称是最被广 泛运用者（如MAZDA、 FORD、TOYOTA、 NISSAN车系；富康、桑塔纳、捷达、高尔夫、 奥迪100、红旗CA7220等轿车的前悬架）。 • 在独立悬架中，麦弗逊悬架被行家誉为结构 最简单、设计最经典、应用最广泛、性价比 最高、最经济的悬架。
上横臂
下横臂
2.纵臂式独立悬架 分为单纵臂式和双纵臂式两种（P177表6-1）
扭杆弹簧
纵臂
用于转向轮时，车轮上下跳动将使主销后倾 角产生很大变化，故多用于不转向的后轮上 , 车轮 如雷诺-5、国产富康、桑塔纳、捷达等轿车的 后悬架。 横向平面图
双纵臂式独立悬架 双纵臂式独立悬架的两个纵臂长度一般制成相等， 形成平行四连杆机构。这样可使车轮上下跳动时，主销后 倾角不变，因而这种形式的悬架适用于转向轮。
• 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。
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
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。
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
在道路条件和车速相同时，非 簧载质量越少，则悬架受到的冲 击载荷也越小，故采用独立悬架 可提高平均车速。
二、独立悬架结构形式分析（参表6-1）
双横臂式
单横臂式 分类
双纵臂式
单纵臂式
单斜臂式
麦弗逊式和扭转梁随动臂式
摇臂轴线
多杆式独立悬架（斜臂式）
斜臂轴
上连杆
第三连杆 下连杆
• 1.前悬架横梁 2-前稳定杆 3-拉杆支架 4-粘滞式拉杆 5-下连杆 6-轮 毂转向节总成 7-第三连杆 8-减振器 9-上连杆 10-螺旋弹簧 11-上连杆 支架 12-减振器隔振块
• 5 各种悬架对比小结 • 目前采用较多的悬架是：双横臂式，麦弗逊式，斜 置单臂式。 现在最流行的悬架是：麦弗逊式，双横臂式和多连 杆式。 • 按照悬架的档次和乘坐舒适性来排名是：多连杆、 双横臂、麦弗逊。 • 在这三种悬架中，麦弗逊式是结构最简单的，也是 制造成本最低的。它主要用在大多数中小型车的前 悬架，它以简单独霸天下，也正是因为他简单所以 它重量轻，响应速度快。 • 具有高性能的悬架是多连杆和双横臂式独立悬架。 结构最复杂实现性能最多的是多连杆。但由于两者 在结构上使其质量较重所以为了达到更快的响应速 度常用铝合金制造。