高速客车转向架悬挂参数分析
第28卷 第3期2007年9月
大连交通大学学报
JOURNAL OF DAL I A N J I A OT ONG UN I V ERSI TY
Vol.28 No.3
Sep.2007
文章编号:167329590(2007)0320013207
高速客车转向架悬挂参数分析
池茂儒,张卫华,曾 京,戴焕云,邬平波
(西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031)3
摘要:为了全面考察转向架悬挂参数对高速客车行车安全性和乘坐舒适性的影响规律,为高速客车转
向架悬挂参数的合理选取提供理论依据,首先从时域内分析了一、二系悬挂参数对高速客车动力学性能
的影响,然后从频域内分析了二系悬挂参数对车体振动模态的影响.仿真计算与分析结果表明:合理设
置一系纵向和横向定位刚度和二系抗蛇行减振器结构阻尼参数即可基本实现转向架较高的临界速度;
减小二系横向刚度而适当增大二系横向阻尼可提高高速客车的横向平稳性;为了改善高速客车的垂向
平稳性,一、二系垂向减振器阻尼都不宜选取过大.
关键词:高速客车;转向架;悬挂参数;动力学性能;模态
中图分类号:U270.1文献标识码:A
Study of Suspen si on Param eter of h i gh Speed Pa ssenger Car Bog i es
CH IMao2ru,ZHANG W ei2hua,ZENG jing,DA I Huan2yun,WU Ping2bo
(State Key Laborat ory of Tracti on Power,South west J iaot ong University,Chengdu610031,China)
Abstract:I n order t o study the influence of sus pensi on para meter on running security and pas2
senger cosiness of high s peed passenger car and p r ovide theoretical basis f or the choice of sus2
pensi on para meters about high s peed passenger car bogies,the influence of p ri m ary and sec2
ondary sus pensi on para meters on dyna m ic perf or mance of high s peed passenger car is analyzed
in ti m e2domain,and the influence of secondary sus pensi on para meters on vibrati on mode of car
body is analyzed in frequency2domain.Analysis result shows that the reas onable setting of p ri2
mary l ongitudinal and lateral stiffness and da mp ing values of ya w da mpers can increase the crit2
ical vel ocity of bogies,the decrease of secondary lateral stiffness and the p r oper increase of sec2
ondary lateral da mp ing value can i m p r ove the lateral comf ort of high s peed passenger car,and
the p ri m ary and secondary vertical da mp ing values should not be set t oo high in order t o i m2
p r ove the vertical comfort of high s peed passenger car.
Key words:high s peed passenger car;bogie;sus pensi on para meter;dyna m ic perf or mance;
mode
当列车运行速度提高到200k m/h以上时,其动态运行环境发生了质的变化,对行车安全性和乘坐舒适性提出了更加苛刻的要求,使车辆系统面临着许多新的动力学研究课题[124],本文重点研究转向架悬挂参数对高速客车动力学性能的影响.很多研究表明[528],车辆的行车安全性和乘坐舒适性跟转向架悬挂参数的取值是否合理密切相关,因此,对高速转向架的悬挂参数展开系统全面的研究,掌握转向架
3收稿日期:2007203210
基金项目:国家自然科学杰出青年基金(50525518);高等学校科技创新工程重大项目培养基金(705044);国家自然科学创新研究群体科学基金(50521503)
作者简介:池茂儒(1973-),男,副研究员,博士.
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悬挂参数对车辆动力学性能的影响规律,对高速转向架的设计是非常有帮助的.
1 稳定性和曲线通过性能的折衷考虑
通常来说,一系纵横向定位刚度与二系回转阻力矩对车辆的稳定性和曲线通过性能的影响最大,而它们对稳定性和曲线通过性能的影响趋势基本是完全相反的,所以在选择这样的悬挂参数时通常要根据实际应用情况进行一些侧重性的选取.
1.1 一系纵向和横向定位刚度对稳定性和曲线通过性能的影响
一般来说,适当增大一系纵向和横向定位刚度可以提高车辆系统的临界速度,但定位刚度并非越大越好,当一系定位刚度增大到一定程度后,临界速度增加越来越缓慢,甚至还会下降,从图1就可看出这种趋势.从图2可以看出,一系纵向定位刚度对曲线通过性能的影响较大,而一系横向定位刚度的影响相对较小.
图1 一系纵向和横向定位刚度对临界速度的影响图2 一系纵向和横向定位刚度对磨耗指数的影响由于高速列车运行的曲线半径一般都比较大,曲线通过性能不会太差;而高速列车运行的速度较高,稳定性是需要解决的主要矛盾,所以转向架悬挂参数的选择主要应考虑车辆的稳定性.综合一系纵横向定位刚度对车辆动力学的影响规律,如要保证高速转向架300k m/h的运行速度,一系纵向定位刚度Kpx取值在12～15MN/m的范围内,而一系横向定位刚度Kpy取值在6～8MN/m的范围内比较合适.
1.2 抗蛇行减振器对稳定性和曲线通过性能的影响
抗蛇行减振器主要通过其卸荷力dF和卸荷速度dV来影响车辆的动力学性能.一般来说,增大抗蛇行减振器的卸荷力dF而减小卸荷速度dV能提高车辆系统的临界速度,而卸荷力dF对临界速度的影响更大,但大到一定程度后,临界速度的增加就不明显了,从图3就可看出这种趋势.从图4可以看出,增大抗蛇行减振器的卸荷力F而减小卸荷速度dV对曲线通过性能会有一定的恶化作用,尤其是抗蛇行减振器的卸荷力dF不应取得过大.
图3 纵向减振器参数对临界速度的影响图4 纵向减振器参数对磨耗指数的影响
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综合高速转向架的特点以及抗蛇行减振器对车辆动力学性能的影响规律来说,高速转向架抗蛇行减振器卸荷力dF 取值在10～15kN 范围内而卸荷速度dV 取在0.01～0.04m /s 即可满足需要.2 悬挂参数对车辆平稳性的影响
一般来说,车辆横向平稳性主要取决于二系横向刚度和二系横向减振器阻尼,在车辆系统没有失稳时,车辆横向平稳性与一系悬挂参数的关系不是太大,所以主要依靠合理选取二系横向刚度和二系横向减振器阻尼来改善车辆的横向平稳性.车辆垂向平稳性主要取决于二系垂向刚度和二系垂向阻尼,同时一系垂向刚度和一系垂向阻尼也对车辆垂向平稳性有一定影响,但由于转向架的一、二系垂向刚度通常要根据车辆的载重及结构空间要求来确定,所以一、二系垂向刚度通常是不容随意选取的,这样就主要依靠合理选取一、二系垂向阻尼来改善车辆的垂向平稳性了.
2.1 二系横向刚度和横向减振器阻尼对车辆横向平稳性的影响
一般来说,减小二系悬挂横向刚度Ksy 而增大二系横向减振器阻尼Csy 能改善车辆的横向平稳性,从图5和图6可以看出这种趋势.二系横向刚度Ksy 一般要受二系悬挂装置的限制,现在的空簧可以把横向刚度做到0.2MN /m 以下;为了改善车辆的乘坐舒适性,可以把二系横向减振器阻尼Csy 取得大一点,但也不是越大越好,二系横向减振器阻尼Csy 增大到一定程度后,对改善车辆的横向平稳性的效果越来越弱,甚至还有一定的恶化作用,从图6可以看出这种趋势.
综合起来看,高速转向架的二系悬挂横向刚度Ksy 一般选取在0.2MN /m 以下比较好;对于二系横向减振器阻尼Csy 的选取,如果每转向架安装2个横向减振器的话,每个横向减振器阻尼的取值应在40～60kN ?s/m 比较合适.
图5 二系横向刚度对横向平稳性的影响图6 二系横向阻尼对横向平稳性的影响
2.2 一、二系垂向阻尼对车辆垂向平稳性的影响
设置一、二系垂向阻尼是为了改善车辆垂向平稳性,但并不是垂向阻尼越大越好,从图7可以看出,一系垂向阻尼选取在15～20kN ?s/m 比较合适,垂向阻尼取得过大,对车辆的垂向平稳性还有恶化作用.其原因在于:根据减振理论,增大阻尼对低频振动的抑制作用较好,但对高频振动的隔离反而不利.轨道激扰传给一系悬挂的高频振动成分较多,所以一系垂向阻尼不宜取得过大.
二系垂向阻尼的选取与一系垂向阻尼的选取有一些不同,对于中低速转向架来说,轨道激扰引起的振动传到二系悬挂的高频成分已经不多,所以二系垂向阻尼可以适当取大一点对改善车辆的垂向平稳性是有利的;但对于高速转向架来说,轨道激扰引起的振动传到二系悬挂的高频成分仍然较多,所以二系垂向阻尼不宜取得过大,从图8可以看出这种趋势.
综合高速转向架的特点以及一二系垂向阻尼对车辆动力学性能的影响规律来看,一系垂向阻尼可取15～20k N ?s/m ,二系垂向阻尼应选取在20～40k N ?s/m 范围内比较合适.
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图7 一系垂向阻尼对垂向平稳性的影响图8 二系垂向阻尼对垂向平稳性的影响
3 二系悬挂参数对车体振动模态的影响
车体、构架、轮对以及它们之间的悬挂装置组成了一个质量-弹簧-阻尼振动系统,各刚体尤其是车体的悬挂振动模态对车辆的乘坐舒适性是息息相关的:车体的自振频率越小,对高频振动的隔振效果越好,而振动模态阻尼比越大,对低频振动的衰减作用越大.所以,为了改善车辆的乘坐舒适性,应尽量降低车体的悬挂自振频率而适当提高其模态阻尼比.
车体的悬挂振动模态有六种,即车体伸缩、横摆、浮沉、侧滚、点头和摇头.但由于车体的横摆与侧滚始终是耦合在一起:车体的横摆与侧滚同相振动时形成下心滚摆,反相振动时形成上心滚摆[9];此外车体伸缩对车辆动力学性能影响不大.所以通常只研究车体的五种常见振动模态:车体下心滚摆、上心滚摆、摇头、浮沉和点头.前三种模态对车辆横向性能影响较大,后两种对车辆垂向性能影响较大.
一般来说,二系悬挂参数对车体的悬挂振动模态影响最大[10],所以下面主要研究二系悬挂参数对车体悬挂振动模态的影响.
3.1 二系横向刚度对车体振动模态的影响
从图9可以看出,二系横向刚度Ksy对车体的浮沉和点头振动模态基本无影响,它主要影响车体的下心滚摆、上心滚摆和摇头振动模态:二系横向刚度Ksy越小,车体的下心滚摆、上心滚摆和摇头的振动频率越小,模态阻尼比越大,这对改善车辆的横向平稳性是有利的.这从另一个角度也证实了高速转向架的二系横向刚度应尽量选取小一些.
(a)车体振动模态频率(b)车体振动模态阻尼比
图9 二系横向刚度对车体振动模态的影响
3.2 二系横向阻尼对车体振动模态的影响
从图10可以看出,二系横向阻尼Csy对车体的浮沉和点头振动模态基本无影响,它也主要影响车体的下心滚摆、上心滚摆和摇头振动模态:二系横向阻尼Csy越大,车体的上心滚摆和摇头的振动频率越小,模态阻尼比越大.
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(a )车体振动模态频率(b )车体振动模态阻尼比
图10 二系横向阻尼对车体振动模态的影响
3.3 二系垂向刚度对车体振动模态的影响
从图11可以看出,二系垂向刚度Ksz 主要影响车体的浮沉和点头振动模态,对车体的下心滚摆、上心滚摆模态影响较小,对车体摇头振动模态基本无影响.二系垂向刚度Ksz 越小,车体的浮沉和点头振动频率越小,模态阻尼比越大,这有利于改善车辆的垂向平稳性.因此,高速转向架在满足结构不发生干涉的情况下,应尽量把二系垂向刚度选取小一些.
(a )车体振动模态频率(b )车体振动模态阻尼比
图11 二系垂向刚度对车体振动模态的影响
从图12可以看出,二系垂向阻尼Csz 主要影响车体的浮沉和点头振动模态,对车体的下心滚摆、上心滚摆模态影响较小,对车体摇头振动模态基本无影响.当二系垂向阻尼Csz 取值较小时,随着二系垂向阻尼Csz 的增大,车体的浮沉和点头振动频率变化不明显,但阻尼比增大较快;当二系垂向阻尼Csz 取值较大时,随着二系垂向阻尼Csz 的进一步增大,车体的浮沉和点头振动频率会突然增大,且阻尼比反而减小.因此二系垂向阻尼并不是选取得越大越好,尤其对于高速转向架更应注意这一点.这也从另一个角度证实了高速转向架的二系垂向阻尼Csz 不宜选取过大.
(a )车体振动模态频率(b )车体振动模态阻尼比
图12 二系垂向阻尼对车体振动模态的影响
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3.5 二系侧滚角刚度对车体振动模态的影响
从图13可以看出,二系侧滚角刚度主要影响车体的下心滚摆和上心滚摆模态,对车体的摇头、浮沉和点头振动模态基本无影响.二系侧滚角刚度越小,车体的下心滚摆和上心滚摆振动频率越小,模态阻尼比越大,这对改善车辆的横向和垂向平稳性都是有利的.但是二系侧滚角刚度减小,会引起车辆的柔度系数减小,增大车体侧滚运动幅度,容易使车辆超出动态限界,甚至发生倾覆的危险.所以应该说,在满足车辆柔度系数要求的前题下,二系侧滚角刚度选取小一些更好.
增大二系侧滚角刚度的方法通常有两种,一种是加抗侧滚扭杆,另一种是增大二系簧的横向跨距.如果结构空间允许能把二系簧的横向跨距增加到适当大从而能够满足车辆柔度系数的要求的话,不用安装抗侧滚扭杆而仅依靠增大二系簧的横向跨距来提高车辆的侧滚角刚度不失为一种理想的选择,因为它简化了高速转向架的结构,同时,这种方案形成的二系侧滚角刚度不会太大,对改善车辆动力学性能也是有利的.
(a)车体振动模态频率(b)车体振动模态阻尼比
图13 侧滚角刚度对车体振动模态的影响
4 结 语
根据悬挂参数对车辆动力学性能的影响规律,高速转向架的设计应掌握以下几个基本原则:
(1)对车辆的稳定性与曲线通过性能影响最大的悬挂参数是一系纵横向定位刚度与二系回转阻力矩,其基本影响规律是:增大一系纵横向定位刚度与二系回转阻力矩能提高车辆系统的稳定性,但会恶化曲线通过性能.由于高速列车运行的曲线半径一般都比较大,曲线通过性能相对于稳定性来说不是主要矛盾,所以高速转向架的一系纵横向定位刚度与二系回转阻力矩可以适当选取大一些.
(2)对车辆横向平稳性影响最大的悬挂参数是二系横向刚度与二系横向阻尼,其基本影响规律是:减小二系横向刚度而增大二系横向阻尼能改善车辆的横向平稳性.所以为了改善高速列车的横向舒适性,应适当减小转向架的二系簧横向刚度而增大二系横向减振器阻尼.
(3)对车辆垂向平稳性影响最大的悬挂参数是二系垂向刚度与二系垂向阻尼,此外一系垂向刚度与垂向减振器阻尼也对车辆垂向平稳性有一定影响.一、二系垂向刚度选取小一些对改善车辆的垂向平稳性是有利的,但垂向刚度过小容易引起部件之间的干涉,所以一、二系垂向刚度通常是不容随意选取的,这样就主要依靠合理选取一、二系垂向阻尼来改善车辆的垂向平稳性.一、二系垂向阻尼的选取原则是:一系垂向阻尼不宜取得过大;二系垂向阻尼的选择与转向架的运营速度有关,低速转向架的二系垂向阻尼可以适当选取大一点,但高速转向架的二系垂向阻尼不宜取得过大.
(4)增大二系侧滚角刚度的方法通常有两种,一种是加抗侧滚扭杆,另一种是增大二系簧的横向跨距,对于高速转向架来说,应尽可能采用增大二系簧的横向跨距来增大二系侧滚角刚度,因为这种方案既简化了高速转向架的结构,同时对改善车辆动力学性能也是有利的.
以上列举的规律仅仅是悬挂参数对车辆动力学性能影响的一般规律,对于具体的车辆来说,由于其
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结构参数存在差别,悬挂参数对其动力学性能的影响程度会存在一定偏差.因此对于具体的高速转向架设计来说,还应结合实际的结构参数来进行具体的动力学性能优化分析,从而找出最佳的悬挂参数匹配组合.
参考文献:
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(2)比较用转动惯量法和二质量代替法计算求出的连杆上的干扰力,可以看出,二者的变化趋势是一致的,在数值上总起来看差别也不大,但后者的最大拉伸力比前者要小得多.所以在进行高强化柴油机的设计时,建议采用转动惯量法计算连杆的干扰力.
(3)为了避免动力响应计算时设定的初始参数的影响,连杆的动力响应计算至少要计算四个周期,才能得到可靠的结果.
(4)连杆振动时其大端垂向位移与横向位移相互影响,它们在一个周期内的峰值一一对应.
(5)连杆动力响应计算的结果表明,各周期垂向位移的峰值比较稳定,但横向位移的峰值变化很大,而且有一个明显的周而复始的变化周期,在这个周期中位移峰值从小逐渐变大,然后再逐渐变小,周期的长度是不变的.
(6)连杆动力响应计算模型中约束的位置对计算结果有很大的影响,约束的位置应该由曲轴和活塞销并考虑油膜的厚度来决定.
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铁道车辆转向架的分类
2.2铁道车辆转向架的分类 按转向架的轴数、类型及轴箱定位方式分类 由于车辆用途运行条件差异，制造维修方法的制约和经济条件等具体因素的影响，对转向架的性能结构参数和采用的材料及工艺等要求就要差别，因而出现了多种形式的转向架。我国国内目前使用的客车转向架、货车转向架就有几十种，各种转向架主要区别于转向架的轴数和类型，弹簧悬挂系统的结构与参数，垂向载荷的传递方式，轮对支撑方式，轴向定位方式，基础制动装置的类型安装，以及构架、侧架结构形式等诸多方面。 2.2.1按转向架的轴数、类型、及轴箱定位方式分类 (1) 轴数与类型 车辆所用的轴型基本上可分为B、C、D、E、F、G六种。轴直径越粗，容许轴重越大，但是大容许轴重要受线路和桥梁的强度标准的限制，一般货车采用B、D、E、F、G五种轴型，客车采用C、D两种轴型，随着我国铁路的发展，其趋势是发展重载和快速运输，因此新型货车主要运用E型轴，新型客车主要运用D 型轴按轴数分类，转向架有二轴、三轴和多轴，转向架的轴数一般根据车辆总重和每根车轴容许的轴重确定，我国大多数客货车采用二轴转向架，一些大吨位货车及公务车等采用三轴转向架，在长大重载货车上用多轴转向架或转向架群。 (2) 轴向定位方式 ①固定定位：轴箱与转向架铸成一体，或是轴箱与侧架用螺栓及其他紧固件连接成为一个整体，使得轴箱和侧架之间不能任何相对运动。如图2.10a所示 ②导框式定位：轴向上有导槽，构架上有导框，构架的导框插入轴箱的导槽内，这种结构可以容许轴箱与构架之间沿着在垂向有较大的相对位移，但在前后、左右方向仅能在容许的范围内，有相对较小的位移。如图2.10b所示 ③干摩擦导柱式定位：安装在构架上的导柱及坐落在轴向弹簧托板上的支持环均装有磨耗套，导柱插入支持环，发生上下运动，两磨耗套之间是干摩擦。它的作用原理是轴箱橡胶垫产生不同方向的剪切变形，实现弹性定位作用。如图 2.10c所示 ④油导筒式定位：把安装在构架上的轴箱导柱和坐落在轴向弹簧托板上的导筒分别做成油缸和活塞的形式，导柱插入导筒，导柱上下移动时，油液可进出导柱的内腔，产生减振作用，它的作用原理是，当构架与轴箱之间产生水平方向的相对运动时，利用导柱与导筒传递纵向力和横向力，再通过轴箱橡胶垫传递轴箱体，使橡胶垫产生不同方向剪切变形，实现弹性定位作用。如图2.10d所示 ⑤拉板是定位：用特种弹簧材料制成的薄型定位片，一端与轴箱连接，另一端通过橡胶节点与构架连接，利用拉板在纵横方向的不同刚度来约束构架与轴
常见转向架
常见转向架类型介绍 转向架(1) 1结构性能 1.何谓转向架？ 答：转向架是指能相对车体回转的一种走行装置。通常包括摇枕、侧架或构架、轮对轴箱装置、弹簧减振装置、转向架基础制动装置等。 GB/T4549.2 2. 目前我国铁路货车转向架主要有哪些型号？ 答：目前我国铁路货车（大型车、机保车除外）转向架型号主要有12种：转9、转8A、转8AG、转8G、转K1、转K2、转K3、转K4、转K5、转K6、2TN、控制型等。 近年生产的新型转向架型号主要有7种：转8G、转K1、转K2、转K3、转K4型、转K5、转 K6等。 自编。 3. 简述转向架的功能和作用。 答：转向架主要有以下5种功能和作用： （1）承担车辆的自重和载重，并将载荷传递到钢轨上。 （2）通过安装圆形或球形心盘，车体与转向架可相对自由转动，使车辆顺利通过曲线，降低运行阻力。 （3）通过安装弹簧及减振装置以缓和车辆承受的冲击和振动。 （4）通过增加轴数以提高车辆的载重。 （5）转向架是一个独立的结构，易从车下推出，便于检修。 《站修技术问答》P48 4. 简述转向架主要承受载荷。 答：转向架主要承受下列5种载荷： （1）垂直静载荷。 （2）垂直动载荷。 （3）车体侧向力引起的附加垂直载荷。 （4）侧向力所引起的水平载荷。 （5）制动时引起的载荷。 《站修技术问答》P49 5. 简述车体与转向架之间的载荷传递方式。 答：按不同的载荷分配及载荷作用点，车体与转向架之间的载荷传递方式可分为3种：
（1）心盘集中承载，车体上的全部重量通过两个上心盘分别传递给下心盘，我国绝大多数车辆都属于这种承载方式。 （2）非心盘承载，该种型式的转向架没有心盘装置，虽然有的转向架上还有类似心盘的装置存在，但它仅作为牵引及转动中心，而车体上的全部重量通过中央弹簧悬挂装置直接传递给转向架构架。 （3）心盘部分承载，这种承载方式的结构是上述两种承载方式结构的组合，及车体上的重量按一定比例分配，分别传递给心盘与旁承，使之共同承载。 《车辆工程》P30 6. 转8A型转向架有何主要结构及优点？ 答：转8A型转向架是一种传统的铸钢三大件式（2个侧架和1个摇枕）转向架，是目前我国的一种主型货车转向架。它主要由轮对及轴承装置、摇枕、侧架、弹簧减振装置、基础制动装置等5部分组成，优点是结构简单、检修方便。 7. 转8A型转向架存在的主要结构问题是什么？ 答：转8A型转向架是一种传统的铸钢三大件式转向架，存在以下5项主要结构问题： （1）抗菱刚度低 实测抗菱刚度值仅有1～2MN·m/rad，与理论计算所需的目标值相差较大。转向架抗菱刚度低会导致转向架蛇行失稳临界速度的降低，运用实践表明，装用转8A型转向架的各型货车，重车运行速度约为80km/h、空车运行约为60～70km/h即产生蛇行运动，致使车辆动力学性能恶化。（2）车体与转向架间的回转阻力矩小 货车车体与转向架之间适当而稳定的回转阻力矩能抑制车体与转向架的摇头蛇行，有利于提高运行平稳性，从而提高车辆的临界速度，而由转向架性能参数测试台实际测定的回转阻力矩值却远小于目标值。 （3）斜楔减振装置减振能力弱 转8A型转向架的减振装置的作用主要是提供垂向阻尼，吸收部分振动能量，减缓垂向振动，以改善车辆的动力学性能。由于转8A型转向架空车弹簧静挠度小，当斜楔和与其配合的磨耗板均磨耗2mm后，其空车相对摩擦系数将减少为0，这就意味着该装置已丧失了减振作用。大量的运用实践证明：随着运行时间的增长，转8A型转向架的性能，特别是空车性能就会愈来愈差。（4）车体侧滚阻力矩小 转8A型转向架采用间隙旁承，车体由心盘支承。当车体产生大振幅侧滚时，由于旁承间隙的存在，会产生对旁承的打击力，且产生较大的侧滚角，所以侧滚振动也是装用转8A型转向架的货车经常出现的振型。 （5）摇枕弹簧静挠度偏小且疲劳强度差 车辆的运行平稳性和安全性，与弹簧悬挂系统的挠度有关。由于转8A型转向架枕簧采用非精炼弹簧钢，且其表面未经磨光处理，因此其抗疲劳能力差，运用中的摇枕弹簧经常发生断裂现象，危及行车安全。 《交叉支撑转向架》
汽车悬架优化设计_毕业设计论文
4.4.4主销内倾角的优化 (23) 4.4.5轮距优化 (23) 4.4.6各定位参数同时优化 (24) 4.4.6.1前束优化后的图形 (25) 4.4.6.2车轮外倾角优化后的图形 (25) 4.4.6.3主销后倾角优化后的图形 (25) 4.4.6.4主销内倾角优化后的图形 (25) 4.4.6.5轮距变化优化后的图形 (26) 4.4.6.6各参数优化前后的数值表 (26) 4.4.6.7小结 (27) 结论 (27) 致谢 (27) 参考文献 (27)
引言 汽车悬架是汽车一个非常重要的部件。汽车悬架是汽车的车架与车桥或车 轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和 力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动， 以保证汽车能平顺地行驶。另外，悬架系统能配合汽车的运动产生适当的反应， 当汽车在不同路况作加速、制动、转向等运动时，能提供足够的安全性，保证操 纵不失控。所以，悬架是汽车底盘中最重要、也是汽车改型设计中经常需要进行 重新设计的部件。汽车行驶中路面的不平坦、凸起和凹坑使车身在车轮的垂直作 用力下起伏波动，产生振动与冲击；加减速及制动和转弯使车身产生俯仰和侧倾 振动。这些振动与冲击会严重影响车辆的平顺性和操纵稳定性等重要性能。悬架作为上述各种力和力矩的传动装置，其传递特性能的好坏是影响汽车行驶平顺性 和操纵稳定性最重要、最直接的因素。只有当汽车底盘配备了性能优良的悬架， 才会得到整车性能优良的汽车。 悬架按照结构分大体可以分为独立式悬架和非独立式悬架。非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由 于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上。独立悬架是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架悬挂在车架或车 身下面的。其优点是：质量轻，减少了车身受到的冲击，并提高了车轮的地面附 着力；可用刚度小的较软弹簧，改善汽车的舒适性；可以使发动机位置降低，汽 车重心也得到降低，从而提高汽车的行驶稳定性；左右车轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。不过，独立悬架存在着结构复杂、成本高、维修不便 的缺点。现代轿车大都是采用独立式悬架，按其结构形式的不同，独立悬架又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬架等。麦弗逊悬架因为其 结构简单、制造成本低、节省空间方便发动机布置等优点被广泛地运用。大到宝马M3，保时捷911这类高性能车，小到菲亚特STILO，福特FOCUS，甚至国产的哈飞面包车前悬挂都是采用的麦弗逊式设计。 当前，中国汽车企业大多侧重于汽车整车的研发，而忽视了汽车主要零部件和相关配套产业的提供。然而从某种意义上讲，整车对于汽车产业不是最重要的，最重要的还是汽车关键零部件的创新和发展。关键零部件的科技含量综合体现汽车整车的创新能力和品牌建设能力。我国在底盘的集成设计及开发领域开发 设计起步较晚，设计和制造水平远远落后于国外发达国家。国内大多数整车及零部件制造企业都没有掌握悬架系统的自主设计和开发技术，大多数为引进外国技术进行复制开发和生产，几乎可以说国内企业的底盘技术基本上都是照搬过外 的，没有任何自己的技术。 在现代的工程研究领域，计算机仿真己成为热门研究课题。借助计算机的快速计算能力，人们不仅可以求出所需要的数值结果，还可以模拟出工程中的具体情况，以便人们可以直观的进行分析研究，我们称为计算机仿真技术。今天的机械系统仿真技术研究中，大多以多体系统理论作为研究上的理论基础。计算多体系统动力学的产生极大地改变了传统机构动力学分析的面貌，使工程师从传统的手工计算中解放了出来，只需根据实际情况建立合适的模型，就可由计算机自动求解，并可提供丰富的结果分析和利用手段；对于原来不可能求解或求解极为困 难的大型复杂问题，现可利用计算机的强大计算功能顺利求解；而且现在的动力学分析软件提供了与其它工程辅助设计或分析软件的强大接口功能，它与其它工
汽车悬挂系统结构原图解
汽车悬挂系统结构原理图解 系统结构, 汽车, 原理, 图解, 悬挂 汽车悬挂系统结构原理图解教程 什么是悬挂系统 舒适性是轿车最重要的使用性能之一。舒适性与车身的固有振动特性有关，而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关。所以，汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部件。同时，汽车悬架做为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间作连接的传力机件，又是保证汽车行驶安全的重要部件。因此，汽车悬架往往列为重要部件编入轿车的技术规格表，作为衡量轿车质量的指标之 一。 汽车车架（或车身）若直接安装于车桥（或车轮）上，由于道路不平，由于地面冲击使货物和人会感到十分不舒服，这是因为没有悬架装置的原因。汽车悬架是车架（或车身）与车轴（或车轮）之间的弹性联结装置的统称。它的作用是弹性地连接车桥和车架（或车身），缓和行驶中车辆受到的冲击力。保证货物完好和人员舒适；衰减由于弹性系统引进的振动，使汽车行驶中保持稳定的姿势，改善操纵稳定性；同时悬
架系统承担着传递垂直反力，纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架（或车身）上，以保证汽车行驶平顺；并且当车轮相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对 车身跳动的导向作用。 悬架结构形式和性能参数的选择合理与否，直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之 一。
一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。减振器用来衰减由于弹性系统引起的振，减振器的类型有筒式减振器，阻力可调式新式减振器，充气式减振器。导向机构用来传递车轮与
汽车悬架系统设计毕业设计和分析
轿车动力总成悬置系统优化设计研究 摘要 随着社会的日益进步和科学技术的不断发展，人们对汽车舒适性的要求也越来越高，良好的平顺性和低噪声是现代汽车的一个重要标志。NVH已经成为衡量汽车质量水平的重要指标之一。而动力总成是汽车最重要的振源之一。如何合理设计动力总成悬置系统能明显降低汽车动力总成和车体的振动已经成为一个重要的课题。 本课题研究的目的是在现有动力总成悬置系统的基础上，优化动力总成悬置系统参数，达到提高整车平顺性和降低噪声的目的。 对动力总成悬置系统进行优化仿真，通过比较优化前的性能可知，优化后悬置系统隔振性能明显改善。 关键词：动力总成；悬置系统；优化
Investigation on Optimization Design of Plant Mounting System of a Passenger Car Abstract With the increasing social progress and the continuous development of science and technology, people on the requirements of automotive comfort become more sophisticated and good ride comfort and low noise is an important sign of the modern automobile. NVH levels have become an important measure of vehicle quality indicator. The vehicle powertrain is one of the most important vibration source. How to design mounting system can significantly reduce the vehicle powertrain and body vibration has become an important issue. This study is aimed at existing powertrain mounting system, based on parameters optimization of powertrain mounting system, to improve vehicle ride comfort and reduce noise. On the optimization of powertrain mounting system simulation, the performance by comparing the known before the optimization, the optimized mounting system significantly improved. Key words: Powertrain;Mounting system;Optimization
汽车悬挂系统结构原理详细图解
汽车悬挂系统结构原理图解 Post by：2010-10-419:48:00 什么是悬挂系统 舒适性是轿车最重要的使用性能之一。舒适性与车身的固有振动特性有关，而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关。所以，汽车悬架是保证乘坐舒适性的重要部件。同时，汽车悬架做为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间作连接的传力机件，又是保证汽车行驶安全的重要部件。因此，汽车悬架往往列为重要部件编入轿车的技术规格表，作为衡量轿车质量的指标之一。 汽车车架（或车身）若直接安装于车桥（或车轮）上，由于道路不平，由于地面冲击使货物和人会感到十分不舒服，这是因为没有悬架装置的原因。汽车悬架是车架（或车身）与车轴（或车轮）之间的弹性联结装置的统称。它的作用是弹性地连接车桥和车架（或车身），缓和行驶中车辆受到的冲击力。保证货物完好和人员舒适；衰减由于弹性系统引进的振动，使汽车行驶中保持稳定的姿势，改善操纵稳定性；同时悬架系统承担着传递垂直反力，纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架（或车身）上，以保证汽车行驶平顺；并且当车轮相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。 悬架结构形式和性能参数的选择合理与否，直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之一。
一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧。减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动，减振器的类型有筒式减振器，阻力可调式新式减振器，充气式减振器。导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩，同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动，通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。种类有单杆式或多连杆式的。钢板弹簧作为弹性元件时，可不另设导向机构，它本身兼起导向作用。有些轿车和客车上，为防止车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜，在悬架系统中加设横向稳定杆，目的是提高横向刚度，使汽车具有不足转向特性，改善汽车的操纵稳定性和行驶平顺性。 悬挂系统的分类 现代汽车悬架的发展十分快，不断出现，崭新的悬架装置。按控制形式不同分为被动式悬架和主动式悬架。目前多数汽车上都采用被动悬架，如下图所示，也就是汽车姿态（状态）只能被动地取决于路面及行驶状况和汽车的弹性元件，导向机构以及减振器这些机械零件。20世纪80年代以来主动悬架开始在一部分汽车上应用，并且目前还在进一步研究和开发中。主动悬架可以能动地控制垂直振动及其车 身姿态，根据路面和行驶工况自动调整悬架刚度和阻尼。
汽车动力传动系参数优化设计
汽车理论Project 第一章汽车动力性与燃油经济性数学模型立 1.汽车动力性与燃油经济性的评价指标 1.1 汽车动力性评价 汽车的动力性是指汽车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向外力决定的、所能达到的平均行驶速度。汽车的动力性主要可由以下三方面的指标来评定： (1)最高车速：最高车速是指在水平良好的路面(混凝土或沥青)上汽车能达到的最高行驶速度。它仅仅反映汽车本身具有的极限能力，并不反映汽车实际行驶中的平均车速。 (2)加速能力：汽车的加速能力通过加速时间表示，它对平均行驶车速有着很大影响，特别是轿车，对加速时间更为重视。当今汽车界通常用原地起步加速时间与超车加速时间来表明汽车的加速能力。原地起步加速时间是指汽车由第I挡或第II挡起步，并以最大的加速强度（包括选择适当的换挡时机）逐步换至最高挡后达到某一预定的距离或车速所需要的时间。超车加速时间是指用最高挡或次高挡内某一较低车速全力加速至某一高速所需要的时间。 (3)爬坡能力：汽车的爬坡能力是指汽车满载时用变速器最低挡
在良好路面上能爬上的最大道路爬坡度。 1.2 汽车燃油经济性评价 汽车的燃油经济性是指在保证汽车动力性能的前提下，以尽量少的燃油消耗量行驶的能力。汽车的燃油经济性主要评价指标有以下两方面： (1)等速行驶百公里燃油消耗量：它指汽车在一定载荷（我国标准规定轿车为半载、货车为满载）下，以最高挡在良好水平路面上等速行驶100km的燃油消耗量。行驶的燃油消耗量。 (2)多工况循环行驶百公里燃油消耗量：由于等速行驶工况并不能全面反映汽车的实际运行情况。汽车在行驶时，除了用不同的速度作等速行驶外，还会在不同情况下出现加速、减速和怠速停车等工况，特别是在市区行驶时，上述行驶工况会出现得更加频繁。因此各国都制定了一些符合国情的循环行驶工况试验标准来模拟实际汽车运行 状况，并以百公里燃油消耗量来评价相应行驶工况的燃油经济性。1.3 汽车动力性与燃油经济性的综合评价 由内燃机理论和汽车理论可知，现有的汽车动力性和燃油经济性指标是相互矛盾的，因为动力性好，特别是汽车加速度和爬坡性能好，一般要求汽车稳定行驶的后备功率大；但是对于燃油经济性来说，后备功率增大，必然降低发动机的负荷率，从而使燃油经济性变差。从汽车使用要求来看，既不可脱离汽车燃油经济性来孤立地追求动力性，也不能脱离动力性来孤立地追求燃油经济性，最佳地设计方案是在汽车的动力性与燃料经济性之间取得最佳折中。目前，在进行动力
汽车悬架系统动力学研究剖析
（研究生课程论文） 汽车动力学 论文题目：汽车悬架系统动力学研究指导老师：乔维高 学院班级： 学生姓名： 学号： 2015年1月
汽车悬架系统动力学研究 摘要：汽车悬架类型的选择和悬架参数的差异对汽车的操纵稳定性和行驶平顺性具有重要的影响。主要分析了麦弗逊悬架的结构特点，并通过ADAMS软件建立麦弗逊悬架的3D模型,对其进行仿真分析,得出悬架参数的优化设计方法。关键词：麦弗逊悬架；ADAMS多刚体动力学；仿真分析 The automobile suspension system dynamics research Caisi Vehicle 141 1049721402344 Abstract:Different kinds of suspension systems and of differences in suspension parameters on the vehicle steering stability and riding comfort have important influence. Mainly analyzed the structure characteristics of Macpherson suspension, and by using ADAMS software to establish 3D model of Macpherson suspension, carry on the simulation analysis, the method of optimal design parameters of the suspension. Key words:Macpherson suspension; ADAMS /Car; multi-rigid-body dynamics; simulation and analysis 引言 汽车悬架是汽车车轮与车身之间一切装置的总称。其功用在于：在垂直方向能够衰减振动和起悬挂作用；在侧向可防止车身侧倾和左右车轮载荷转移；在行驶方向上能够保证驱动与制动的实现并保持行驶方向的稳定性。不同的悬架设置会使驾驶者有不同的感受。看似简单的悬架系统综合多种作用力，决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性，是现代轿车十分关键的部件之一。悬架系统起着传递车轮和车身之间的力和力矩、引导与控制汽车车轮与车身的相对运动、缓和路面传递给车身的冲击、衰减系统的振动等作用，汽车悬架系统对汽车的操
汽车悬架对整车性能的影响
郑州电子信息职业技术学 院 毕业论文 课题名称：________________________ 作者：________________________ 学号：________________________ 系别：________________________ 专业：________________________ 指导教师：________________________ 2010年
第四章汽车悬架设计 悬架是保证车轮或车桥与汽车承载系统(车架或承载式车身)之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。 悬架最主要的功能是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩，并缓和汽车驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车的行驶平顺性。为此必须在车轮与车架或车身之间提供弹性联接，依靠弹性元件来传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂向载荷，并依靠其变形来吸收能量，达到缓冲的目的。采用弹性联接后，汽车可以看作是由悬挂质量(即簧载质量)、非悬挂质量(即非簧载质量)和弹簧(弹性元件)组成的振动系统，承受来自不平路面、空气动力及传动系、发动机的激励。为了迅速衰减不必要的振动，悬架中还必须包括阻尼元件，即减振器。此外，悬架中确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩可靠传递并决定车轮相对于车架或车身的位移特性的连接装置统称为导向机构。导向机构决定了车轮跳动时的运动轨迹和车轮定位参数的变化，以及汽车前后侧倾中心及纵倾中心的位置，从而在很大程度上影响了整车的操纵稳定性和抗纵倾能力。在有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆。 尽管一百多年来汽车悬架从结构型式到作用原理一直在不断地演进，但从结构功能而言，它都是由弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。在有些情况下，某一零部件兼起两种或三种作用，比如钢板弹簧兼起弹性元件及导向机构的作用，麦克弗逊悬架(McPherson strut suspension，或称滑柱摆臂式独立悬架)中的减振器柱兼起减振器及部分导向机构的作用，有些主动悬架中的作动器则具有弹性元件、减振器和部分导向机构的功能。 根据导向机构的结构特点，汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两大类。非独立悬架的鲜明特色是左、右车轮之间由一刚性梁或非断开式车桥联接，当单边车轮驶过凸起时，会直接影响另一侧车轮。独立悬架中没有这样的刚性梁，左右车轮各自“独立”地与车架或车身相连或构成断开式车桥，按结构特点又可细分为横臂式、纵臂式、斜臂式等等，各种悬架的结构特点将在以下章节中进一步讨论。 除上述非独立悬架和独立悬架外，还有一种近似半独立悬架，它与近似半刚性的非断开式后支持桥相匹配。当左右车轮跳动幅度不一致时，后支持桥中呈V形断面并与左右纵臂固结在一起的横梁受扭，由于其具有一定的扭转弹性，故此种悬架既不同于非独立悬架，也与独立悬架有别。该弹性横梁还兼起横向稳定杆的作用。 按照弹性元件的种类，汽车悬架又可以分为钢板弹簧悬架、螺旋弹簧悬架、扭杆弹簧悬架、空气悬架以及油气悬架等。 按照作用原理，可以分为被动悬架、主动悬架和介于二者之间的半主动悬架。 如前所述，汽车悬架和悬挂质量、非悬挂质量构成了一个振动系统，该振动系统的特性很大程度上决定了汽车的行驶平顺性，并进一步影响到汽车的行驶车速、燃油经济性和运营经济性。该振动系统也决定了汽车承载系和行驶系许多零部件的动载，并进而影响到这些零件的使用寿命。此外，悬架对整车操纵稳定性、抗纵倾能力也起着决定性的作用。因而在设计悬架时必须考虑以下几个方面的要求： (1)通过合理设计悬架的弹性特性及阻尼特性确保汽车具有良好的行驶平顺性，具有较低的振动频率、较小的振动加速度值和合适的减振性能，并能避免在悬架的压缩伸张行程极限点发生硬冲击，同时还要保证轮胎具有足够的接地能力； (2)合理设计导向机构，以确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩的可靠传递，保证车轮跳动时车轮定位参数的变化不会过大，并且能满足汽车具有良好的操纵稳定性要求； (3)导向机构的运动应与转向杆系的运动相协调，避免发生运动干涉，否则可能引起转向轮摆振；
汽车传动系参数的优化匹配研究(精)
汽车传动系参数的优化匹配研究 课题分析： 汽车的动力性、燃油经济性和排放特性是汽车的重要性能。如何在保证汽车具有良好动力性的同时尽量降低汽车的油耗并获得良好的排放特性，是汽车界需要解决的重大问题。传动系参数的优化匹配设计是解决该问题的主要措施之一。 汽车传动系参数的优化匹配设计是在汽车总质量、质量的轴荷分配、空阻及滚阻等量已确定的情况下，合理地设计和选择传动系参数，从而大幅提高匹配后汽车的动力性、燃油经济性和排放特性。 以往传动系统参数设计依靠大量的实验和反复测试完成，耗时长，费用高，计算机的广泛应用和新的计算方法的出现，使得以计算机模拟计算为基础的传动系设计可在新车的设计阶段就较准确地预测汽车的动力性、经济性和排放特性，经济且迅速。 目前国内围绕汽车传动系参数的设计和优化，主要在以下几个方面展开工作：①汽车传动系参数优化匹配设计评价指标的研究；②汽车传动系各部分数学模型的研究，特别是传动系各部分在非稳定工况下模型的研究；③按给定工况模式的模拟研究；④按实际路况随机模拟的研究；⑤传动系参数优化模型的研究；⑥模拟程序的开发和研究。 检索结果： 所属学科：车辆工程 中文关键字：汽车传动系参数匹配优化 英文关键字：Power train；Optimization；Transmission system; Parameter matching; 使用数据库：维普；中国期刊网；万方；Engineering village;ASME Digital Library 文摘： 维普： 检索条件: ((题名或关键词=汽车传动系)*(题名或关键词=参数))*(题名或关键词=优化)*全部期刊*年=1989-2008 汽车传动系统参数优化设计 1/1 【题名】汽车传动系统参数优化设计 【作者】赵卫兵王俊昌 【机构】安阳工学院,安阳455000 【刊名】机械设计与制造.2007(6).-11-13 【文摘】主要研究将优化理论引入到汽车传动系参数设计中，以实现汽车的发动机与传动系的最佳匹配，达到充分发挥汽车整体性能的目的。 汽车发动机与传动系优化匹配的仿真研究 【题名】汽车发动机与传动系优化匹配的仿真研究
汽车动力传动系统参数优化匹配方法
1 机械传动汽车动力传动系统参数的优化通常包括发动机性能指标的优选，机械变速器传动比的优化和驱动桥速比的优化，以下分别阐述。 7.1汽车发动机性能指标的优选方法 在汽车设计中，发动机的初选通常有两种方法： 一种是从保持预期的最高车速初步选择发动机应有功率来选择的，发动机功率应大体上等于且不小于以最高车速行驶时行驶阻力功率之和；一种是根据现有的汽车统计数据初步估计汽车比功率来确定发动机应有的功率。 在初步选定发动机功率之后，还需要进一步分析计算汽车动力性和燃料经济性，最终确定发动机性能指标（如发动机最大转矩，最大转矩点转速等）。 通常在给定汽车底盘参数、整车性能要求（如最大爬坡度max i ，最高车速m ax V ，正常行驶车速下百公里油耗Q ，原地起步加速时间t 等），以及车辆经常运行工况条件下，就可以选择发动机的最大转矩T emax ，及其转矩n M ，最大功率max e P 及其转速P n ，发动机最低油耗率min e g 和发动机排量h V 。 在优选发动机时常常遇到两种情况：一种情况是有几个类型的发动机可供选择，在整车底盘参数和车辆经常行驶工况条件确定时，这属于车辆动力传动系合理匹配问题，可用汽车动力传动系统最优匹配评价指标来处理。 第二种情况是根据整车性能要求和汽车经常行驶工况条件来对发动机性能提出要求，作为发动机选型或设计的依据，而这时发动机性能是未知的。 对于计划研制或未知性能特性指标的发动机性能可看作为发动机设计参数和运行参数的函数，此时，外特性和单位小时燃油消耗率可利用表示发动机的简化模型。 优选汽车发动机参数的方法: （1） 目标函数F （x ） 目标函数为汽车行驶的能量效率最高。 （2） 设计变量X ],,,,[max h M p e em V n n P T X
悬架设计优化
悬架参数优化设计 概述 悬架是车架与车轮之间的一切传力连接装置的总称，主要功能是改善车辆的动态表现，传递车轮和车架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。 汽车悬架的形式分为非独立悬架和独立悬架两种： 非独立悬架的车轮装在一根整体车轴的两端，当一边车轮跳动时，影响另一侧车轮也作相应的跳动，使整个车身振动或倾斜，汽车的平稳性和舒适性较差，但由于构造较简单，承载力大，目前仍有部分轿车的后悬架采用这种型式。 独立悬架的车轴分成两段，每只车轮用螺旋弹簧独立地安装在车架(或车身)下面，当一边车轮发生跳动时，另一边车轮不受波及，汽车的平稳性和舒适性好。但这种悬架构造较复杂，承载力小。由于独立悬架具有比较好跳动性能，故赛车选用的悬架类型为独立悬架。 具体的独立悬架，有麦弗逊、双横臂和多连杆式三种主要类型。双横臂式独立悬架由于其布置灵活，结构比较简单，其在FSAE赛车上应用比较广泛。根据总体设计中赛车的布置方案和对悬架的要求，参考FSAE车队赛车悬架的方案，最终确定我们的方程式赛车采用双叉臂推杆导向式独立悬架。前悬架的具体形式为四连杆式，后悬架为五连杆式。 性能要求 “6.1 悬架 6.1.1 赛车必须在前后轮装配有可以自由工作的、并有减震器的悬架，并且悬架在坐有车手的情况下可以在分别抬起和压下25.4mm。如果赛车没有严谨的悬架运行表现，或不能表现出适合比赛的操控能力，检察官员保留有取消赛车参赛资格的权利。 6.1.2 悬架的所有的接合点必须可以被技术检查官员看到，无论是可以直接看到或是通过移除覆盖件来实现。 6.2 离地间隙 必须有足够的离地间隙来防止赛车在行驶时的任何部分（除了轮胎）接触地
汽车悬架系统优化设计
目录 摘要 (1) 前言 (2) 1.双筒式减振器国内外发展状况和发展趋势 (2) 2.研究的主要内容及方法 (2) 3.减振器的类型和工作原理 (2) 3.1 减振器的类型 (2) 3.2 减振器的工作原理 (2) 3.3双向作用筒式液力减振器的工作原理及优点 (3) 4双向作用筒式液力减振器的设计 (3) 4.1双向作用筒式液力减振器的设计总体要求 (3) 4.2双向作用筒式液力减振器的外特性与设计的原则 (4) 4.2.1汽车悬架与减震器的匹配与减震器的放置 (4) 4.2.2悬架减振器的外特性 (4) 4.3双向作用筒式液力减振器参数和尺寸的确定 (4) 结论 (5) 参考文献 (6)
汽车悬架系统优化设计 摘要：随着我国经济的迅速发展，人民生活水平日渐提高，汽车已经成为人们的生活中必不可少的交通工具，并且对乘车的安全性和舒适性也有了更高的要求，本文对双筒液压减振器的优化。 关键词:汽车悬架减震优化
前言：世界上第一个有记载、比较简单的减振器是1897年由两个姓吉明的人发明的。他们把橡胶块与叶片弹簧的端部相连，当悬架被完全压缩时，橡胶减振块就碰到连接在汽车大梁上的一个螺栓，产生止动。这种减振器在很多现代汽车悬架上仍有使用，但其减振效果很小。 减振器的结构发展主要经历了以下几种发展形式：加布里埃尔减振器， 平衡弹簧式减振器，空气弹簧减振器，液压减振器，麦弗逊支柱式减振器，充气式减振器 1.双筒式减振器国内外发展状况和发展趋势 目前国内汽车减振器大部分是筒式液阻减振器，其阻尼力主要通过油液流经空隙的节流作用产生。减振器的设计开发也由基于经验设计加实验修整的传统方法向基于CAD/CAE技术的现代优化设计方法转变。20世纪50年代发展起来了液压减振器技术，在双筒式减振器内充入油液（0.3～0.5MPa）减振器的临界工作速度相应提高，后来又发展了双筒式减振器，它采用活塞阀体与底阀相配合的结构，在浮动活塞在缸筒间的一端形成的补偿室内充入一定量的高压气体（2.0～2.5MPa）氮气。与双筒式减振器比，单筒充气式减振器质量显著减轻，安装角度不受限制，但其制造精度要求和成本较高。 2研究的主要内容及方法 通过对减振器的参数和结构上的优化，设计一种用于微型汽车并且符合技术要求，具有良好经济性与实用性的减振器。通过大量的查阅资料，设计计算以及老师的指导下，按照任务书的要求最终完成设计工作。在设计的过程中参考国内外相关的文献资料以及借鉴相关的产品的信息，使预期的设计产品能够符合理论设计要求，各项技术指标符合要求。 3减振器的类型和工作原理 3.1减振器的类型 减振器大体上分为两大类，即摩擦式减振器和液力减振器。摩擦式减振器利用两个紧压在一起的盘片之间相对运动时的摩擦力提供阻尼。但是由于库仑摩擦力随相对运动速度的提高而减小，并且很容易受到油、水等的影响，无法正常工作，无法满足平顺性的要求，因此虽然具有质量小、造价低、容易调整等优点，但现在汽车上已经不再采用这类减振器。 3.2减振器的工作原理 悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动，为改善汽车行驶平顺性，悬架中与弹性元件并联安装减振器用来衰减振动。液力减振器在汽车悬架系统中广泛应用，其作用原理是利用液体流动的阻力来消耗振动的能量。当车架与车桥相对运动时，活塞在缸筒内上下移动，减振器壳体内的油压便反复地从一个内腔通过一
详解汽车悬挂系统资料讲解
详解汽车悬挂系统
结构稳定优势突出详解多连杆独立悬挂 曾几何时，结构复杂、成本高昂的多连杆式独立悬架还只应用于豪华轿车，而随着近些年汽车制造技术的不断提升，零部件单位生产成本逐步降低，这种悬挂已广泛应用于中级车型和一些强调操控性的紧凑车型上，相比传统麦弗逊式和拖拽臂式，其结构上的优势是显而易见的。
追根溯源一下，最早应用多连杆悬挂的应该是这款1979年下线的奔驰S－Class W126车型 没有像麦弗逊，整体桥等结构渊源的发展历史。多连杆结构的盛行只是近这二、三十年的事，追溯一下，最早使用这种悬挂形式的量产车的是奔驰的S－Class W126车系，但在当时，这种悬挂形式还处于萌芽阶段，结构相对简单，因此很多人会认为它是“双叉臂结构”的变种，因为它的外观结构甚至特性与双叉臂系统非常相近，但后来推出的多连杆形式不断地出现四连杆，甚至五连杆，人们才发现这种结构具有很高的可塑性和延展性，而结构也越来越复杂。 ■多连杆悬挂的工作结果是由各个连杆共同作用的组合而成
顾名思义，多连杆式悬挂就是指由三根或三根以上连杆拉杆构成的悬挂结构，以提供多个方向的控制力，使车轮具有更加可靠的行驶轨迹。常见的有三连杆、四连杆、五连杆等。但由于三连杆结构已不能满足人们对于底盘操控性能的更高追求。因此结构更为精确、定位更加准确的四连杆式和五连杆式悬架才能称得上是真正的多连杆式，这两种悬架结构通常应用于前轮和后轮。
在结构上以常见的五连杆式后悬挂为例，其五根连杆分别为：主控制臂、前置定位臂、后置定位臂、上臂和下臂。它们分别对各个方向产生作用力。比如，当车辆进行左转弯时，后车轮的位移方向正好与前转向轮相反，如果位移过大则会使车身失去稳定性，摇摆不定。此时，前后置定位臂的作用就开始显现，它们主要对后轮的前束角进行约束，使其在可控范围内；相反，由于后轮的前束角被约束在可控范围内，如果后轮外倾角过大则会使车辆的横向稳定性减低，所以在多连杆悬架中增加了对车轮上下进行约束的控制臂，一方面是更好的使车轮定位，另一方面则使悬架的可靠性和韧性进一步提高。
JNZ-ZT21转向架技术规范
JNZ-ZT21型转向架技术规范 1 范围 本技术规范规定了在1435mm轨距铁路线路上运行的JNZ-ZT21型转向架主要结构与基本尺寸、主要性能参数、技术要求、检验规则、运输与包装、质量保证、产品合格证等。 本技术规范适用于JNZ-ZT21型转向架的制造与检验。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款，凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修改版不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB146.1-1983 标准轨距铁路机车车辆限界 GB/T 699 优质碳素结构钢 GB/T 700 碳素结构钢 GB/T 1184 形状和位置公差、未注公差值 GB/T 1591 低合金高强度结构钢 GB/T 1804 一般公差未注公差的线性和角度尺寸的公差 GB/T 3077 合金结构钢 GB/T 3280不锈钢冷轧钢板和钢带 GB/T 4237不锈钢热轧钢板和钢带 GB/T 5599-1985 铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范 GB/T 6414 铸件尺寸公差与机械加工余量 GB/T 9439 灰铸铁件 GB/T 11352 一般工程用铸造碳钢件 TB/T 33 货车用闸瓦插销 TB/T 34 货车用闸瓦销环 TB/T 46 车辆用上下心盘技术条件 TB/T 1335-1996 铁道车辆强度设计及试验鉴定规范 TB/T 1464 铁道机车车辆用碳钢铸件通用技术条件 TB/T 1466 铁道机车车辆用灰铸铁件通用技术条件 TB/T 1580 新造机车车辆焊接技术条件 TB/T 1701 铁路货车无轴箱滚动轴承压装技术条件 TB/T 1718 车辆轮对组装技术条件
汽车悬架系统常识——整理、综述.(DOC)
关于汽车悬架系统 ——简单知识了解 李良 车辆工程 说明： 1、单独的关于悬架的资料太多，将资料简化，尽可能简单些，写的不好，多多批评指正。第二部分对悬架的设计和选型很有参考价值，可以看看。 2、另外搜集了一些关于悬架方面的资料（太多了，提供部分），也很不错。 3、有什么问题或建议多多提，我喜欢～～～～～～～～ 第一部分简单回答您提出的问题 悬架的作用： 1、连接车体和车轮，并用适度的刚性支撑车轮； 2、吸收来自路面的冲击，提高乘坐舒适性； 3、有助于行驶中车体的稳定，提高操作性能； 悬架系统设计应满足的性能要点： 1、保证汽车有良好的行驶平顺性；相关联因素有：振动频率、振动加速度界限值 2、有合适的减振性能；应与悬架的弹性特性很好地匹配，保证车身和车轮在共振区的振幅小，振动衰减快 3、保证汽车具有良好的操纵稳定性；主要为悬架导向机构与车轮运动的协调，一方面悬架要保证车轮跳动时，车轮定位参数不发生很大的变化，另一方面要减小车轮的动载荷和车轮跳动量 4、汽车制动和加速时能保持车身稳定，减少车身纵倾（点头、后仰）的可能性，保证车身在制动、转弯、加速时稳定，减小车身的俯仰和侧倾 5、能可靠地传递车身与车轮之间的一切力和力矩，零部件质量轻并有足够的强度、刚度和寿命 悬架的主要性能参数的确定： 1、前、后悬架静挠度和动挠度； 2、悬架的弹性特性； 3、（货车）后悬架主、副簧刚度的分配； 4、车身侧倾中心高度与悬架侧倾角刚度及其在前、后轴的分配； 5、前轮定位参数的变化与导向机构结构尺寸的选择； 悬架系统与转向系统： 1、悬架机构位移的转向效应，悬架系对操纵性、稳定性的影响之一是悬架机构的位移随弹簧扰度而变所引起的转向效应。轴转向，使用纵置钢板弹簧的车轴式悬架的汽车在转弯时车体所发生侧摆的情况下，转弯外侧车轮由于弹簧被压缩而后退，内侧车轮由于弹簧拉伸而前进，其结果是整个车轴相当原来的车轴中心产生转角，这种现象称为周转向。前轮产生转向不足的效应，后轮产生转向过度的效应。独立悬架外侧成为前束（负前束），而产生轴转向效应。 2、车轮外倾角变化的转向效应，大多数独立悬架的车轮对面外倾角以及轮胎接地负荷都随着车体的倾斜而变化，这时外倾推力也发生变化，车轮被推向转弯的外侧，前轮有转向不足，后轮有转向过度的倾向。在这种情况下，其作用和离心对抗，所以产生相反效应。车轴式悬架在转弯时由于左右的负荷移动，轮胎的扰度不同也产生若干的外倾角的变化，其作用相同。 3、上述都是转弯时的情况，而直进时由于路面凹凸不平使车轮上下振动，也同时会产生这种效应，随着外倾角的变化也有产生轴转向的可能性。一般轴转向或因外倾角变化的转向效应都会改变原来的操纵特性，所以对操纵性，稳定性影响相当大，因此，在设计汽车时往往把这些效应计算在内面修正其操纵特性。