汽车尺寸工程 -底盘结构设计

底盘结构设计

部门：上车体平台管理部

讲师：梁旭昌

课时：1.5h

目标：使学员了解底盘基础知识及设计要求。

悬架基础知识及设计

§1 概述

§4 主动与半主§2 悬架结构形式分析§3 悬架主要参数的确定

动悬架系统

§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；

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。

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

件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。

§2悬架结构形式分析一、非独立悬架和独立悬架

悬架

非独立悬架

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

非独立悬架独立悬架

1 非独立悬架优点左右车轮用一根刚性轴连接起来，并通过悬架与车架（或车身）相连

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 独立悬架

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

左右车轮可独立运动，互不影响

钢板弹簧式非独立悬架

它中部用U 型螺栓将钢板弹簧固定在车桥上。

悬架前端为固定铰链，也叫死吊耳。它由钢板弹簧销钉将钢板弹簧前端卷耳部与钢板弹簧前支架连接在一起，前端卷耳孔中为减少摩损装有衬套。后端卷耳通过钢板弹簧吊耳销与后端吊耳与吊耳架相连，后端可以自由摆动，形成活动吊耳。二、悬架结构形式图解

钢板弹簧被用做非元件独立悬架的弹性，由于它兼起导向机构的作用，使得悬架系统大为简化。

1、钢板弹簧式非独立悬架

五连杆式非独立悬架（哈弗后悬架）连杆在左右两侧各有一对，分为上拉杆和下拉杆，作为传递横向力(汽车驱动力)的机构，通常再与一根横向推力杆一起组成五连杆式构成。横向推力杆一端连接车身，一端连接车轴，其目的是为了防止车轴(或车身)横向窜动。当车轴因颠簸而上下运动时，横向推力杆会以与车身连接的接点为轴做画圆弧的运动。连杆式主要是在FR 驱动方式，并且后车轴左右一体化(与中间的差速器刚性连接)的情况下使用的，过去多采用钢板弹簧支撑车身，现在从提高行车平顺性考虑，多使用连杆式，并且使用平顺性好的螺旋弹簧。2、五连杆式非独立悬架

如图1所示为双横臂式独立悬架。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。这种独立悬架被广泛应用在轿车前轮上。双横臂的臂有做成A字形或V字形，如图2所示。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。

3

、双横臂式（双叉式）独立悬架

哈弗前悬架

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。

这种悬架目前在轿车中采用很多。如图3所示。滑柱摆臂式悬架将减振器作为引导车轮跳动的滑柱，螺旋弹簧与其装于一体。这种悬架将双横臂上臂去掉并以橡胶做支承，允许滑柱上端作少许角位移。内侧空间大，有利于发动机布置，并降低车子的重心。车轮上下运动时，主销轴线的角度会有变化，这是因为减振器下端支点随横摆臂摆动。以上问题可通过调整杆系设计布置合理得到解

决。

4

、滑柱摆臂式独立悬架（麦弗逊式或叫支柱式等）

这种悬架如图4所示。这种悬架是单横臂和单纵臂(如下图所示）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。5

、单斜臂式独立悬架

三、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。

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。

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。