汽车悬架设计方案

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悬架设计指南

悬架设计指南

设计指南(弹簧、稳定杆)不管悬架的类型如何演变,从结构功能而言,它都是有弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。

一 弹性元件弹性元件主要作用是传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂直载荷,并依靠其变形来吸收能量,达到缓冲的目的。

在现用的弹性元件中主要有三种;(1)钢板弹簧,(2)扭杆弹簧,(3)螺旋弹簧。

钢板弹簧设计板弹簧具有结构简单,制造、维修方便;除作为弹性元件外,还兼起导向和传递侧向、纵向力和力矩的作用;在车架或车身上两点支承,受力合理;可实现变刚度,应用广泛。

(一) 钢板弹簧布置方案1.1钢板弹簧在整车上布置(1) 横置;这种布置方式必须设置附加的导向传力装置,使结构复杂,质量加大,只在少数轻、微车上应用。

(2) 纵置;这种布置方式的钢板弹簧能传递各种力和力矩,结构简单,在汽车上得到广泛应用。

1.2 纵置钢板弹簧布置(1) 对称式;钢板弹簧中部在车轴(车桥)上的固定中心至钢板弹簧两端卷耳中心之间的距离相等,多数汽车上采用对称式钢板弹簧。

(2) 非对称式;由于整车布置原因,或者钢板弹簧在汽车上的安装位置不动,又要改变轴距或通过变化轴荷分配的目的时,采用非对称式钢板弹簧。

(二)钢板弹簧主要参数确定初始条件:1G ~满载静止时汽车前轴(桥)负荷2G ~满载静止时汽车后轴(桥)负荷1U G ~前簧下部分荷重2U G ~后簧下部分荷重1W F =(G 1-G 1U )/2 ~前单个钢板弹簧载荷2W F =(G 2-G 2U )/2 ~后单个钢板弹簧载荷c f ~悬架的静挠度;d f -悬架的动挠度1L ~汽车轴距;1、 满载弧高a f满载弧高指钢板弹簧装在车轴(车桥)上,汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端(不包括卷耳孔半径)连线间的最大高度差。

a f 用来保证汽车具有给定的高度。

当a f =0时,钢板弹簧在对称位置上工作。

为在车架高度已确定时得到足够的动挠度,常取a f = 10~20mm 。

2、 钢板弹簧长度L 的确定L —指弹簧伸直后两卷耳中心间的距离(1)钢板弹簧长度对整车影响当L 增加时:能显著降低弹簧应力,提高使用寿命;降低弹簧刚度,改善汽车平顺性;在垂直刚度C 给定的条件下,明显增加钢板弹簧纵向角刚度;减少车轮扭转力矩所引起的弹簧变形;原则上在总布置可能的条件下,尽可能将钢板弹簧取长些。

汽车悬架系统优化设计及性能分析

汽车悬架系统优化设计及性能分析

汽车悬架系统优化设计及性能分析一、介绍汽车悬架系统是车辆不可或缺的部分。

它主要负责车辆的支撑和减震工作,为行驶过程提供了舒适性和稳定性。

因此,汽车制造商在设计汽车悬架系统时非常重视性能和稳定性,尤其是在高速行驶和曲线驾驶方面。

在本文中,将探讨汽车悬架系统的优化设计和性能分析。

首先,我们将了解悬架系统的基本概念和组成部分。

接着,将讨论悬架系统的优化设计和性能分析方法,其中会包括液压悬挂系统和空气悬挂系统。

最后,我们将介绍一些常见的汽车悬架问题,并给出解决方案。

二、汽车悬架系统的基本概念和组成部分汽车悬架系统是由许多组成部分组成的。

基本上,悬架系统包括垂直弹簧、水平限制器、减震器、保持器和底盘等部件。

这些部分的设计和性能影响着车辆的轻重平衡、转向能力、制动力等。

垂直弹簧是悬架系统中最基本的部分之一。

其主要作用是支持车载负载和路面扭曲。

在一般情况下,垂直弹簧采用钢制线圈弹簧或橡胶制减震器。

水平限制器是悬挂系统中的一种保护设备。

其主要作用是控制车辆在水平和纵向方向上的运动。

减震器是悬架系统的关键部分。

它负责控制车辆在行驶过程中发生的震动。

减震器的作用是将垂直弹簧支持的能量转换成热能。

保持器主要是为了使车辆在转向时保持稳定。

在悬架系统中,保持器往往被视为弹簧与减震器之间的连接。

底盘是整个悬挂系统的核心部分。

它由上下两个零件组成。

下部通常由车身连接杆和悬架机构组成,而上部是用于固定悬架和与车体连接的结构。

底盘的作用是支撑整车负荷和稳定性。

三、悬架系统的优化设计和性能分析方法悬架系统的优化设计和性能分析一直是汽车工业中的重要问题。

优化设计方法的主要目标是减少悬架系统重量和体积,并增加车辆的稳定性和操纵性。

在性能分析方面,主要是采用试验、仿真和计算三种方法,以获得更准确的结果。

试验是最常用的分析方法之一。

它包括车辆实际测试、路试和底盘试验。

这种方法可以测量和分析悬架系统的各种性能参数,例如侧倾角、轮胎接地面、悬架行程、制动力等。

汽车双横臂扭杆弹簧独立悬架设计

汽车双横臂扭杆弹簧独立悬架设计

汽车双横臂扭杆弹簧独立悬架设计悬挂系统在汽车中起到了关键的作用,它直接影响着汽车的操控性、行驶稳定性、乘坐舒适性等方面。

对于高性能车辆而言,悬挂系统的设计尤为重要。

双横臂扭杆弹簧独立悬架是一种高性能的悬挂系统,本文将对其进行详细的设计。

双横臂扭杆弹簧独立悬架是一种常见的汽车悬挂系统,其结构简单紧凑、重量轻、刚性优越、行驶稳定性好等特点使其成为高性能车辆中的首选。

该悬挂系统主要由两根横臂、一根扭杆和弹簧组成。

其中,横臂分别安装在车体和车轮悬架之间,扭杆则固定在两个横臂之间。

而弹簧则连接在横臂和车体之间,起到支撑和缓冲的作用。

在设计双横臂扭杆弹簧独立悬架时,需要考虑的因素包括悬挂系统的刚度、悬挂高度和行驶稳定性等。

首先,我们需要确定悬挂系统的刚度。

刚度对于悬挂系统来说非常重要,它直接影响着汽车的操控性和行驶稳定性。

刚度过高会降低乘坐舒适性,而刚度过低则会影响操控性能。

因此,我们需要根据车辆的使用环境、车型和车重等因素来确定悬挂系统的刚度。

其次,需要确定悬挂高度。

悬挂高度是指汽车底盘与地面的距离,它会影响到汽车的通过性、行驶平稳性和乘坐舒适性等方面。

在确定悬挂高度时,需要综合考虑不同因素的影响,如车身重心、悬挂系统刚度和弹簧等。

最后,需要考虑悬挂系统的行驶稳定性。

悬挂系统的行驶稳定性决定着汽车在高速行驶和急转弯等情况下的控制性能。

为了提高行驶稳定性,可以采用多种方式,如增加悬挂系统的刚度、调整悬挂系统的几何结构和采用电子控制悬挂系统等。

在进行双横臂扭杆弹簧独立悬架设计时,还需要对各组件的材料和结构进行选择。

材料的选择应考虑强度、刚度、重量等因素。

而结构的设计需要考虑各组件之间的连接方式、布局和受力情况等。

总之,汽车的悬挂系统是其性能表现和乘坐舒适性的重要因素之一、双横臂扭杆弹簧独立悬架作为一种高性能的悬挂系统,其设计需要综合考虑悬挂系统的刚度、悬挂高度和行驶稳定性等因素。

通过合理的选择和设计,可以使汽车的悬挂系统达到最佳的运行状态,提供出色的操控性、行驶稳定性和乘坐舒适性。

汽车设计悬架系统方案

汽车设计悬架系统方案

目录第一章悬架的结构形式的选择第一节悬架的构成和类型第二节独立悬架结构形式分析第三节前后悬架的选择第二章悬架主要参数的选择第一节悬架性能参数的选择第二节悬架的自振频率第三节侧倾角刚度第四节悬架的静动挠度的选择第三章弹性元件的设计分析及计算第一节前悬架弹簧第二节后悬架弹簧第四章独立悬架导向机构的设计分析及计算第一节导向机构设计要求第二节麦弗逊独立悬架示意图第三节导向机构受力分析第四节横臂轴线布置方式第五节导向机构的布置参数第五章减震器的设计分析及计算第一节第一章悬架的结构形式的选择1.1悬架的构成和类型1.1.1 构成(1)弹性元件具有传递垂直力和缓和冲击的作用。

常见的弹性元件有:钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧、橡胶弹簧等。

(2)导向装置其作用是传递除弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。

常见的导向装置有:斜置单臂式、单横臂式、双横臂式、双纵臂式、麦弗逊式等。

(3)减震器具有衰减振动的作用。

常见的减震器有:简式减震器、充气式减震器、阻力可调式减震器等。

(4)缓冲块其作用是减轻车轴对车架的直接冲撞,防止弹性元件产生过大的变形。

(5)横向稳定器其作用是减少转弯行驶时车身的侧倾角和横向角振动。

1.1.2 类型悬架可分为非独立悬架和独立悬架。

(1)非独立悬架非独立悬架的特点是:左、右车轮用一根整体轴连接,再经过悬架与车架连接。

优点是:结构简单、制造容易、维修方便、工作可靠。

缺点是:①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。

②簧下质量较大。

③在不平路面上行驶时,左、右车轮相互影响,并使车轴和车身倾斜。

④当两侧车轮不同步跳动,车轮会左、右摇摆,使前轮容易产生摆振。

⑤前轮跳动时,悬架易与转向传动机构产生运动干涉。

⑥汽车转弯行驶时,离心力也会产生不利的轴转向特性。

⑦车轴上方要求有与弹簧行程相适应的空间。

然而由于非独立悬架结构简单、易于维护以及可以使用多种类型的弹性元件等优点,非独立悬架多用于载货汽车和大客车的前、后悬架。

载货汽车后悬架毕业设计实例

载货汽车后悬架毕业设计实例

载货汽车后悬架设计实例一、设计的主要数据载质量:6000kg整备量:5000kg空车时:前轴负荷:2500kg后轴负荷:2500kg满载时:前轴负荷:3350kg后轴负荷:7650kg尺寸:总长:8470总宽:2470轴距:4700前轮距:1900后轮距:1800满载重心高度:1180二、悬架主要参数的确定1 悬架的静挠度f c悬架的静扰度是指汽车满载静止时悬架上的载荷f c与此时悬架刚度c 之比,即f= F w/cc货车的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。

因汽车的质量分配系数近似等于1,因此货车车轴上方车身两点的振动不存在联系。

货车的车身的固有频率n,可用下式来表示:n=c/m/2式中,c为悬架的刚度(N/m),m为悬架的簧上质量(kg)又静挠度可表示为:f c= mg/cg:重力加速度(10N/kg),代入上式得到:n=15.76/f cn:hzf c:mm分析上式可知:悬架的静挠度直接影响车身的振动频率,因此欲保证汽车有良好的行驶平顺性,就必须正确选择悬架的静挠度。

又因为不同的汽车对平顺性的要求不相同,货车的后悬架要求在1.70~2.17hz之间,因为货车主要以载货为主,所以选取频率为:1.9hz.。

2 悬架的动挠度f d悬架的动挠度是指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构容许的最大变形时,车轮中心相对车架的垂直位移。

通常货车的动挠度的选择范围在6~9cm.。

本设计选择:f d= 8.0cm3 悬架的弹性特性悬架的弹性特性有线性弹性特性和非线性弹性特性两种。

由于货车在空载和满载时簧上质量变化大,为了减少振动频率和车身高度的变化,因此选用刚度可变的非线性悬架。

4 悬架主,副簧刚度的分配图 1 货车主、副簧为钢板弹簧结构的弹性特性如何确定副簧开始参加工作的载荷F k 和主,副簧之间刚度的分配,受悬架的弹性特性和主,副簧上载荷分配的影响,原则上要求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,还 要求副簧参加工作前后的悬架振动频率不大。

独立悬架课程设计方案模板

独立悬架课程设计方案模板

一、课程名称独立悬架设计与应用二、课程背景随着汽车工业的快速发展,独立悬架因其优异的操控性能、舒适性和安全性而成为现代汽车的主流悬架形式。

本课程旨在使学生掌握独立悬架的基本原理、设计方法及在实际工程中的应用,提高学生的专业素养和实际操作能力。

三、课程目标1. 理解独立悬架的工作原理和特点;2. 掌握独立悬架的结构设计、参数优化及性能评价方法;3. 学会独立悬架在汽车工程中的应用;4. 培养学生的创新意识和团队协作能力。

四、课程内容1. 独立悬架概述- 独立悬架的定义及分类- 独立悬架的特点及优势- 独立悬架的发展历程2. 独立悬架的结构设计- 常用独立悬架结构介绍(如麦弗逊式、多连杆式、双横臂式等)- 独立悬架的结构参数分析- 独立悬架的连接方式及材料选择3. 独立悬架的动力学分析- 独立悬架的受力分析- 独立悬架的运动学分析- 独立悬架的动力学模型建立4. 独立悬架的参数优化- 独立悬架性能评价指标- 参数优化方法(如遗传算法、粒子群算法等)- 优化结果分析与验证5. 独立悬架在汽车工程中的应用- 独立悬架在轿车、SUV、MPV等车型中的应用- 独立悬架在新能源汽车中的应用- 独立悬架在赛车、特种车辆中的应用6. 独立悬架的试验与验证- 独立悬架试验台搭建- 独立悬架性能试验方法- 试验结果分析与总结五、教学方法1. 讲授法:系统讲解独立悬架的基本原理、设计方法及实际应用;2. 案例分析法:通过分析典型独立悬架案例,提高学生的实践能力;3. 讨论法:引导学生对独立悬架设计中的问题进行讨论,培养学生的创新思维;4. 实践操作法:组织学生进行独立悬架设计、建模及仿真实验,提高学生的实际操作能力。

六、课程评价1. 平时成绩:课堂参与度、作业完成情况等(40%);2. 实践成绩:独立悬架设计、建模及仿真实验成绩(30%);3. 期末考试:独立悬架基本原理、设计方法及应用的笔试成绩(30%)。

七、课程资源1. 教材:《汽车悬架设计与应用》;2. 网络资源:相关学术网站、汽车设计软件等;3. 实验设备:独立悬架试验台、计算机等。

汽车底盘悬架结构设计要点分析

汽车底盘悬架结构设计要点分析

汽车底盘悬架结构设计要点分析随着汽车工业的飞速发展,汽车底盘悬架结构的设计也成为汽车工程师们关注的重点之一。

底盘悬架是汽车重要的组成部分之一,直接关系到车辆的操控性、舒适性和安全性。

本文将对汽车底盘悬架结构设计的要点进行详细分析。

1. 悬架结构的类型要点分析的第一步就是悬架结构的类型。

常见的悬架结构包括双叉臂式、麦弗逊式、复合式、多连杆式等。

每种类型的悬架结构都有各自的优缺点,需要根据车型和用途来选择合适的悬架结构。

双叉臂式悬架适合高性能及大功率车型,麦弗逊式悬架适合一般家用车,复合式悬架适合跨界车型,多连杆式悬架适合豪华车型。

在选择悬架结构类型时,需要考虑到车辆的整体性能需求、成本、制造难易度以及可维修性等因素。

2. 悬架构件的材料悬架构件的材料是影响悬架结构性能的重要因素。

常见的材料有钢材、铝合金、碳纤维等。

钢材强度高、价格低,是汽车悬架结构最常用的材料。

但随着汽车轻量化、节能化及安全性要求的提高,铝合金和碳纤维等新材料被越来越多的应用在悬架结构中。

这些新材料在提高整车轻量化的同时还能提高车辆的操控性能和减少燃油消耗。

在选择悬架材料时,需考虑到材料的强度、刚度、耐久性以及成本等因素。

3. 悬架减震器的选型悬架减震器是影响汽车乘坐舒适性和操控性的关键部件,其选型直接影响到车辆的驾驶品质。

常见的悬架减震器包括气压式、液压式、电子控制式等。

不同类型的减震器具有不同的减震特性,如气压式减震器可以根据路况和行驶速度自动调整减震力,提高车辆的操控性和稳定性;电子控制式减震器可以根据驾驶者的驾驶习惯和路况实时调整减震力,提高车辆的操控性和舒适性。

在选型时需要考虑到车辆的用途和价格。

4. 悬架系统的调校悬架系统的调校是悬架设计的重要环节之一。

悬架系统的调校包括悬架几何参数的设计和悬架部件的强度设计。

悬架几何参数的设计直接关系到车辆的操控性和舒适性,如悬架几何参数的合理设计可以改善车辆的操控性和降低车辆的侧倾,提高车辆的行驶稳定性。

汽车钢板弹簧悬架设计

汽车钢板弹簧悬架设计

汽车钢板弹簧悬架设计1.弹簧选用汽车钢板弹簧主要由弹簧片组成,弹簧片之间通过铆钉连接。

在选用弹簧片时,需要根据车辆的重量和使用环境来确定合适的弹簧片数量和材料。

弹簧片的数量越多,弹簧刚度就越高,对于重负荷的车辆,需要选择刚度较高的弹簧片。

弹簧片的材料可以选择高强度钢板,以提高弹簧的寿命和可靠性。

2.弹簧布局汽车钢板弹簧的布局主要包括前后轴的弹簧组织和布置。

为了保证车辆的稳定性和悬挂的平衡性,前后轴的弹簧刚度需要相对均衡,可以根据车辆设计的重心位置和工况来确定各个轴的刚度比例。

同时,在弹簧的布置上,需要考虑到弹簧的有效作用长度,以及与减震器和车架的配合情况,确保弹簧在工作时能够正常运动。

3.减震器选用汽车钢板弹簧悬架中的减震器起到控制弹簧振动和提高行驶平稳性的作用。

减震器的选用需要根据车辆的重量和行驶条件来确定。

一般而言,重负荷的车辆需要选择刚度较高的减震器,而轻负荷的车辆可以选择较为柔软的减震器。

常见的减震器有液压减震器、气压减震器和双作用减震器等。

在实际应用中,需要根据车辆的需求和预算来选择合适的减震器。

4.悬挂系统调校在汽车钢板弹簧悬架的设计中,调校是一个关键的环节。

通过调整弹簧刚度、减震器阻尼、弹簧预紧力等参数,可以实现悬挂系统的理想性能。

悬挂系统的调校需要根据车辆的用途和乘客的需求来进行,例如,运载车辆和越野车辆需要更硬的悬挂系统来增加稳定性和通过性,而乘用车和豪华车则需要更柔软的悬挂系统来提高乘坐舒适性。

在进行悬挂系统的调校时,需要进行一系列的试验和数据分析,以确定最佳的参数组合。

物理试验和计算机仿真是常用的手段。

通过调整参数和验证,最终确定悬挂系统的设计。

总之,汽车钢板弹簧悬架设计需要考虑弹簧选用、弹簧布局、减震器选用和悬挂系统调校等方面。

通过合理的设计和调校,可以实现符合车辆需求和乘客舒适性要求的悬挂系统。

汽车悬架和转向系统设计

汽车悬架和转向系统设计

汽车悬架和转向系统设计1. 概述汽车悬架和转向系统是汽车中至关重要的部分,对汽车的操控性、行驶稳定性和乘坐舒适性有着重要的影响。

悬架系统负责支撑汽车车身,保证车轮与地面的接触,同时吸收来自路面的冲击力;而转向系统则负责使车辆按照驾驶员的指令实现转向操作。

在汽车设计中,悬架和转向系统的设计需要综合考虑多种因素,包括车辆的用途、性能需求、成本以及使用环境等。

本文将介绍汽车悬架和转向系统设计中的关键要点,并探讨一些常见的设计策略和优化方法。

2. 悬架系统设计2.1. 悬架类型常见的汽车悬架类型包括独立悬架和非独立悬架。

独立悬架指的是四个车轮各自独立悬挂,相互之间没有连接,可以独立运动。

非独立悬架指的是四个车轮之间通过悬架系统相连接,受到相互影响。

独立悬架相较于非独立悬架具有更好的悬挂效果,能够提供更好的操控性和乘坐舒适性。

常见的独立悬架类型包括麦弗逊悬架、多连杆悬架和双叉臂悬架等。

2.2. 悬架参数设计悬架系统的参数设计对于汽车的行驶稳定性、乘坐舒适性和操控性都有重要影响。

其中一些关键的参数包括减振器刚度、悬架弹簧刚度、悬架几何参数等。

减振器刚度决定了汽车在受到冲击力时的反应速度,过大或过小的减振器刚度都会影响汽车的乘坐舒适性。

悬架弹簧刚度则负责车身的支撑和回弹,也对乘坐舒适性有重要影响。

悬架几何参数则涉及到悬架的运动轨迹和相对位置,对悬架系统的整体性能起着决定性作用。

2.3. 悬架系统优化悬架系统的优化设计旨在提升汽车的行驶性能和乘坐舒适性。

在悬架系统设计中,常见的优化手段包括材料选择、刚度调整、阻尼控制和减重等。

材料选择是悬架系统设计中的一个重要环节。

采用合适的材料可以提高悬架系统的刚度,同时减轻悬架组件的重量。

刚度调整可以通过调整减振器和弹簧的硬度来实现,以获得更好的悬架效果。

阻尼控制则可以通过控制减振器的阻尼力来实现,以提升汽车的稳定性和乘坐舒适性。

减重是悬架系统设计中的一个重要目标,通过使用轻量化材料和结构设计优化来减轻悬架组件的重量,从而提高汽车的燃油经济性和操控性能。

汽车设计悬架设计

汽车设计悬架设计

汽车设计悬架设计汽车悬架是汽车的重要组成部分之一,它负责支撑和连接车身和车轮,使汽车具备稳定驾驶性能、良好的操控性和舒适的行驶感受。

悬架设计的好坏直接关系到车辆的行驶稳定性、车身姿态控制以及车辆舒适性。

本文将从悬架的基本原理、结构形式、悬架参数优化以及新技术应用等方面,对汽车悬架的设计进行详细阐述。

汽车悬架的基本原理是通过弹簧和减振器来吸收和分散来自不平路面的冲击力,并提供车身的载荷支撑。

弹簧可以是螺旋弹簧、气囊弹簧或扭力杆弹簧,而减振器则是通过内部的液压阻尼器将冲击力转化为热能。

汽车悬架的结构形式多种多样,常见的有独立悬架、非独立悬架和半独立悬架等。

其中独立悬架可以使轮胎保持垂直于地面,确保每个车轮都能独立地跟随路面变化,提高车辆的操控性和舒适性。

在悬架设计中,悬架参数的优化是至关重要的一步。

悬架参数包括弹簧刚度、减振器阻尼、悬挂点位置等。

弹簧刚度的选择直接关系到车辆的悬架活动范围和弹性特性,太硬的弹簧会使车辆过于坚硬,太软的弹簧则会使车辆过于柔软。

减振器阻尼的调节可以影响车辆的悬挂变形和减振效果,适当的阻尼可以提高悬架的响应速度和抗冲击能力。

悬挂点位置的选择与车辆的悬挂角度和车轮跳跃力有关,较高的悬挂角度可以提高车辆的通过性和减震效果,而较低的车轮跳跃力可以提高车辆的稳定性和操控性。

近年来,随着科技的进步,汽车悬架的设计也有了许多新的技术应用。

例如,电子悬架系统可以通过电磁感应和控制阀来调节悬架的硬度和高度,实现动态悬架调节;主动减振器系统则可以根据路面状况和驾驶环境主动调节减振器的阻尼,提供更好的悬架效果。

此外,气动悬架系统可以通过空气弹簧和电动泵进行主动调节,提供更好的减震效果和稳定性。

这些新技术的应用使汽车悬架能够更好地适应不同行驶条件和驾驶需求,提供更好的驾驶体验。

综上所述,汽车悬架设计对车辆的行驶稳定性、操控性和舒适性具有巨大影响。

悬架设计应该根据车辆的使用环境和驾驶需求合理选择悬架形式、优化悬架参数,并结合新技术的应用来提供更好的行驶性能。

毕业设计-汽车悬架设计

毕业设计-汽车悬架设计

成都航空职业技术学院2015年毕业设计论文题目:汽车多功能转向系统(悬架设计)学生:叶成忠专业:车辆工程班级: 51314班学号: ******指导老师:**目录摘要 .............................................................................................................................................................. - 3 - Abstract........................................................................................................................................................ - 3 - 前言 .............................................................................................................................................................. - 4 - 设计背景:........................................................................................................................................... - 4 - 课题来源及要求:............................................................................................................................... - 4 - 主要内容:........................................................................................................................................... - 5 - 产品展示:........................................................................................................................................... - 5 - 第一章悬架分析选型............................................................................................................................... - 7 -1.1悬架结构方案选择........................................................................................................................ - 7 -1.1.1 设计对象车型参数................................................................................................................... - 7 -1.1.2 独立悬架与非独立悬架结构形式的选择....................................................................... - 8 -1.1.3 悬架具体结构形式的选择............................................................................................... - 8 -1.1.4 弹性原件选择................................................................................................................... - 8 -1.1.5 减振元件选择................................................................................................................... - 8 -1.2传力构件及导向机构.................................................................................................................... - 9 -1.3横向稳定器.................................................................................................................................... - 9 -1.4 下摆臂类型选择......................................................................................................................... - 10 - 第二章悬架主要参数确定....................................................................................................................... - 10 -2.1悬架挠度计算.............................................................................................................................. - 10 -f的计算 .................................................................................................... - 10 -2.1.1悬架静挠度cf计算 ....................................................................................................... - 11 -2.1.2 悬架动挠度d2.1.3 悬架刚度计算................................................................................................................. - 12 - 第三章弹性元件设计............................................................................................................................... - 13 -3.1 螺旋弹簧的刚度......................................................................................................................... - 13 -3.2 计算螺旋弹簧的直径................................................................................................................. - 13 -3.3 螺旋弹簧校核............................................................................................................................. - 14 -3.3.1 螺旋弹簧刚度校核......................................................................................................... - 14 -3.3.2 弹簧表面剪切应力校核................................................................................................. - 14 - 第四章减振器设计................................................................................................................................... - 15 -4.1 减振器结构类型的选择............................................................................................................. - 15 -4.2 减振器参数的设计..................................................................................................................... - 16 -4.2.1 相对阻尼系数ψ............................................................................................................. - 16 -4.2.2 减振器阻尼系数 的确定............................................................................................. - 16 -F的确定 ....................................................................................... - 17 -4.2.3 减振器最大卸荷力4.2.4 减振器工作缸直径D的确定......................................................................................... - 18 -4.3 横向稳定杆的设计..................................................................................................................... - 19 -4.3.1 横向稳定杆的作用......................................................................................................... - 19 -4.3.2 横向稳定杆参数的选择................................................................................................. - 19 - 第五章麦弗逊式独立悬架导向机构设计............................................................................................... - 20 -5.1导向机构的布置参数.................................................................................................................. - 20 -5.1.1麦弗逊式独立悬架的侧倾中心...................................................................................... - 20 -5.2 导向机构受力分析..................................................................................................................... - 21 -5.3 下横臂轴线布置方式的选择..................................................................................................... - 22 -5.4 下横摆臂主要参数..................................................................................................................... - 23 - 第六章论文总结................................................................................................................................... - 24 - 致谢 ............................................................................................................................................................ - 25 - 参考文献..................................................................................................................................................... - 25 -摘要根据对汽车悬架的研究以及资料的查阅,着重阐述了应用于多功能转向电动汽车麦佛逊式独立悬架的设计与计算,在保证电动车能原地旋转以及侧向行驶对悬架的布置进行全新设计,包括汽车悬架类型选择,不同类型悬架的优缺点,和各种类型悬架应用状况等。

汽车设计悬架设计

汽车设计悬架设计

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
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
通过减小悬架垂直刚度;能降低车身振动固有频
率n nc/m s/2 ;达到改善汽车平顺性的目的;
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;
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;
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 ;
2 分类
δ为挠度增大系数先确定与主片等长的重叠片数n1;再估计一 个总片数n0;求得η=n1/m0;然后用δ=1 5/1 041+0 5η初 定δ E为材料的弹性模量;
钢板弹簧总截面系数W0用下式计算
W0≥FWLks/4σW 式中;σW为许用弯曲应力; 对于55SiMnVB或60Si2Mn等材料;表面经喷丸处理后;推荐σW在下列 范围内选取;前弹簧和平衡悬架弹簧为350450N/mm2;后副簧为 220250N/mm2;

汽车悬架课程设计

汽车悬架课程设计

乘龙牌LZ1240MD42N 型载货车前悬架采用非独立悬架,为纵置式钢板弹簧,为减少钢板弹簧品种,直接选用T24板簧,规格:1500×90×13-10(3),固定端为中心卷耳,摆动端为吊耳),双向作用液式筒式减振器;前悬架板簧中心距为820mm ;前悬架前固定端支架左右不同,右前固定端以架有一销孔,用于安装驾驶室举升油缸。

后悬架为四连杆式平衡悬架, 板簧中心距为1030mm, 为减少钢板弹簧品种,直接选用J1板簧,钢板弹簧规格:1540×90×20-10(2)。

一.设计原则1、本车悬架系统的设计应确保整车具有良好的操纵稳定性和行驶平顺性及不足转向特性,具有较强的承载能力,并使其上述性能达到或接近国内外同类型车辆的先进水平。

2、充分考虑车型系列的需要,提高零部件标准化、通用化、系列化水平。

3、合理选取主要零部件的应力值,确保车辆行驶安全性,在保证悬架系统零部件足够使用寿命的前提下尽可能减轻自重。

二.整车有关参数整车设计师提供下列数据作为本车悬架系统的设计依据:(按长轴距车数据为基本型设计) 1、轴距(mm): 6050+13002、轮距:前轮距B 1 = 1940 mm 后轮距B 2 = 1860 mm 345、悬架单边静负荷经实际称重和估算,前、后悬架的非簧载质量为: G u1 = 670 kg ; G u2 = 2680kg 前 P 1 = 9.8(G 1-G u1)2 后 P 2 =9.8(G 2-G u2)2式中:G 1、G 2分别为前、后轴荷悬架单边静负荷计算结果如下:(N )— —装 订 线— —三.前悬架布置计算前悬架前悬架布置图见下图:四.前悬架设计计算(一)、前悬架系统采用的弹性元件为纵置式钢板弹簧 (二)、前钢板弹簧的参数计算: 1、规格作用长度 L 0前 = 1500 mm , 宽度B = 90 mm, 厚度H = 13 mm,主簧总片数10片(主片 = 3片), 骑马螺栓夹紧距S = 108 mm2、断面特性(平扁钢),断面形状如图四:a = 6.5 mm .……………… 中性层到受拉面边缘的距离 I = H 3 [B 12 -H 2 (14 + 3 16 -19π192 )] ……………… 相当于中性层的惯性矩 = 15800.6 mm 4— —装 订 线— —W = IH 2 =2430.9 mm 3 …………………… 抗弯断面系数F = H [B-(32 - 3 4 -7π24 )H ] …………………… 断面面积 = 1144.48 mm 3∑I = 10×I = 158006 mm 4 …………………… 总成总惯性矩 3、比应力: σ前 (钢板弹簧总成单位变形引起的应力)装车时用骑马螺栓夹紧后σ前 = 0.95×1δ前 ×3Ea μl2 式中:0.95为比应力修正系数l :半段有效长度 μ:夹紧修正系数 δ前:挠度系数l (半段有效长度)= 12 L 0前 - S4 =723 mm l 前=2 l=1446 mm μ =L 0前-0.5SL 0前-S= 1.039 δ前 =1.51.05(1+n 前`2N 前`)= 1.24 其中:n 前`:主簧主片数 N 前`:主簧总片数 ∴ σ前 = 0.95 ×1δ前 3Eaμl2= 5.666 (N/mm 2/mm)4、夹紧刚性:C 前 (单位变形所能承受的载荷) 装车时用骑马螺栓夹紧后C 前 = 1δ前 ×48E ΣI l 前3= 415.9 N/mm圆整: C 前修 = 416 N/mm5、静挠度fc: fc = QcC 前计算结果见下表:按T24板簧图纸所示,自由弧高为110(参考),夹紧后弧高为95,因此在验证载荷工况下,板簧弧高为35±5 mm,满足使用要求。

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

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。

汽车悬架设计

汽车悬架设计

引言悬架是现代汽车的重要总成之一。

它是车架与车桥之间的一切传力连接装置的总称。

典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。

弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧,个别高级轿车则使用空气弹簧。

汽车悬架包括弹性元件,减振器和传力装置等三部分,这三部分分别起缓冲,减振和力的传递作用。

弹性元件用力传递垂向力,并缓和由路面不平度引起的冲击和振动。

从轿车上来讲,弹性元件多指螺旋弹簧,它只承受垂直载荷,缓和及抑制不平路面对车体的冲击,具有占用空间小,质量小,无需润滑的优点,但由于本身没有摩擦而没有减振作用。

减振器指液力减振器,是为了加速衰减车身的振动,它是悬架机构中最精密和复杂的机械件。

传力装置是指车架的上下摆臂等刚架、转向节等元件,用来传递纵向力,侧向力及力矩,并保证车轮相对于车架(或车身)有确定的相对运动规律。

正文一.悬架结构、作用、类型(1)结构。

悬架主要由弹性元件。

减震器和导向装置三部分组成,一些悬架还设有辅助弹性元件、横向稳定器等,它们分别起到缓冲、减震、导向和力的传递等作用。

(2)主要作用。

悬架的主要作用是把车架与车桥弹性地连接在一起,吸收和缓和路面对车架的冲击,衰减由此引起的承载系统的振动,把路面作用于车轮上的垂直反力(支承力)、纵向反力(驱动力和制动力)和侧向反力以及这些反力所形成的力矩传递到车架上,以保证汽车平顺地行驶和乘坐的舒适。

(3)类型。

按悬架构造的不同,通常可分为独立悬架和非独立悬架。

独立悬架的车桥做成断开式的,每一侧的车轮单独地通过弹性悬架悬挂在车架的下面。

非独立悬架是用一根整体式车桥连接两侧的车轮,车轮连同车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架的下面。

一些汽车悬架使用螺旋弹簧作为弹性元件,需加设横向稳定器。

根据汽车两侧车轮运动是否相互关联, 汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两种型式。

悬架系统设计汽车悬架系统设计

悬架系统设计汽车悬架系统设计
表面质量。
装配与涂装
按照工艺流程进行装配,采用 自动化涂装设备,确保产品外
观质量。
检测与试验
对成品进行全面的检测和试验 ,确保产品性能符合设计要求

关键工艺参数控制
热处理工艺参数
控制加热温度、保温时间和冷却速度等参数,确 保材料的力学性能和金相组织符合要求。
焊接工艺参数
选择合适的焊接方法和焊接参数,确保焊缝质量 和强度。
解决关键技术难题
在悬架系统设计过程中,攻克了多项关键技术难题,如非线性阻尼特性控制、多自由度振 动解耦等,为悬架系统的研发和应用提供了有力支持。
行业发展趋势预测
智能化悬架系统成为发展热点
随着智能驾驶技术的不断发展,智能化悬架系统将成为未来汽车悬架 系统的重要发展方向,实现与车辆控制系统的高度集成和协同工作。
验证与测试
通过实车试验或台架试验等方式,验证优化后的悬架系统的性能和可 靠性,确保满足设计要求。
05 悬架系统制造工艺与质量 控制
制造工艺流程规划
01
02
03
04
原材料选择与检验
选用高强度、轻量化的材料, 并进行严格的入厂检验,确保
原材料质量。
零部件加工
采用先进的数控机床和加工工 艺,确保零部件的尺寸精度和
稳定性分析
研究车辆和悬架系统在受到外部扰动时的稳定性,包括侧倾稳定 性、俯仰稳定性和横摆稳定性等。
仿真模拟与优化设计
仿真模拟
利用计算机仿真软件,对悬架系统进行动力学仿真模拟,分析系统 的运动学和力学特性,以及车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。
优化设计
根据仿真结果和实际需求,对悬架系统的结构参数、刚度和阻尼等 进行优化设计,提高车辆的行驶性能和舒适性。

汽车悬架设计

汽车悬架设计
20
《汽车设计》电子教案
8.4 弹性元件的计算
➢8.4.3 螺旋弹簧的计算
螺旋弹簧常用于独立悬架中,它通
常只能承受垂直载荷。螺旋弹簧的主要
尺寸是平均直径D,钢丝直径d 和工作 圈数 n ,如图所示。
设计时先根据行驶平顺性的要求,
确定悬架的静挠度 fc和动挠度 fd,然后
根据导向机构特点选择杆杠比,从而换
根据气囊结构型式不同,空气弹簧可分为囊式、膜式和复合式三 种。囊式又分为单曲式、双曲式和多曲式;与膜式相比,囊式寿命较 长、制造方便,刚度较大,故常用于商用车。
23
《汽车设计》电子教案
8.4 弹性元件的计算
➢8.4.4 空气弹簧和油气弹簧的计算
2. 油气弹簧 油气弹簧是空气弹簧的一种特例,它以气体作为弹性元件,在气 体与活塞之间引入油液作为中间介质。油气弹簧的工作缸由气室和浸 在油液中的阻尼阀组成。 油气弹簧有双气室和两级压力式。
5. 钢板弹簧组装后总成弧高
L2
6.
H0
钢板弹簧强度校核
8R0
1) 汽车紧急制动时
15
《汽车设计》电子教案
8.4 弹性元件的计算
➢8.4.1 钢板弹簧的计算
6. 钢板弹簧强度校核 2) 驱动时
16
《汽车设计》电子教案
8.4 弹性元件的计算
➢8.4.1 钢板弹簧的计算
6. 钢板弹簧强度校核 3) 钢板弹簧卷耳和弹簧销的强度计算 卷耳应力为
8.5 独立悬架导向机构设计
➢8.5.3 双横臂悬架导向机构设计
1.前轮定位参数的变化 表中列出了几种国外乘用车双横臂式独立悬架的一些参数,供设
计时参考。
车牌名称
上臂长A(mm)
下臂长r(mm)

前悬架毕业设计

前悬架毕业设计

前悬架毕业设计前悬架是汽车悬挂系统中的重要组成部分,它对汽车的操控性能和乘坐舒适性起着至关重要的作用。

在汽车设计领域,前悬架的优化和改进一直是研究的热点之一。

本文将探讨前悬架的毕业设计,从设计的目标、方法和结果等方面进行分析和讨论。

首先,我们需要明确前悬架设计的目标。

前悬架的设计旨在提高汽车的操控性能和乘坐舒适性,同时要满足安全性和可靠性的要求。

在设计过程中,需要考虑到汽车的使用环境和条件,以及用户的需求和期望。

因此,前悬架的设计目标应该是综合考虑各种因素,寻求最佳的平衡点。

接下来,我们来讨论前悬架设计的方法和流程。

前悬架设计通常包括几个关键步骤:需求分析、概念设计、详细设计和验证测试。

需求分析阶段需要确定前悬架的基本要求,如悬挂方式、悬挂结构、材料选择等。

概念设计阶段是在需求分析的基础上,通过建立数学模型和仿真分析等手段,提出不同的设计方案,并进行评估和比较。

详细设计阶段是将选定的设计方案进行具体化,包括零部件的尺寸设计、装配方式的确定等。

最后,验证测试阶段是对设计方案进行实际测试和验证,以确保其符合设计要求。

在前悬架设计中,常用的方法和工具包括CAD软件、有限元分析软件和试验设备等。

CAD软件可以用于进行三维建模和装配设计,提高设计效率和准确性。

有限元分析软件可以用于进行结构强度和刚度的计算和分析,帮助设计师评估和改进设计方案。

试验设备可以用于实际测试和验证,以获取真实的性能数据和反馈。

在前悬架设计的过程中,还需要考虑到一些特殊因素和挑战。

例如,前悬架的设计需要考虑到汽车的重量分布和动力系统的特点,以确保悬挂系统的稳定性和可靠性。

此外,前悬架的设计还需要考虑到制动系统和转向系统的配合和协调,以提高汽车的操控性能和安全性。

因此,前悬架设计的难度和复杂性是相对较高的,需要设计师具备扎实的理论基础和丰富的实践经验。

最后,我们来讨论前悬架设计的结果和应用。

一个优秀的前悬架设计应该能够满足设计目标,提高汽车的操控性能和乘坐舒适性。

悬架系统匹配设计

悬架系统匹配设计

悬架系统匹配设计一、悬架系统概述悬架是现代汽车上重要总成之一,它把车架与车轴弹性地连接起来。

其主要任务是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩,并且缓和由不平路面传给车架的冲击载荷,衰减由此引起的承载系统的振动,以保证汽车平顺地行驶。

悬架主要由弹性元件、导向机构和减振器组成(在有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆)。

弹性元件用来传递垂直力,并缓和由不平路面引起的冲击和振动,其种类有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧、油气弹簧及橡胶弹簧等。

由于钢板弹簧在悬架中可兼作导向机构用,可使悬架结构简化,且保养维修方便、制造成本低,所以货车悬架中一般都采用钢板弹簧作为弹性元件。

钢板弹簧是汽车悬架中作为汽车当中应用最广泛的弹性元件,它是由若干等宽但不等长的合金弹簧片组成的一根近似等强度的弹性梁,钢板的弹簧的第一片一般是主片,其两端弯成卷耳内装青铜、粉沫治金组成的衬套,以便用弹簧销与固定在车架的支架或吊耳作铰接连接。

钢板弹簧一般用U型螺栓固定在车桥上。

中心螺栓用以连接各片弹簧片,并保证装配时各片的相对位置。

中心螺栓距两卷耳的距离可相等也可以不等。

主片卷耳受力最严重,是薄弱处,为改善主片卷耳的受力情况,常将第二片末端也弯成卷耳,包在主片的外面(也称包耳)。

有些悬架中的钢板弹簧两端不做成卷耳,而采用其它的支承方式(比如滑块式)。

连接各构件,除了中心螺栓以外,还有若干个弹簧夹,其主要作用是当钢板弹簧反向变形时,使各片不致于相互分开,以免主片单独承载,此处,为了防止各处横向错动。

弹簧夹用铆钉铆接在下之相连的最下边弹簧的端部,弹簧的夹的两边用螺栓连接,在螺栓上有套管顶住弹簧片的两边,以免将弹簧片夹得过紧。

中螺栓套管和弹簧片之间有一定的间隙(不少于(1.5mm)。

以保证弹簧变形可以相互滑移。

钢板弹簧在载荷作用下变形时,各片有相对滑移而产生摩擦,可以促进车架的振动的衰退。

但各片的干摩擦,将使车轮所受的冲击在很大程度上传给车架,即降低了悬架的缓和冲击能力,并使弹簧片加速磨损,这是相当不利的,为了减少弹簧片之间的摩擦,在装组合钢板弹簧时,各片间需涂上石墨润滑脂,并应定期的保养。

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总体方案:
在设计时首先考虑改型车的总体方案要求,在借鉴原型车悬架系统结构的基础上,提出改型车悬架系统的总体方案。

接着,根据悬架总体方案,进行悬架系统各零部件的设计计算,在计算时应重点计算对悬架整体性能影响较大的零部件如:螺旋弹簧、横向稳定杆、减振器等。

然后,运用CAD 工具进行悬架系统的实体建模和二维零件图的绘制;最后,利用计算机仿真手段对悬架系统的运动学特性进行仿真分析。

原型车是奇瑞QQ3 前悬架选择麦弗逊式独立悬架 后悬架选择纵向拖拽臂式非独立式悬架
为什么前悬架选择麦弗逊式悬架?
麦弗逊式悬架的特点
麦弗逊悬架一般用于轿车的前轮。

与其它悬架系统相比,麦弗逊式悬架系统具有结构简单,紧凑,占用空间少,性能优越等特点。

麦式悬架还具有较为合理的运动特性,能够保证整车性能要求。

虽然麦弗逊悬挂在行车舒适性上的表现令人满意,其结构简单体积不大,可有效扩大车内乘坐空间,但也由于其构造为滑柱式,对左右方向的冲击缺乏阻挡力,抗刹车点头等性能较差。

麦佛逊式悬架的经济性分析
自20世纪30年代美国通用汽车的一名工程师麦弗逊(McPherson )发明了麦弗逊式悬架以来,麦弗逊式独立悬架已成为使用量最多的悬架结构形式之一[5]。

从宝马M3,保时捷911等高性能车,到菲亚特STILO ,福特FOCUS 和国产的夏利、哈飞面包车等前悬挂采用的都是麦弗逊式悬架。

麦弗逊式悬架的有效性和经济型已经得到了无数事实的佐证。

随着世界能源的日益匮乏,微型汽车和节能汽车已成为世界汽车工业发展的一个重要方向,小排量汽车和经济型汽车的推广势必会带来麦弗逊式独立悬架更为广泛的运用,麦弗逊式悬架的经济性也将得到充分的体现。

麦弗逊式悬架最大的设计特点就是结构简单,结构简单能带来两个直接好处是:悬挂质量轻和占用空间小。

我们知道,汽车的质量是影响汽车燃油经济性的一个关键因素,减轻悬架的质量进而减轻整车的质量就可以有效地降低汽车的油耗,从而达到减少能源消耗和降低使用成本的目的;同样,由于麦式悬架有着结构紧凑、占用空间小等结构特点,这就使汽车的前置前驱式布置方案(FF )成为可能。

这样,不仅省去了采用前置后驱式布置(FB )时所使用的驱动轴,减轻了汽车的质量降低了油耗,还缩小的整车的尺寸,便于汽车向着微型化方向发展。

当然,和其它结构形式的悬架相比从使用经济性角度来讲,麦弗逊式悬架也存在一定的不足。

我们知道,悬挂属于运动部件,在汽车运行过程中,悬架将要承受来之路面和车身各个方向的力和力矩。

对于麦弗逊式悬架这些冲击载荷将完全由减振器支柱和下摆臂来承受,所以这些部位较易发生几何变形,进而使零件损害造成悬架的失效。

前悬架设计方案:
1.悬架静挠度c f
悬架静挠度c f 是指汽车满载静止时悬架上的载荷W F 与此时悬架刚度c 之比,即c F f W c / 。

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。

因现代汽车的质量分配系数ε近似等于1,于是汽车前、后轴上方车身两点的振动不存在联系。

因此,汽车前、后部分的车身的固有频率1n 和2n (亦称偏频)可用下式表示
11121
m c n π= 2
2221m c n π= (4-1) 式中,1c 、2c 为前、后悬架的刚度(N /cm);1m 、2m 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下式表示
111c g m f c = 2
22c g m f c = 式中,g 为重力加速度(g =981cm /2s )。

将1c f 、2c f 代人式(6—1)得到
115
c f n = 225c f n = (4-2)
分析上式可知:悬架的静挠度人直接影响车身振动的偏频n 。

因此,欲保证汽车有良好的行驶平顺性,必须正确选取悬架的静挠度。

在选取前、后悬架的静挠度值1c f 和2c f 时,应当使之接近,并希望后悬架的静挠度2c f 比前悬架的静挠度1c f 小些,这有利于防止车身产生较大的纵向角振动。

理论分析证明:若汽车以较高车速驶过单个路障,1n /2n <1时的车身纵向角振动要比1n /2n >1时小,故推荐取2c f =(0.8~0.9)1c f 。

考虑到货车前、后轴荷的差别和驾驶员的乘坐舒适性,取前悬架的静挠度值大于后悬架的静挠度值,推荐2c f =(0.6~0.8)1c f 。

为了改善微型轿车后排乘客的乘坐舒适性,有时取后悬架的偏频低于前悬架的偏频。

用途不同的汽车,对平顺性要求不一样。

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,前悬架偏频要求在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,再利用式(6—2)即可计算出悬架的静挠度。

2.悬架的动挠度d f
悬架的动挠度d f 是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,车轮中心相对车架(或车身)的垂直位移。

要求
f取7~悬架应有足够大的动挠度,以防止在坏路面上行驶时经常碰撞缓冲块。

对轿车,
d
f取5~8cm
9cm;对大客车,
d
3.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厂(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。

悬架的弹性特性有线性弹性特性和非线性弹性特性两种。

当悬架变形厂与所受垂直外力F之间呈固定比例变化时,弹性特性为一直线,称为线性弹性特性,此时悬架刚度为常数。

当悬架变形f与所受垂直外力F之间不呈固定比例变化时,弹性特性如图4—1所示。

此时,悬架刚度是变化的,其特点是在满载位置(图中点8)附近,刚度小且曲线变化平缓,因而平
f范围内,顺性良好;距满载较远的两端,曲线变陡,刚度增大。

这样可在有限的动挠度
d
得到比线性悬架更多的动容量。

悬架的动容量系指悬架从静载荷的位置起,变形到结构允许的最大变形为止消耗的功。

悬架的动容量越大,对缓冲块击穿的可能性越小。

空载与满载时簧上质量变化大的货车和客车,为了减少振动频率和车身高度的变化,应当选用刚度可变的非线性悬架。

轿车簧上质量在使用中虽然变化不大,但为了减少车轴对车架的撞击,减少转弯行驶时的侧倾与制动时的前俯角和加速时的后仰角,也应当采用刚度可变的非线性悬架。

钢板弹簧非独立悬架的弹性特性可视为线性的,而带有副簧的钢板弹簧、空气弹簧、油气弹簧等,均为刚度可变的非线性弹性特性悬架。

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