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。

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
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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，

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。

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

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

悬架设计方案

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
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
11
三、前、后悬架方案的选择
➢前轮和后轮均采用非独立悬架；采用的方案 ➢前轮采用独立悬架，后轮采用非独立悬架；
四、悬架侧倾角刚度及其在前、后轴的分配
前悬侧倾角刚度/后悬侧倾角刚度=1.4~2.6
26
§ 6.4 弹性元件的计算
一、钢板弹簧的计算
1.钢板弹簧主要参数的确定 (1)满载弧高fa
➢满载弧高fa是指钢板弹簧装到车轴（桥）上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端（不包括卷耳半径）连线间的最大高度差 ➢fa用来保证汽车具有给定的高度 ➢当fa=0时，钢板弹簧在对称位置上工作，为了在车架高度已限定时能得到足够的动挠度值，常取 fa=10~20mm。
9
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；
引起的弹簧变形
29
(3)钢板断面尺寸及片数的确定
1) 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

6悬架设计12

第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
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第六章悬架设计
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第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计第四节弹性元件的计算
问题 1. 钢板弹簧有哪些主要参数？如何选取？
第六章悬架设计第四节弹性元件的计算
一、钢板弹簧的设计； 1 钢板弹簧的布置方案 2钢板弹簧主要参数的确定 3钢板弹簧各片长度的确定二、扭杆弹簧
4钢板弹簧的刚度验算
5钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 6钢板弹簧总成弧高的核算 7钢板弹簧的强度验算 8少片弹簧
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计
第六章悬架设计

汽车设计第六章

（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。 3）前、后轮采用独立悬架
轿车前轮用麦弗逊式悬架，后轮用扭转梁随动臂式后悬架用的非常广泛。对于扭转量随动臂式后悬架，支撑处采用橡胶衬套：
回目录
第三节悬架主要参数的确定
一、悬架静挠度fc
1.fc定义：
fc是指汽车满载静止时，悬架上的载荷FW与悬架刚度C之比。即fc=FW/C 2．影响选取fc的因素
fc 因素汽车平顺性少碰缓冲块紧急制动汽车前俯角小转弯行驶减小侧倾角纵置钢板弹簧长度短要求 fc 取大小小 fc 取小，C↑ 小小备注
n 5
fc
fc 大，n↓ fc 小，C↑变形小
C
FW
fc
前俯角小车厢侧倾角小
3、偏频的概念
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。现代汽车的质量分配系数≈1，这样可将汽车前后悬架簧上质量的振动视为相互独立。此时，汽车前后部分车身的振动固有频率n1、n2称为偏频：
fd
㎝
7～9 5～8 6～9
三、悬架的弹性特性
1．定义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架或车身位移f（悬架变形）之间的关系曲线。悬架刚度：弹性特性曲线上某点的切线与水平坐标轴夹角的正切为该点刚度。
如图中8点刚度 c tan ∴8点静挠度是fc
FW fc
2．种类
1 2
超载时m ↑ n↓平顺性↑。

第6章悬架设计分解

双横臂式独立悬架 *分类：等长双横臂式、不等长双横臂式
*等长双横臂式：车轮上、下跳动时，可保持主销倾角不变，但轮距有较大变化，轮胎磨损严重，已很少采用。
1 评价指标：
1）侧倾中心高度
侧倾中心：汽车在侧向力作用下，车身在通过左、右车轮中心的横向垂直平面内发生侧倾时，相对于地面的瞬时转动中心。
主销轴线和地面垂直线在汽车纵向平面内的夹角
主销轴线与地面垂直线在汽车的横向平面内的夹角
通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交线与地面垂线间夹角
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。
四、辅助元件
1.横向稳定器（1）有了横向稳定器，可以在不增大悬架垂直刚度C的条件下，增大悬架的侧倾角刚度。（2）在汽车前悬架上设置横向稳定器，能增大前悬架的侧倾角刚度。
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
一悬架的功用
➢ 传递作用在车轮和车架（或车身）之间的一切力和力矩；（传力） ➢ 缓和路面传给车架（或车身）的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车行驶平顺性；（缓冲减振） ➢利用悬架的某些传力构件使车轮按一定轨迹相对于车架或车身跳动，即起导向作用；（导向） ➢ 利用悬架中的辅助弹性元件横向稳定器，防止车身在转向等行驶情况下发生过大侧向倾斜。（防止过大侧倾）
缺点 ➢高速行驶时操稳性差
➢工作可靠
➢轿车不利于发动机、行 ➢ 李舱的布置

汽车设计讲稿-第六章悬架设计

汽车设计讲稿-第六章悬架设计第六章悬架设计§6-1 概述：一、功用：传力、缓冲、减振：保证平顺性、操纵稳定性二、组成：弹性元件：传递垂直力，评价指标为单位质量储能等导向装置：车轮运动导向，并传递垂直力以外的力和力矩减振器：减振缓冲块：减轻车轴对车架的撞击，防止弹性元件变形过大横向稳定器：减少转弯时车身侧倾太大和横向角振动三、设计要求：1）良好的行驶平顺性：簧上质量 + 弹性元件的固有频率低；前、后悬架固有频率匹配：乘：前悬架固有频率要低于后悬架尽量避免悬架撞击车架；簧上质量变化时，车身高度变化小。

2）减振性好：衰减振动、抑制共振、减小振幅。

3）操纵稳定性好：车轮跳动时，主销定位参数变化不大；前轮不摆振；稍有不足转向（δ1>δ2）4）制动不点头，加速不后仰，转弯时侧倾角合适5）隔声好6）空间尺寸小。

7）传力可靠、质量小、强度和寿命足够。

§6-2 悬架结构形式分析：一、非独立悬架和独立悬架：二、独立悬架结构形式分析：1、评价指标：1）侧倾中心高度：A、侧倾中心：车身在通过左、右车轮中心的横向垂直平面内发生侧倾时，相对于地面的瞬时转动中心，叫侧倾中心。

B、侧倾中心高度：侧倾中心到地面的距离。

C、侧倾中心位置影响：位置高：侧倾中心到质心的距离缩短，侧向力臂和侧倾力矩↓，车身侧倾角↓；过高：车身倾斜时轮距变化大，加速轮胎车轮外倾角α磨损。

2）车轮定位参数：车轮外倾角α，主销内倾角β，主销后倾角γ，车轮前束等会发生变化。

主销后倾角γ变化大→转向轮摆振车轮外倾角α化大→直线行驶稳定性；轮距变化，轮胎磨损3）悬架侧倾角刚度A、车厢侧倾角：车厢绕侧倾轴线转动的角度B、影响：车厢侧倾角与侧倾力矩和悬架总的侧倾角刚度有关，影响操纵稳定性和平顺性4）横向刚度：影响操纵稳定性转向轴上悬架横向刚度小，转向轮易摆振，5）空间尺寸：占用横向尺寸→影响发动机布置和拆装；占用高度尺寸→影响行李箱大小和油箱布置。

127页PPT 汽车悬架设计

传统橡胶衬套
各向异性橡胶衬套
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：转向行驶时，车轮与地面之间作用有侧向力FY1、 FY2 →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。
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上述优缺点是指一副钢板弹簧而言，如果前后轴（桥）四个车轮都装有纵置钢板弹簧，对整车来说又有下述缺点：（1）汽车转弯行驶有轴转向效应：对前轴增加不足转向趋势；对后桥增加过多转向趋势。为克服后者，轿车要求将后悬架的前吊耳位置布置低些。（2）前悬架采用纵置钢板弹簧，前轮容易摆振，汽车操纵稳定性变坏。应用：中、重型货车
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
不变较大大小简单变
第六章
悬架设计
汽车工程系
第二节悬架结构形式分析
二、独立悬架结构方式分析
①侧倾中心位置高，它到车身质心距离短，则侧倾力臂及力矩小，车身侧倾角小。侧倾中心位置高，车身侧倾时轮距变化大，轮胎磨损↑ ②主销后倾角变化大转向轮易摆振；外倾角变化大影响直线行驶稳定性和轮距变化，轮胎磨损速度↑

第六章悬架设计

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汽车设计 3)、根据不同用途的车确定偏频(依据ISO2631《人体承受全身
振动的评价指南》）
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。
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汽车设计
方便
较长高
方便
长高
困难长密封好可调
困难长密封好
困难易老化
对制造要不高不高求车身高度布置容易容易
容易
容易
困难
困难
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汽车设计
第三节悬架主要性能参数确定
一、前后悬架的静挠度、动挠度的选择
1、概念
1)静挠度
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。
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汽车设计
三、货车后悬的主、副簧的刚度匹配
基本原则：
车身从空载到满载时的振动频率变化要小，以保证汽车有良好的平顺性副簧参加工作前、后的悬架振动频率变化不大
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汽车设计
2、确定方法：
(1)使副簧开始起作用时的载荷等于空载与满载时悬架载荷的平均值，即FK=0.5（F0+Fc），并使 F0和FK间平均载荷对应的频率与 FK和Fc间平均载荷对应的频率相等，
对前桥，则增加了汽车过多转向趋势
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汽车设计
四.辅助元件
1.横向稳定器 2.缓冲块
3.弹性元件
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汽车设计
3、弹性元件
比较内容多片
板簧
少片
最小小小于多片线性简

汽车设计-第6章悬架设计

式中，c1、c2为前、后悬架的刚度(N／cm)；m1、m2为前、后悬架的簧上质量(kg)。当采用弹性特性为线性变化的悬架时，前、后悬架的静挠度可用 g c 2
式中，g为重力加速度(g=981cm／s )。将 f c1 、 f c 2 代入式(6—1)得到
容易造成转向轮发生摆振现象。不同形式的悬架占用的空间尺寸不同，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。因此，悬架占用的空间尺寸也用来作为评价指标之一。表6—1分析了不同形式独立悬架的特点。三、前、后悬架方案的选择目前汽车的前、后悬架采用的方案有：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等几种。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对前轴，这种偏转使汽车不足转向趋势增加； (桥)的轴线相对汽车纵向中心线偏转一角度。对后桥，则增加了汽车过多转向趋势，如图6—3a所示。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
以纵置钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置的非独立悬架，其主要优点是结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。缺点是由于整车布置上的限制，钢板弹簧不可能有足够的长度 (特别是前悬架)，使之刚度较大，所以汽车平顺性较差；簧下质量大；在不平路面上行驶时，左、右车轮相互影响，并使车轴(桥)和车身倾斜(图6—2)；当汽车直线行驶在凹凸不平的路段上时，由于左右两侧车轮反向跳动或只有一侧车轮跳动时，会产生不利的轴转向特性；汽车转弯行驶时，离心力也会产生不利的轴转向特性；车轴(桥)上方要求有与弹簧行程相适应的空间。这种悬架主要用在货车、大客车的前、后悬架以及某些轿车的后悬架上。