大中型客车空气悬架设计规范
前言
本规范是根据国家有关客车方面的法规、政策、技术要求，结合我公司产品开发流程，参考高等院校汽车专业教材中有关章节制定，对我公司设计底盘时选择大中型客车空气悬架以及设计大中型客车空气悬架提出技术要求，以便实现这部分设计的通用化工作；本规范的编写，力图达到先进、实用、科学的目的，但因时间仓促，编者知识水平有限，不足之处在所难免，恳请读者及时给以批评指正，以便不断完善本规范的内容。同时，本规范也可对生产、检验具有参考作用。
本规范由中心提出；
本规范由技术中心批准；
本规范由归口；
本规范起草单位：中心；
本规范主要起草人：；
本规范所代替规范的历次版本发布情况。
大中型客车空气悬架设计规范
1 范围
本规范规定了空气悬架设计过程中涉及到的符号、代号、术语及其定义，设计准则，布置要求，结构设计要求，材料选用要求，性能设计要求，设计计算方法，设计评审要求，装车质量特性，设计输出图样和文件的明细，制图要求等。
本规范适用于空气悬架系统产品设计过程控制,同时检验、制造可参考使用。
2 规范性引用文件
下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。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）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范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规范。
GB/T 13061 汽车悬架用空气弹簧橡胶气囊
GB/T 11612 客车空气悬架用高度控制阀
QC/T 491 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件
QCn 29035 汽车钢板弹簧技术条件
QC/T 517 汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件
GB/T 4783 汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法
3 符号、代号、术语及其定义
GB 3730.1－2001 汽车和挂车类型的术语和定义
GB/T 3730.2 道路车辆质量词汇和代码
GB/T 3730.3 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸
GB/T 13061 汽车悬架用空气弹簧橡胶气囊
QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件
GB/T 12549- 1990 汽车操纵稳定性术语及其定义
GB 7258－2004 机动车运行安全技术条件
GB 13094-2007 客车结构安全要求
QC/T 480-1999 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法
QC/T 474-1999 客车平顺性评价指标及限值
GB/T 12428-2005 客车装载质量计算方法
GB 1589－2004 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值
GB/T 918.1－89 道路车辆分类与代码机动车
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）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。
4 设计准则
4.1应满足的安全、环保和其它法规要求及国际惯例
4.1.1 安全技术条件应符合GB 7258－2004中有关要求。
4.1.2 操纵稳定性符合QC/T 480-1999中有关要求。
4.1.3 客车平顺性指标应符合QC/T 474－1999中有关要求。
4.2 应满足的功能要求及应达到的性能要求
说明：本条规定应满足总的功能要求
4.2.1 总的功能要求：
缓和、抑制由不平路面引起的振动和冲击，保证乘员乘坐舒适和所运货物完好。
除传递汽车的垂直力以外，还传递其它方向的力和力矩，并保证车轮和车身（或车架）之间有确定的运动关系，使汽车具有良好的驾驶性能。
4.2.2 总的性能要求：
4.2.2.1 可靠性：悬架系统中各零部件应具备足够的强度和刚度，保证工作可靠，正常使用寿命不低于高一级客车的标准。
4.2.2.2 乘坐舒适性:满足整车总布置对悬架系统的基本要求；空气悬架系统自然振动固有频率——偏频，现阶段选择 1.2～1.4 Hz（72～85 cpm），路面平度进一步改善之后，高档次客车选择 1.0～1.16 Hz （60～70 cpm），参见8.1。空气悬架系统相对阻尼系数（或称阻尼比，非周期系数），选择满载状态的相对阻尼系数0.25～0.35（山区使用可加大到0.5）作为平均值，再根据标准或样本选择减振器规格尺寸和额定复原阻力及额定压缩阻力，参见8.2。
4.2.2.3 整车操纵稳定性：在正常工作行程范围内，悬架系统内各零部件之间无运动干涉。导向机构布置合理，能有效克服外界环境对汽车的干扰，保证汽车稳定行驶。空气悬架应保证有足够的抗侧倾能力，推荐在0.4g 侧向加速度作用下，客车的稳态侧倾角取4～6°，高速客车取下限，低速客车取上限。空气悬架应保证有足够的抗纵倾能力，抗纵倾能力主要是抗制动点头，可以用一定制动减速度或惯性力作用下的纵倾角来衡量，推荐相当于在制动减速度为0.5g 作用下，纵倾角 1.5°。
4.3设计输入、输出要求
根据总布置方案，结合设计任务书的要求，确定悬架系统的结构形式、布置方案和主要性能指标。了解整车总质量，轴荷分配，质心高度，车架结构形式及主要尺寸，前后桥质量及功能图，车轮质量等参数。
设计完成输出：悬架系统装配图和零件图，总成物料明细，签订新增关键外购件技术协议。对关键件如空气弹簧、高度阀、减震器、推力杆和C型梁指定供应商。
4.4设计过程的节点控制要求
前期准备，方案布置，设计计算，绘制总成图，分解零部件图，汇总零部件明细，运动校核。
5 布置要求
根据总布置方案、车架结构尺寸、车桥结构尺寸确定空气悬架的布置方案。如果空间允许，空气弹簧的左右中心距尽量放大，提高横向稳定性。前悬架保证主销后倾角、后悬架保证主减速器倾角与总布置要求一致。要确保在整个空气弹簧行程中无锐边接触弹性元件。空气弹簧周围空间的直径必须保证比空气弹簧本身的最大外部直径多25mm，以允许由于错位而产生的直径正常变大或变形。
6 结构设计要求
6.1模块化设计要求
根据空气悬架的结构形式：导向臂式空气悬架、四气囊推力杆式空气悬架、六气囊推力杆式空气悬架；结合客车大小可以划分出一系列前后悬架模块。
6.2标准化结构、零部件
大中型客车空气悬架选型:建议选用专业生产厂家已批量生产的部件，如无特殊要求，避免新设计以上部件，以利于减少新产品的投产时间，降低生产成本和维修成本。
7 关键件选用规范要求
7.1. 空气弹簧：
7.1.1空气弹簧安装高度偏差5mm，空气弹簧中心线倾斜角度不大于7o；密封性要求：气囊总成在充好气后，经过24h内压下降不超过0.02Mpa。
7.1.2 在气簧内压 5～9.5 bar(气源为 8 bar，气簧内压 5～5.5 bar；气源为 10 bar，气簧内压 7～7.5 bar；气源为 12 bar，气簧内压 9～9.5 bar)时，气簧载荷能力必须大于等于设计满载状态下的簧载质量。对公交车等超载情况较多的车型，气簧内压要取下限；对旅游、客运等超载情况不多的车型，气簧内压可取上限。
7.1.3气簧许用行程：必须大于设计要求的最大行程（注意：要计算杠杆比和倾角的影响）。气簧在设计位置尽量避免活塞相对上盖偏心，跳动过程中避免产生内部干涉。
7.1.4 气簧布置空间：比气簧的最大半径大 25 mm 以上，以防止异物刮伤。在满足布置空间要求的前提下，尽可能增大横向中心距左右气簧跨距。
7.1.5气簧刚度及固有频率：可以根据理论计算公式，更多的是利用供应商提供的气簧弹性特性曲线或表格，查到在设计高度和设计气压条件下的气簧刚度和/或频率，并按照具体设计的杠杆比关系，求到空气悬架系统的刚度和偏频，设计计算参见8.1 。
7.2 减振器：空气悬架必须采用带有反向（下跳）限位吸能的减振器。
7.2.1 减振器最大压缩（上跳）行程，对于空气悬架，其上跳行程取决于空气弹簧的压缩行程，一般由气簧内的限位块来限止。减振器的最大压缩行程也是由它决定。应该注意的是，减振器的行程要计入杠杆比和安装角的影响。对于非独立悬架，如果左、右减振器的跨距和限位块的跨距不同，侧倾时行程会被放大或缩小，要计入这个差异。减振器的极限压缩行程要比上述的计算最大行程多 5～10 mm，避免减振器活塞杆被顶弯。
7.2.2 减振器最大拉伸（下跳）行程，几乎所有空气悬架都借助减振器来达到下跳行程的限位，所以减振器的极限拉伸行程就是悬架的最大下跳行程。这里也要计入杠杆比、安装角以及跨距不同产生的放大或缩小的影响。减振器的极限拉伸行程必须要小于折算后的空气弹簧允许的最大拉伸量，以保证气簧的安全性、不脱囊。
7.2.3 减振器的总行程和长度
a) 减振器的总行程=极限压缩行程+极限拉伸行程；
b) 减振器的最小长度=总行程+减振器基长（基础设计长度）；
c) 减振器的最大长度=最小长度+总行程；
d) 从相关标准 QC/T 491-1999 或供应商样本，就可选到标准化的减振器行程。根据标准或样本中具体设计的基长，就可以确定减振器的最小、最大长度。
7.2.4 减振器的铰接头和安装角度：
减振器两端都是用橡胶件铰接固定，空气悬架推荐使用螺杆衬垫式。由于减振器伸缩时伴有摆动，这些铰接头产生转角。为了保证橡胶件承受的应力不致于过大或发生滑转，避免早期损坏，对橡胶铰接头的最大转角以及减振器的安装角度必须给于限制，扭转角±6°，偏转角±6°。
7.2.5减振器的安装角度
为了使铰接头的转角达到7.2.4要求，同时也为了减小由此引起的减振器活塞侧向力，对减振器的安装角要求：
a)减振器中心线与地面铅垂线的夹角，推荐设计一般≤15°。
b)某些车型的随动转向桥所用的减振器，若减振器中心线与地面铅垂线夹角≥45°，则需选用特殊规格减振器，该减振器储油筒有特殊标记，布置时标记部位必须向上。
c) 减振器布置应尽可能使下铰接点运动方向与减振器中心线一致，即减振器中心线垂直于下铰接头与瞬时中心的连线。这时效率最高，摆角最小。设计计算参见8.2。
7.3 推力杆：
空气悬架导向杆系在车轮上、下跳动或承受力矩时，会使系统的相关点按一定轨迹运动，该轨迹应与相
关零件的连接方式所确定的轨迹协调，因而应进行干涉量和运动参数的校核，并控制在许用范围内。应进行干涉量校核的零部件有：转向纵拉杆、转向横拉杆（对于独立悬架）、传动轴、空气弹簧活塞底座等。为了减小干涉量，悬架导向杆系的当量杆与上述零部件的布置应依次遵循下列三原则：
a) 固定端同向。
b) 杆向平行。
c) 杆长相等。
推力杆的长度推荐长度在550--650mm之间，长度尺寸偏差1mm，杆直径公差IT13级，两端回转接头的外径和宽度公差IT13级，耳孔间距偏差0.2mm，孔直径精度F11级，橡胶衬套的硬度偏差5度（邵氏硬度）。推力杆的关键技术在衬套上，客车空气悬架的推力杆衬套应该用硫化橡胶。
7.4 高度阀数目和安装
7.4.1 三阀：理论上讲三点定一平面，所以采用三阀布置最合理。因为采用单阀的悬架，左、右空气弹簧气路相通，其角刚度为零。一般车型采用前 1 后 2 布置方式，独立悬架车型可采用前 2 后 1 布置方式。两个高度阀应尽量布置在侧倾角刚度大的悬架，以增大整车角刚度。
7.4.2 四阀：对于前悬架采用独立悬架，后悬架采用 C 形梁大跨距气簧，为了充分发挥其增大角刚度的设计，可以前、后都采用两个高度阀。对于特大型客车，二、三桥单侧气簧连通，也是左、右各布置一个高度阀；如果前悬架采用两个高度阀，就成为四阀布置。但四阀布置属超定位，只适宜用于行驶在较好路面而且停放在平地上的大、中型客车
7.4.3 五阀：对于特大型的铰接式客车，一般采用前 1 中 2 后 2 的布置，也有采用前 2 （独立悬架）中 1 后 2 的布置。
7.4.5 高度控制阀的安装：高度控制阀水平摆臂的臂长应 200 mm，臂端与柔性接头相连，可上下调节。空气悬架高度阀的摆臂应布置成与汽车纵轴线垂直，以免高度受其影响。高度阀在－40°C～+70°C的温度范围内能正常工作。
7.6 支架类、销轴类零件的加工精度按图纸要求，一般孔间距偏差0.1～0.2mm，孔直径的加工精度F11级。
7.7 关键铸件类零件采用ZG310-570，100%探伤处理，调质HB210-250。
8 设计计算
8.1空气弹簧选型和设计计算
8.1.1 空气弹簧选型
8.1.1.1第一步
根据已知的或估计的系统参数值，完成“数据记录表”（表4）。在表中，不是所有的参数值都必须填写，譬如，设计高度可以等到以后再选择。
表4 数据记录表
参变量值
1. 是否需要内装橡胶缓冲块？
2. 最大簧载总质量W Ib
3. 空气弹簧数量N
4. 最大允许空间直径d in
5. 要求的空气弹簧设计高度DH in
6. 空气弹簧线压力P PSIG
7. 悬架系统的固有频率f n Hz
8. 轮轴最大压缩量AX c in
9. 轮轴最大伸长量AX e in
10. 铰点至轮轴的水平距离D W in
11. 铰点至空气弹簧悬架中心线的水平距离D S in 12. 杠杆臂比率（L r =D S /D W ）
13. 每个空气弹簧的设计载荷 (L d =W/(N ×L r )) Ib 14. 空气弹簧压缩量（c= AX c ·L r ） in 15. 空气弹簧伸长量（e= AX e ·L r ） in 16. 空气弹簧冲程量（S=c+e ）
in 17. 要求的空气弹簧压缩量h c （h c ＝DH-c ） in 18.
要求的空气弹簧伸长量h e （h e ＝DH+e ）
in 19. 空气弹簧固有频率(r
n s L f f
)
Hz
20. 环境条件（温度、油、化学物质等）
8.1.1.2第二步
根据允许空间直径d 确定最大空气弹簧直径OD max 。一般要求空气弹簧与其它构件的间隙应达到1’’，这样OD max ＝d －2’’。当然，有些情况不必留出这么大的间隙，而有时则需要加大间隙。 8.1.1.3第三步
根据正常工作范围选择图（图二），在所要求的设计载荷L d 处划一水平线。只有此线经过的区域所属的空气弹簧类型才可以考虑选择。如果高度限制h c 和h e 已知，利用这些值及总成件高度轴线（图二横坐标）就可以进一步缩小空气弹簧类型的选择范围。如果h c 和h e 未知，而所要求的冲程Ｓ已知，则可以参照表１中的“弹簧冲程范围”栏，去掉不满足冲程要求的那些类型。 8.1.1.4第四步
根据表2和表3，仅仅考虑第三步选出的空气弹簧类型，按照如下过程可以系统地排除那些不满足设计要求的弹簧。其步骤或次序可以根据提供的信息进行适当的调整。（比如，如果根据载荷范围要比根据最大直径能更快捷地选出弹簧类型，那么步骤8.1.1.4.1和步骤8.1.1.4.2可以对调。）
8.1.1.4.1 排除表中那些比给定的最大外部直径（OD max ）更大外部直径（Max.OD@100PSIG ）的空气弹簧类型，即，如果表中的Max.OD 大于所要求的OD max ，则这些弹簧应排除。列出剩下的弹簧型号及它们的最大外部直径（Max.OD@100PSIG ）。
8.1.1.4.2 排除所有落在设计载荷L d 之外的弹簧。列出剩下的弹簧型号及它们的载荷范围。 8.1.1.4.3 如果要求安装缓冲块，则根据“缓冲块”栏选择有/无。列出剩下的弹簧型号。
8.1.1.4.4 如果设计高度DH 已知，则根据表中“设计高度范围”栏，可以进一步排除不满足要求的弹簧。如果设计高度DH 未知，则进行步骤4.5。列出所有剩下的弹簧型号及它们的设计高度范围。 8.1.1.4.5 根据“弹簧冲程”栏，排除所有低于要求的冲程Ｓ的弹簧。列出所有剩下的弹簧型号及它们的冲程值。
8.1.1.4.6 如果总成件高度限制h c 和h e 已知，对剩下的弹簧在表中的最小压缩量h c-min 和最大伸长量h e-max 进行比较，排除那些h c-min 大于h c 或者h e-max 小于h e 的空气弹簧，即h c 和h e 必须落在〖h c-min , h e-max 〗之内。列出剩下的弹簧型号及它们的最小压缩量h c-min 和最大伸长量h e-max 。 如果DH 未知，进行步骤五；如果DH 已知，跳过第五步，进行第六步。 8.1.1.5 第五步
查看剩下的每一个空气弹簧的动态特性表，如表5为型号为1R12-092空气弹簧的动态特性表。 表5. 动态特性表(1R12-092)
每种空气弹簧的动态特性表中列出了三种设计高度（如表4列出了DH=10.5，13.3，16.5）。然后，根据表2或3，分别对应于三种不同的设计高度，列出DH 、h c-min 、h e-max 、h c 和h e 。 列表形式为(以1R12-092为例。注：c 、e 在第一步已给出) 排除所有h c ≤h c-min 或h e ≥h e-max 的弹簧，从而得到所要求的弹簧（如表中DH=13.3时满足要求）。 需要说明的是，如果实际应用中有最大高度的限制，则应该将此限制高度作为h e-max 。譬如，若最大高度限制为20’’，则表6中的h e-max 原为21.1应改为20。 列出所有剩下的弹簧型号及h c 、h c-min 、h e 和h e-max 值。 8.1.1.6第六步
如果给定悬架的固有频率范围f n ，则空气弹簧的固有频率范围f s 可以由下式计算得到：
r
n s L f f =
由动态特性表5，列出空气弹簧在设计载荷L d 时的固有频率f s *
。如果表中没有列出设计载荷L d 下的结果，但设计载荷落在表中列出的某两个载荷之间，则应该对固有频率进行线性插值，比如，假设L d ＝6833，
则f s *
可以由下面的线性插值表达式求出：
25
.123.123.16000700068337000*
--=--s f
计算得到f s *
＝1.233Hz 。
判断f s *
是否落在空气弹簧的固有频率f s 的范围内，若不满足，则将该种空气弹簧排除。选择剩下的空气弹簧。 8.1.1.7第七步
这一步要确定空气弹簧在设计载荷L d 下的最大线压力P 。首先查看一下常压下“载荷－变形”曲线，如图三。
图三 常压下“载荷－变形”曲线
在图三中，过设计载荷L d ＝6833划一条水平线，过设计高度DH ＝13.3划一条垂直线，两条线的交点处的压力即为要确定的最大线压力P 。由于此点落在80-100PSIG 之间，因此，可以通过线性插值来得到此点处的压力。如，在DH=13.3处，P1=80PSIG 下的载荷约为L1≈7400，P2=100PSIG 下的载荷约为L2≈5900，所以，L d ＝6833下的压力P 为
80
1001005900740068337400--=
--P
求得P ≈92(PSIG)。判断最大线压力P 是否在给定的允许线压力以内，若不满足，则应该排除。
8.1.1.8第八步
参看＂某设计高度时的动态数据＂曲线图。如图四为1R12-092型弹簧在设计高度DH=13.3时的“动态数据曲线图”。其横坐标表示弹簧高度；左下纵坐标表示载荷（相应曲线称为“载荷－变形”曲线）；右上纵坐标表示压力（相应曲线表示“压力－变形”曲线）。此曲线图表明该空气弹簧在设计高度DH ＝13.3时的载荷分别为：L1=2000；L2=3000；L3=5000；L4=6000；L5=7000；压力分别为：P1=29；P2=43；P3=69；P4=83；P5=95。此数据来源于表5“动态特性表”。注意到：尽管“动态特性表”中给出了三种设计高度下的载荷、压力、弹簧刚度比率及固有频率等参数数据，但只有中间设计高度下的数据在“动态数据曲线图”画出。
由于此时的设计高度DH ＝13.3，因此实际弹簧压缩量hc ＝DH －c ＝13.3－5.25＝8.05；弹簧的伸长量he ＝DH －e ＝13.3－6.15＝19.45；
由第七步可知，在设计高度DH ＝13.3，载荷L d ＝6833下的压力P ＝92（PSIG ）。然后过“动态数据曲线图”中DH ＝13.3，压力P ＝92点处，划一条“平行”曲线，此曲线的两个端点高度分别为hc=8.05；he=19.45。曲线划好后，可初步估计对应这两个端点处的压力分别为219（PSIG ）和47（PSIG ）。
图四1R12-092型弹簧在设计高度DH=13.3时的动态数据曲线图
因此，在设计高度DH＝13.3，载荷L d＝6833时，其压力范围近似为47～219（PSIG）。
从技术角度看，对于GOOD&YEAR公司资料中提供的空气弹簧，只要其压力范围在10～220（PSIG），都认为是合格的。当然，不同的弹簧，其压力范围的要求也不一样。这些压力范围需要空气弹簧厂家提供。
排除不符合压力范围要求的弹簧。
第九步
根据第一步数据记录表中的“环境条件”栏，选择符合环境条件要求的空气弹簧。
8.1.2 空气悬架设计计算
(1)、空气弹簧的选择计算：
①各参数变量的含义
图一 空气弹簧悬架结构图
尺寸参数
D W ―― 铰点至轮轴的水平距离；
D S ―― 铰点至空气弹簧中心线的水平距离； L r ―― 杠杆臂比率（L r =D S /D W ）； AX c ―― 轮轴最大压缩量； AX e ―― 轮轴最大伸长量；
c ―― 空气弹簧压缩量（c= AX c ·L r ）； e ―― 空气弹簧伸长量（e= AX e ·L r ）； S ―― 空气弹簧冲程量（S=c+e ）； DH ―― 给定的空气弹簧设计高度；
h c ―― 空气弹簧最小压缩量（h c ＝DH-c ）； h e ―― 空气弹簧最大伸长量（h e ＝DH+e ）; d ―― 空气弹簧允许空间直径；
OD max ―― 空气弹簧在100PSIG 时的最大允许直径（一般OD max ＝d －2’’） A e ―― 有效面积（F ＝P ×A e ）； N ―― 悬架系统空气弹簧的个数；
负荷参数
W ―― 簧载总质量； F ―― 弹簧支撑力；（此力与所受载荷是一对作用力和反作用力）
L d ―― 每个空气弹簧的设计载荷；r
d L N W
L ?=
P ―― 空气弹簧线压力；
性能参数
f f ―― 激振力频率；
f n ―― 悬架系统固有频率；
f s ―― 空气弹簧固有频率（r
n s L f
f =）；
K ―― 空气弹簧刚度；除非特别注明，一般指空气弹簧在设计高度＋10mm 时的刚度。 ②正常工作范围选择图（由空气弹簧厂家提供）――粗选
图二 正常工作范围选择图
此图的使用方法：
在空气弹簧的设计载荷L d 处划一条水平线（如图红线），如果所划的线通过某个区域，则相应的弹簧系列即为所要选择的弹簧。如图，大波纹管式和滚动叶片式弹簧即为要选择的弹簧。如果弹簧冲程S 和（或）弹簧设计高度已知，则选择范围还可进一步缩小。方法是：过所要求的总成件高度处划一垂直线（如图蓝线），可知，只有滚动叶片式弹簧满足要求。
空气弹簧主要性能参数的精确选择方法见本规范8.1.1的内容。 8.2 减震器的设计计算
1. 相对阻尼系数Ψ的选择
对于空气悬架，取Ψ=0.25～0.35 2. 减振器阻力系数γ的计算 CM ψ=2γ
式中：C 钢板弹簧垂直刚度
M 簧载质量
3. 减振器阻力F 的计算
n v F ?=γ
式中：v=0.52m/s 减振器活塞运动速度
通常在v=0～1.0m/s 的范围内取n=1
为了减小路面不平传递给车身的冲击，减振器拉伸行程和压缩行程的阻力Fe 和Fc 取值有所不同，一般按下式计算：
F F F c e =+ F F e 8.0~7.0=
8.3 稳定杆主要参数的计算：参见《汽车工程手册》设计篇第839页～840页。
8.4 悬架系统横向稳定性计算：计算方法不限，计算出整车的侧倾角（侧向加速度为0.4g）不大于6o就符合规范要求。
9 设计评审要求
9.1评审的时机和方法
①方案评审：方案图完成后，组织相关设计专家和工艺专家进行图面评审。
②图纸评审：总成图和零件图设计完成后，组织相关设计专家和工艺专家进行图面评审。
③实物评审：样件试制完成装配后，组织相关部门的代表进行实物评审。
9.2 评审的项目和依据
说明：本条规定评审什么项目，评审的验收的依据是什么。
①悬架系统的行驶平顺性，评审的验收的依据是试交人员的主观评价和试验场的测试结果。
②悬架系统的行驶稳定性，评审的验收的依据是试交人员的主观评价和试验场的测试结果。
③悬架系统中各零部件的强度，评审的验收的依据是相关技术文件、试制记录、试验结果。
④悬架系统中各零部件的运动协调性，评审的验收的依据是相关技术文件、试制记录、试验结果。
10 装车质量特性
10.1验收的质量特性项目和试验规范
验收的质量特性项目：符合图纸、明细、协议等技术文件要求；
试验规范：
①GB/T12678 汽车可靠性行驶试验方法；
②GB/T5902 汽车平顺性脉冲输入行驶试验方法；
③GB/T4970 汽车平顺性随机输入行驶试验方法；
④GB/T6323.1 汽车操纵稳定性试验方法蛇行试验；
⑤QC/T480 汽车操纵稳定性试验方法稳态回转试验。
⑥GB/T6323.6 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法；
10.2 接收和拒收的准则
接收准则：只有满足图纸、明细、技术协议、技术条件及相关国家标准的所有条件才能接收；
拒收准则：
①技术文件不符；
②有11.1中任何一项不符；
③紧固件安装力矩不符合相关技术文件及国标要求；
④有运动干涉、异响等异常现象。
10.3 正常使用安全使用所必须的产品特性
①产品装配必须符合图纸、明细、技术文件要求；
②悬架系统不得有各种运动干涉；
③悬架系统所配各种紧固件的紧固力矩应符合相关国标及技术文件要求；
④应按技术文件要求调整空气弹簧的静态安装高度；
⑤各润滑点应加注足量的符合要求的润滑脂；
⑥整车应具有良好的平顺性和行驶稳定性。
11 设计输出图样和文件的明细
①图样：主要有悬架系统装置图、分总成装配图、零部件图；对关键件如空气弹簧、高度阀、减震器、推力杆和C型梁指定供应商；
②产品明细：总成的物料1S表导入PLM系统；
③悬架系统技术条件：应包括有安装、调整等技术规范；
④相关零部件的技术协议。
12 制图要求
为了便于现场施工和技术资料保存和管理，悬架系统装配图推荐优先选用A1图幅，比例选用要符合相关国标，可以根据图面的布置选取适当的比例；部件图纸推荐采用A3或A4图幅。标注要符合相关国标要求。
汽车悬架的发展历程 汽车的悬架系统是指车身、车架和车轮之间的一个连接结构系统，而这个结构系统包含了避震器、悬架弹簧、防倾杆、悬吊副梁、下控臂、纵向杆、转向节臂、橡皮衬套和连杆等部件。当汽车行驶在路面上时因地面的变化而受到震动及冲击，这些冲击的力量其中一部份会由轮胎吸收，但绝大部分是依靠轮胎与车身间的悬架装置来吸收的。 在汽车的行驶过程中，悬架的作用是弹性的连接车桥和车架，减缓行驶中车辆受到由路面不平引起的冲击力，保证乘坐舒适和货物完好，迅速衰减由于弹性系统引起的振动，传递垂直、纵向、侧向反力及其力矩，并起导向作用，使车轮按照一定轨迹相对车身运动。悬架决定着汽车的稳定性、舒适性和安全性，是现代汽车十分重要的部件之一。 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，高档豪华大客车则使用空气弹簧。 悬架的种类和工作原理 根据悬架的阻尼和刚度是否随行驶条件的变化而变化，可分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架，半主动悬架还可以按阻尼分为有级式和无级式两类。传统的悬架系统的刚度和阻尼系数，是按经验设计或优化设计方法选择的，一经选定后，在车辆行驶过程中，就无法进行调节，因此其减震性能的进一步提高受到限制，这种悬架成为被动悬架。为了克服被动悬架的缺陷，20世纪60年代提出了主动悬架的概念，主动悬架就是由在悬架系统中采用有源或无源可控制的元件组成。它是一个闭环控制系统，根据车辆的运动状态和路面状况主动作出反应，以抑制车体的运动，使悬架始终处于最优减震状态。所以主动悬架的特点就是能根据外界输入或车辆本身状态的变化进行动态自适应调节。因此系统必须是有源的。半主动悬架则由无源但可控制的阻尼元件组成。 在车辆悬架中，弹性元件除了吸收和贮存能量外，还得承受车身重量及载荷，因此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。由于半主动悬架结构简单，在工作时，几乎不消耗车辆动力，又能获得与主动悬架相近的性能，故应用较广。 由于路面输入的随机性，车辆悬架阻尼的控制属于自适应控制，即所设计的系统在输入或干扰发生大范围的变化时，能自适应环境，调节系统参数，使输出仍能被有效控制，达到设计要求。它不同于一般的反馈控制系统，因为它处理的具有“不确定性”的反馈信息。 自适应控制系统按其原理不同，可分为校正调节器和模型参考自适应控制系统两大类，由于要建立一个精确的“车辆-底面”系统模型还很困难，故目前的主动悬架，多采用自校正调节器。 虽然现代汽车的种类较多，结构差异较大，但一般由弹性元件、减振元件和导向构件组成。工作原理是：当汽车轮胎受到冲击时，弹性元件对冲击进行缓冲，防止对汽车构件和人员造成损伤。但弹性件受到冲击时会产生长时间持续的振动，容易使驾驶员疲劳。故减振元件应快速衰减振动。当车轮受到冲击而跳动时，应使其运动轨迹符合一定的要求，否则会降低汽车行驶时的平顺性和操纵稳定性。导向构件在传力的同时，必须对方向进行控制。
钢板弹簧悬架系统设计规范 1范围 本规范适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参 数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。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）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范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规范。 QC/T 491-1999汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 QCn 29035-1991汽车钢板弹簧技术条件 QC/T 517-1999汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件 GB/T 4783-1984汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法 3符号、代号、术语及其定义 GB 3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义 GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码 GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸 QC/T 491-1999汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 GB/T 12549-2013汽车操纵稳定性术语及其定义 GB 7258-2017机动车运行安全技术条件 GB 13094-2017 客车结构安全要求 QC/T 480-1999汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 QC/T 474-2011客车平顺性评价指标及限值 GB/T 12428-2005客车装载质量计算方法 GB 1589-2016道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码机动车 JTT 325-2013营运客车类型划分及等级评定 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）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 4悬架系统设计对整车性能的影响 悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置 （减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的 振动，保证汽车的正常行驶。悬架结构、性能不仅影响汽车的行驶平顺性，还对操纵稳定性、燃油经济性、通过性等多种
1 范围 本规范适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。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）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范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规范。 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 QCn 29035-1991 汽车钢板弹簧技术条件 QC/T 517-1999 汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件 GB/T 4783-1984 汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法 3 符号、代号、术语及其定义 GB 3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义 GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码 GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 GB/T 12549-2013 汽车操纵稳定性术语及其定义 GB 7258-2017 机动车运行安全技术条件 GB 13094-2017 客车结构安全要求 QC/T 480-1999 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 QC/T 474-2011 客车平顺性评价指标及限值 GB/T 12428-2005 客车装载质量计算方法 GB 1589-2016 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码机动车 JTT 325-2013 营运客车类型划分及等级评定 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）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 4 悬架系统设计对整车性能的影响 悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置（减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的
XX大学 汽车设计课程设计说明书设计题目：轿车转向系设计 学院：X X 学号：XXXXXXXX 姓名：XXX 指导老师：XXX 日期：201X年XX月XX日
汽车设计课程设计任务书 题目：轿车转向系设计 内容： 1.零件图1张 2.课程设计说明书1份 原始资料： 1.整车性能参数 驱动形式4 2前轮 轴距2471mm 轮距前/后1429/1422mm 整备质量1060kg 空载时前轴分配负荷60% 最高车速180km/h 最大爬坡度35% 制动距离（初速30km/h） 5.6m 最小转向直径11m 最大功率/转速74/5800kW/rpm 最大转矩/转速150/4000N·m/rpm 2.对转向系的基本要求 1）汽车转弯行驶时，全部车轮应绕顺时转向中心旋转； 2）操纵轻便，作用于转向盘上的转向力小于200N； 3）转向系的角传动比在15~20之间，正效率在60%以上，逆效率在50%以上；4）转向灵敏； 5）转向器和转向传动机构中应有间隙调整机构； 6）转向系应有能使驾驶员免遭或减轻伤害的防伤装置。
目录 序言 (4) 第一节转向系方案的选择 (4) 一、转向盘 (4) 二、转向轴 (5) 三、转向器 (6) 四、转向梯形 (6) 第二节齿轮齿条转向器的基本设计 (7) 一、齿轮齿条转向器的结构选择 (7) 二、齿轮齿条转向器的布置形式 (9) 三、设计目标参数及对应转向轮偏角计算 (9) 四、转向器参数选取与计算 (10) 五、齿轮轴结构设计 (12) 六、转向器材料 (13) 第三节齿轮齿条转向器数据校核 (13) 一、齿条强度校核 (13) 二、小齿轮强度校核 (15) 三、齿轮轴的强度校核 (18) 第四节转向梯形机构的设计 (21) 一、转向梯形机构尺寸的初步确定 (21) 二、断开式转向梯形机构横拉杆上断开点的确定 (24) 三、转向传动机构结构元件 (24) 第五节参考文献 (25)
钢板弹簧悬架系统设计规范 1 范围 本规范适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。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）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范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规范。 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 QCn 29035-1991 汽车钢板弹簧技术条件 QC/T 517-1999 汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件 GB/T 4783-1984 汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法 3 符号、代号、术语及其定义 GB 3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义 GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码 GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 GB/T 12549-2013 汽车操纵稳定性术语及其定义 GB 7258-2017 机动车运行安全技术条件 GB 13094-2017 客车结构安全要求 QC/T 480-1999 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 QC/T 474-2011 客车平顺性评价指标及限值 GB/T 12428-2005 客车装载质量计算方法 GB 1589-2016 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码机动车 JTT 325-2013 营运客车类型划分及等级评定 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）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 4 悬架系统设计对整车性能的影响 悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置（减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的
汽车钢板弹簧悬架设计 （１）、钢板弹簧种类 汽车钢板弹簧除了起弹性元件作用之外,还兼起导向作用,而多片弹簧片间磨擦还起系统阻尼作用。由于钢板弹簧结构简单，使用维修、保养方便，长期以来钢板弹簧在汽车上得到广泛应用。目前汽车使用的钢板弹簧常见的有以下几种。 ①通多片钢板弹簧,如图1-ａ所示，这种弹簧主要用在载货汽车和大型客车上，弹簧弹性特性如图2-ａ所不,呈线性特性。 变形 载荷变形 载荷变形载荷 图1 图2 ②少片变截面钢板弹簧，如图1-ｂ所不,为减少弹簧质量，弹簧厚度沿长度方向制成等厚，其弹性特性如一般多片钢板弹簧一样呈线性特性图2-ａ。这种弹簧主要用于轻型货车及大、中型载货汽车前悬架。 ③两级变刚度复式钢板弹簧，如图１-c 所示，这种弹簧主要用于大、中型载货汽车后悬架。弹性特性如图2－b 所示，为两级变刚度特性，开始时仅主簧起作用，当载荷增加到某值时副簧与主簧共同起作用，弹性特性由两条直线组成。 ④渐变刚度钢板弹簧,如图1-d 所示,这种弹簧多用于轻型载货汽车与厢式客车后悬架。副簧放在主簧之下,副簧随汽车载荷变化逐渐起作用,弹簧特性呈非线性特性,如图2-c 所示。
多片钢板弹簧 钢板弹簧计算实质上是在已知弹簧负荷情况下,根据汽车对悬架性能(频率)要求,确定弹簧刚度,求出弹簧长度、片宽、片厚、片数。并要求弹簧尺寸规格满足弹簧的强度要求。 3.1钢板弹簧设计的已知参数 1)弹簧负荷 通常新车设计时,根据整车布置给定的空、满载轴载质量减去估算的非簧载质量，得到在每副弹簧上的承载质量。一般将前、后轴,车轮，制动鼓及转向节、传动轴、转向纵拉杆等总成视为非簧载质量。如果钢板弹簧布置在车桥上方，弹簧3/4的质量为非簧载质量，下置弹簧，1／４弹簧质量为非簧载质量。 2)弹簧伸直长度 根据不同车型要求,由总布置给出弹簧伸直长度的控制尺寸。在布置可能的情况下,尽量增加弹簧长度，这主要是考虑以下几个方面原因。 ①由于弹簧刚度与弹簧长度的三次方成反比,因此从改善汽车平顺性角度看，希望弹簧长度长些好。 ②在弹簧刚度相同情况下，长的弹簧在车轮上下跳动时，弹簧两卷耳孔距离变化相对较小，对前悬架来说,主销后倾角变化小,有利于汽车行驶稳定性。 ③增加弹簧长度可以降低弹簧工作应力和应力幅,从而提高弹簧使用寿命。 ④增加弹簧长度可以选用簧片厚的弹簧，从而减少弹簧片数,并且簧片厚的弹簧对提高主片卷耳强度有利。 3）悬架静挠度 汽车簧载质量与其质量组成的振动系统固有频率是评价汽车行驶平顺性的重要参数。悬架设计时根据汽车平顺性要求,应给出汽车空、满载时前、后悬架频率范围。如果知道频率，就可以求出悬架静挠度值c δ。选取悬架静挠度值时,希望后悬架静挠度值2c δ小于前悬架静挠度值1c δ,并且两值最好接近,一般推荐：
悬架系统设计作业指导书 编制：日期： 审核：日期： 批准：日期： 发布日期：年 月 日 实施日期：年 月 日
前言 为使本中心悬架系统设计规范化，参考国内外汽车设计的技术规范，结合公司标准和已开发车型的经验，编制本作业指导书。意在对本公司设计人员在设计过程中起到一种指导操作的作用，让一些相关设计经验不够丰富的员工有所依据，提高设计的效率和成效。本作业指导书将在本中心所有车型开发设计中贯彻，并在实践中进一步提高完善。 本标准于201X年XX月XX日起实施。 本标准由上海同捷科技股份有限公司第五研发中心底盘总布置分院提出。 本标准由上海同捷科技股份有限公司第五研发中心底盘总布置分院负责归 口管理。 本标准主要起草人：蔡礼刚
目录 1 悬架系统概述 (1) 1.1悬架系统功能 (1) 1.2悬架系统构成 (1) 1.2.1独立悬架结构型式 (1) 1.2.2复合式悬架结构型式 (3) 1.3悬架的发展趋势 (4) 1.3.1液压调控悬架系统 (4) 1.3.2空气悬架系统 (5) 1.3.3电控磁性液体悬架系统 (6) 1.4主要零部件介绍 (7) 1.4.1弹性元件 (7) 1.4.2减振器 (8) 1.4.3缓冲块 (10) 1.4.4横向稳定杆 (11) 1.4.5控制臂和推力杆 (12) 2 悬架系统的主要设计流程及要求 (13) 2.1悬架系统的主要设计流程 (13) 2.2悬架系统设计要求 (16) 2.3相关设计标准 (16) 3 悬架系统设计过程 (17) 3.1设计输入及标杆车对比分析 (17) 3.1.1设计输入 (17) 3.1.2标杆车对比分析 (17) 3.1.3设计构想 (24) 3.1.4相关试验 (25) 3.2匹配计算 (27) 3.3开发方案确认 (27)
汽车设计——钢板弹簧课程设计 专业：车辆工程 教师：R老师 姓名：XXXXXX 学号：200XYYYY 2012 年7 月3 日
课程设计任务书 一、课程设计的性质、目的、题目和任务 本课程设计是我们在完成基础课、技术基础课和大部分专业课学习后的一个教学环节，是培养我们应用已学到的理论知识来解决实际工程问题的一次训练，并为毕业设计奠定基础。 1、课程设计的目的是： （1）进一步熟悉汽车设计理论教学内容； （2）培养我们理论联系实际的能力； （3）训练我们综合运用知识的能力以及分析问题、解决问题的能力。 2、设计题目: 设计载货汽车的纵置钢板弹簧 (1) 纵置钢板弹簧的已知参数 序号弹簧满载载荷静挠度伸直长度U型螺栓中心距有效长度 1 19800N 9.4cm 118cm 6cm 112cm 材料选用60Si2MnA ,弹性模量取E=2.1×105MPa 3、课程设计的任务： （1）由已知参数确定汽车悬架的其他主要参数； （2）计算悬架总成中主要零件的参数； （3）绘制悬架总成装配图。 二、课程设计的内容及工作量 根据所学的机械设计、汽车构造、汽车理论、汽车设计以及金属力学性能等课程，完成下述涉及内容： 1．学习汽车悬架设计的基本内容 2．选择、确定汽车悬架的主要参数 3．确定汽车悬架的结构 4．计算悬架总成中主要零件的参数 5．撰写设计说明书 6．绘制悬架总成装配图、零部件图共计1张A0。 设计要求： 1. 设计说明书 设计说明书是存档文件，是设计的理论计算依据。说明书的格式如下： （1）统一稿纸，正规书写； （2) 竖订横写，每页右侧画一竖线，留出25mm空白，在此空白内标出该页中所计算的主要数据； （3) 附图要清晰注上必要的符号和文字说明，不得潦草； 2. 说明书的内容及计算说明项目 (1)封面；（2）目录；（3）原始数据及资料；（4）对设计课题的分析；（5）汽车纵置钢板弹簧简图；（6）设计计算；（7）设计小结（设计特点及补充说明，鉴别比较分析，个人体会等）；（8）参考文献。 3. 设计图纸 1）装配总图、零件图一张（0＃）；
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 毕业设计（论文）客车悬架系统设计计算说明书 院系：长安大学汽车学院 指导教师：张平 专业班级： 22010803 学生姓名：杨文亮 2012年6月18日
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 摘要 目前我国的客车普遍采用的是传统钢板弹簧悬架，只有少数的高级客车才配置了空气悬架。传统钢板弹簧的结构简单，成本较低。而相对于传统机械钢板弹簧悬架而言，空气悬架具有乘坐更舒适、更好改善车辆的行驶平顺性等显著优点，但是造价也相对较高。 本文针对客车的悬架设计，在传统钢板弹簧悬架的基础上对前悬进行改进，前悬采用钢板弹簧与空气弹簧并联的混合式空气悬架，而后悬采用主副复合式钢板弹簧悬架。前悬的混合式空气悬架能满足驾驶员舒适性的要求，而后悬架的主副复合式钢板弹簧降低了整车的生产成本。 对前、后悬架的主要零部件的尺寸进行设计计算，并运用CATIA进行建模和装配。关键词混合式空气悬架，CATIA，主副复合式钢板弹簧悬架
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ ABSTRACT At present, buses generally use the traditional leaf spring suspension in our country , only a handful of senior buses was equipped with air suspension. Traditional leaf spring structure is simple and with low cost . In contrast to traditional mechanical leaf spring suspension, the air suspension has more significant advantages, such as , more comfortable to ride, better improvement of the vehicle ride comfort. However , the cost is relatively high. This paper is about the bus suspension design .to improve the front suspension on the basis of the traditional leaf spring suspension , front suspension uses hybrid air suspension combined parallel with leaf springs and air springs , and then rear suspension uses primary and secondary compound leaf spring suspension. the front air suspension can meet the requirements of driver comfort , but leaf spring in the rear suspension can reduce the manufacturing cost. Design and calculate the size parameters of the main components in the front and rear suspension, and modeling and assembly in use of CATIA. KEYWORDS: hybrid air suspension ,catia ,primary and secondary compound leaf spring suspension
汽车悬架构件的设计计算 前言 第一章汽车悬架的基本知识 第一节汽车悬架构件 一、导向机构 二、弹性元件 三、梯形机构 四、阻尼元件 五、稳定装置 第二节汽车悬架型式 一、悬架的基本要求 二、悬架的分类 (一)按功能原理划分 (二)按导向机构划分 (三)按弹性元件划分 第三节汽车悬架型式的发展 一、导向机构悬架型式的发展 (一)单臂悬架的发展 (二)从单臂到双臂 (三)麦弗逊悬架 (四)平衡悬架 二、弹性元件悬架型式的发展 (一)钢板弹簧悬架 (二)螺旋弹簧悬架 (三)扭杆弹簧悬架 (四)空气弹簧悬架 (五)油气弹簧悬架 第二章汽车悬架的基础理论 第一节汽车悬架术语和力矩中心 一、特定术语 二、力矩中心 (一)定义 (二)相关定理 (三)悬架的侧倾力矩中心 (四)悬架的纵倾力矩中心 第二节多轴汽车的特性参数 一、特性参数 (一)外心距 (二)组合线刚度 (三)中性面 (四)内心距 (五)换算线刚度
二、角刚度与角刚度比 (一)角刚度 (二)角刚度比 第三节汽车平顺性的评价指标 一、IS0263l标准 二、常用评价指标 第四节汽车操纵稳定性的评价指标 一、定义及研究对象 二、评价指标 三、车身稳定性 第三章汽车悬架构件的设计计算 第一节汽车导向机构 一、车轮定位参数 (一)轮距 (二)车轮外倾角 (三)前束 二、麦弗逊悬架的导向机构 (一)悬架中心和力矩中心 (二)换算线刚度和角刚度 (三)受力分析 三、半拖臂悬架的导向机构 (一)相关参数 (二)线刚度与角刚度 (三)设计要点 四、双横臂悬架的导向机构 (一)空间模型 (二)运动学特性 (三)弹性元件受力 (四)换算线刚度与角刚度 (五)摆臂临界角 五、单纵臂悬架的导向机构 六、钢板弹簧悬架的导向机构 (一)对称板簧的运动特性 (二)非对称板簧的运动特性 (三)中心扩展法的作图步骤及其修正方法 (四)两点偏转法的作图步骤及其修正方法第二节汽车弹性元件 一、钢板弹簧 (一)普通钢板弹簧 (二)变断面钢板弹簧 (三)渐变刚度钢板弹簧 (四)非对称钢板弹簧 二、螺旋弹簧 (一)普通压缩螺旋弹簧
悬置系统设计指南 编制： 审核： 批准： 主题与适用范围 1、主题
本指南介绍了动力总成悬置系统开发的基本知识和基本过程，以及所涉及到的基本流程文件核技术文件。 2、适用范围 本指南适用于奇瑞所有装汽油或柴油发动机的M1类车动力总成悬置系统的设计。
目录 一、悬置系统中的基本概念 (4) 1.1 悬置系统设计时的基本概念 (4) 1.2动力总成振动激励简介 (6) 二、悬置系统的作用 (8) 2.1 悬置系统的设计意义及目标简介 (8) 2.2 动力总成悬置系统对整车NVH性能的影响 (8) 三、悬置系统的概念设计 (10) 3.1 悬置系统的布置方式选择 (10) 3.2 悬置点的数目及其位置选择 (11) 3.3 悬置系统设计的频率参数 (13) 四、悬置系统相关设计参数 (14) 4.1动力总成参数 (14) 4.2 制约条件 (15) 五、悬置系统设计过程中的相关技术文件 (16) 5.1 悬置系统VTS (16) 5.2 悬置系统DFMEA (17) 5.3 悬置系统DVP&R (17) 5.4 其它技术及流程文件 (17)
一、悬置系统中的基本概念 1.1 悬置系统设计时的基本概念 1：整车坐标系：原点在车身前方，正X方向从前到后，正Y方向指向右侧（从驾驶员到副驾驶），正Z方向朝上如图（1-1）。 （图1-1）整车坐标系 2：发动机坐标系：原点在曲轴中心线与发动机和变速箱结合面的交点处；正X方向从变速箱到发动机，沿着曲轴中心线，正Y方向指向右侧如果沿着正X方向看，正Z方向朝下如图（1-2）。 （图1-2）发动机坐标系 3：主惯性矩坐标系：原点在动力总成的质心位置，正X方向从变速箱到发动机，沿着最小主惯性矩轴线，正Y方向通常沿着最大主惯性矩轴线，正Z方向朝下并且沿着中等主惯性矩轴线如图（1-3）。
目录 1 绪论 (2) 1.1 悬架的概述 (2) 1.2 悬架的分类 (3) 1.3 重型载货汽车悬架系统目前的工作状况 (4) 1.4 悬架技术的研究现状及发展趋势 (5) 1.4.1悬架技术的研究现状 (5) 1.4.2悬架技术的发展趋势 (5) 1.4.3悬架设计的技术要求 (5) 2 空气悬架结构 (6) 2.1 空气悬架结构简介 (6) 2.1.1空气悬架系统的基本结构 (6) 2.1.2空气弹簧的类型 (6) 2.1.3导向机构 (7) 2.1.4高度控制阀 (7) 2.2 空气悬架系统的工作原理 (7) 3 悬架主要参数的确定 (8) 3.1 载货汽车的结构参数 (8) 3.2 悬架静挠度 (8) 3.3 悬架动挠度 (9) 3.4 悬架弹性特性 (10) 4 弹性元件的设计 (11) 4.1 空气弹簧力学性能 (11) 4.1.1空气弹簧刚度计算 (11) 4.1.2空气弹簧固有频率的计算 (13) 4.1.3空气弹簧的刚度特性分析 (14) 4.2 高度控制阀 (16) 5 悬架导向机构的设计 (17) 5.1 悬架导向机构的概述 (17) 5.2 横向稳定杆的选择 (17) 5.3 侧顷力臂的计算方法 (18) 5.4 稳定杆的角刚度计算 (19) 5.5 悬架的侧倾角校核 (20) 6 减振器机构类型及主要参数的选择计算 (21) 6.1 分类 (21) 6.2 主要参数的选择计算 (22) 7 技术与经济性分析 (26)
1 绪论 1.1 悬架的概述 悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支承力）、纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都要传递到车架（或承载式车身）上，以保证汽 车的正常行驶]1[。 现代汽车的悬架尽管有各种不同的结构形式，但是一般都由弹性元件、减振器和导向机构三部分组成。由于汽车行驶的路面不可能绝对平坦，路面作用于车轮上的垂直反力往往是冲击性的，特别是在坏路面上高速行驶时，这种冲击力将达到很大的数值。冲击力传到车架和车身时，可能引起汽车机件的早期损坏，传给乘员和货物时，将使乘员感到极不舒适，货物也可能受到损伤。为了缓和冲击，在汽车行驶系统中，除了采用弹性的充气轮胎之外，在悬架中还必须装有弹性元件，使车架（或车身）与车桥（或车轮）之间作弹性联系。但弹性系统在受到冲击后，将产生振动。持续的振动易使乘员感到不舒适和疲劳。故悬架还应当具有减振作用，使振动迅速衰减（振幅迅速减小）。为此，在许多结构形式的汽车悬架中都设有专门的减振器。 以下对悬架重要的组成部分进行简单的介绍。 (一)弹性元件 弹性元件主要是把车架或车身与车桥或车轮弹性的连接起来，主要有空气弹簧，钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧等。 (1)空气弹簧 空气弹簧是由橡胶囊所围成的一个密闭容器，在其中贮入压缩空气，利用空气的可压缩性实现其弹簧的作用。这种弹簧的刚度是可变的，因为作用在弹簧上的载荷增加时，容器内的定量气体气压升高，弹簧刚度增大。反之，当载荷减小时，弹簧内的气压下降，刚度减小，故空气弹簧具有较理想的弹性特性。 随着科学技术突飞猛进，生活水平的不断提高，人们对汽车的乘坐舒适性及各方面的性能提出了更高的要求，这便迫使各汽车生产厂家不断的引进先进技术，生产出更好的产品，保持强大的竞争能力。从而空气弹簧的设计与研究也越来越受到车辆设计人员的青睐。在本论文主要是对空气弹簧进行了研究与探讨。 (2)钢板弹簧 由多片不等长和不等曲率的钢板叠合而成。钢板弹簧除具有缓冲作用外，还有一定的减震作用。 (3)螺旋弹簧 只具备缓冲作用，多用于轿车独立悬挂装置。由于没有减震和传力的功能，还必须设有专门的减震器和导向装置。 (4)扭杆弹簧 将用弹簧杆做成的扭杆一端固定于车架，另一端通过摆臂与车轮相连，利用车轮跳动时扭杆的扭转变形起到缓冲作用，适合于独立悬挂使用。 (二)导向装置
第一章设计依据与设计原则 1.1设计依据 近年来，我国的经济有了很大的发展，人民生活水平有了很大的提高，出行时对汽车的舒适性的要求也随之增大；另一方面，我国的高速公路已有了很大的发展，已基本形成网络化，或正逐步网络化，对于汽车制造企业尤其是以生产公路客运汽车为主的客车企业来说，这些都蕴藏着商机。但我们不能忽略这样一个事实：我国是一个发展中国家，经济水平普遍不是很高，并且很不平衡，还有，我国正逐渐进入老龄社会，中低收入的老龄人口的出行问题亟待我们解决，这为客车的多样化发展提供了契机，即就是说，中低档客车的生存与发展具有巨大的空间。从整个世界范围来说，仍然是穷国多，富国少，穷人多，富人少，所有这些，都预示着中低档大客车具有很大的市场空间。可以这么说，发展舒适性较高的中低档客车不仅是客车企业自身利益的需要，也是社会公益事业的一部分。 从现实情况来看，目前世界及我国的客车企业都正在致力于发展舒适性较高的豪华型大客车，对中低档客车这一块反而关注的较少，这就形成了市场空白，为我们的发展提供了机会。国外企业十分看好我国高档大中型客车市场，是因为国内客车行业合资和引进的产品现在已基本和国外原装产品处于同一档次，且价格具有明显优势，这迫使以赚取利润为目的的国外企业更加在中国积极寻找合资、合作的机会。这也将给我国客车生产企业带来参加国际合作、参与国际竞争的机遇。我们应致力于开发出有自己特色的客车，这样才会在国际市场中占有一席之地。 1.2设计原则 1.按GB/T12427-90<<客车产品系列型谱>>分类,本车属于车长 7m-10m的基本系列,根据需要可按型谱变形. 2. 按照GB/T13053-91《客车驾驶区尺寸》和GB/T13055-91《客车乘客区尺寸要求》，对驾驶区和乘客区进行了布置。 3．符合GB7258-97<<机动车运行安全技术>>、GB13094-1997《客车结构安全要求》的要求,同时符合人体工程学的要求,使其乘坐舒适性提高. 4.驾驶员座椅和乘客座椅按照GB/T13057-91《客车驾驶员座椅尺寸规格》和GB/T13059-91《客车乘客座椅尺寸规格》布置。 5.客车结构强度的规定按GB/T17578-1998设计. 6．GB15083-2006汽车座椅，座椅固定装置及头枕强度 7.贯彻“三化”原则。 8.尽量采用新技术、新材料、新工艺。 9．整车的造型采用圆基调，大圆弧过渡。 10.优化设计，减轻自重。 第二章国内外客车行业现状及形势分析
乘用车悬架系统台架试验规范 1 范围 本标准规定了乘用车悬架系统台架试验规范。 本标准适用于基础（新）底盘平台结构乘用车前、后悬架系统台架试验。对于在基础平台上延伸车型（如油改电），若轴荷增加＜10%，悬架系统的强度及耐久性可视同原基础平台车，若轴荷增加≥10%，悬架系统的强度及耐久性可参照使用。 2 规范性引用文件 无 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 麦弗逊悬架 mcPherson suspension 汽车独立悬架的一种结构类型，普遍应用于前悬架。由滑柱、控制臂、副车架及稳定杆等部件组成。 3.2 双叉臂悬架 double wishbone suspension 汽车独立悬架的一种结构类型，适应于前后悬架。由滑柱、上控制臂、下控制臂、副车架及稳定杆等部件组成。 3.3 多连杆悬架 multilink rear suspension 汽车独立悬架的一种结构类型，适应于后悬架。是指单边由三根或三根以上连接拉杆构成，能够提供多个方向的控制力，使轮胎具有更加可靠的行驶轨迹的悬架机构。 3.4 扭力梁后悬架 torsion beam rear suspension 汽车半独立悬架的一种结构类型，适应于后悬架。是通过一个扭力梁来平衡左右车轮的上下跳动，以减小车辆的摇晃，保持车辆的平稳性。 3.5 整体桥式非独立悬架 integral axle non independent suspension 汽车非独立悬架一种结构类型，在乘用车领域多用于偏重越野的SUV车型。通过一根硬轴将左右两个车轮相连。
3.6 验证样件 validation sample 试验过程中需要验证的工程样件，应是正式工装制造的样件。验证样件经过一项台架耐久试验循环后不可重复使用。 3.7 非验证样件 nonvalidation sample 试验过程中不需要验证的样件，在试验中可重复使用。 4 符号（代号、缩略语） 下列符号（代号、缩略语）适用于本文件。 g——重力加速度，单位为m/s2。 G——满载条件下车轮轮荷。 5 试验设备及工装要求 试验设备采用双通道柔性耐久试验台。试验设备载荷传感器应第三方校准，符合试验要求。试验过程中加载方向应与试验要求保持一致；耐久性试验中加载方式应采用连续加载方式，最大载荷的误差范围应在±5%以内；试验中连接部位所用的工装的刚度应不小于样件刚度的10倍。 6 耐久性能要求 6.1 纵向力耐久 按照8.1进行试验，悬架系统各验证零部件（除胶套外）在20万次试验后，不允许出现裂纹；紧固件不允许出现松动，松脱力矩大于初始拧紧力矩70%；40万次不允许出现严重塑性变形或断裂现象（裂纹超过10mm)。 6.2 侧向力耐久 按照8.2进行试验，悬架系统各验证零部件（除胶套外）在20万次试验后，不允许出现裂纹；紧固件不允许出现松动，松脱力矩大于初始拧紧力矩70%；40万次不允许出现严重塑性变形或断裂现象（裂纹超过10mm)。 6.3 同向垂直力耐久 按照8.3进行试验，悬架系统各验证零部件（除胶套外）在20万次试验后，不允许出现裂纹；紧固件不允许出现松动，松脱力矩大于初始拧紧力矩70%；40万次不允许出现严重塑性变形或断裂现象（裂纹超过10mm)。 6.4 异向垂直耐久 对于独立悬架结构如麦弗逊前悬架、双叉臂悬架及多连杆后悬架等：按照8.4进行试验，悬架系统各验证零部件（除胶套外）在20万次试验后，不允许出现裂纹；紧固件不允许出现松动，松脱力矩大于初始拧紧力矩70%。
课程设计说明书 任务书 本次课程设计的任务如下： 第一组： 建立汽车的前悬架模型，然后测试，细化，优化该模型，建立目标函数，最后与MATLAB实现联合仿真。 1.测量车轮接地点侧向滑移量 2.测量车轮侧偏角 3.测量车轮前束值 4.测量车轮跳动量 5.测量主销后倾角 第二组： 建立整车模型，实现该车在A,B,C三级道路路面上的仿真。
第一部分创建前悬架模型 （1）创建新模型 双击桌面上得ADAMS/View得快捷图标，创建一个名称为：FRONT_SUSP的新模型。（2）设置工作环境 在ADAMS/View选择菜单中得单位命令将长度单位，质量单位，力的单位，时间单位，角度单位和频率单位分别设置为毫米，千克，牛顿，秒，度和赫兹。在工作网格命令中将网格的X方向和Y方向分别设置为750和800，将网格距设置为50。同时将图标大小设置为50。( 3 ) 创建设计点 在ADAMS/View中的零件库中选择点命令，创建八个设计点，其名称和位置如下图： （4）创建主销，上横臂，下横臂，拉臂，转向拉杆，转向节 在ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体命令，定义不同的参数值，在对应点之间创建主销，上横臂，下横臂，拉臂，转向拉杆，转向节。 在ADAMS/View中的零件库中选择球体命令，分别在上横臂，下横臂，转向横拉杆上相应点作为参考点创建铰接球。图形如下：
（5）创建车轮，测试平台及弹簧 在ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体命令，选择转向节两端点作为设计点。并在ADAMS/View中的零件库中选择倒角命令，定义倒圆半径为50，完成车轮倒角的设计。 应用ADAMS/View中的零件库中选择圆柱体和长方体命令，在创建的（-350，-320，-200）设计点上创建测试平台。 在上横臂上选择创建一点（174.6，347.89，24.85），在大地上创建点（174.6，647.89，24.85），点击ADAMS/View力库的弹簧，设置其刚度和阻尼，选择创建的两点绘制弹簧。 如图：
3.1 弹簧刚度 弹簧刚度计算公式为： 前螺旋弹簧为近似圆柱螺旋弹簧：前 n 8D Gd 3 14 1 1= Cs (1) 1 后螺旋弹簧为圆柱螺旋弹簧：后 n 8D Gd 3 24 2 2= Cs (2) 式中：G 为弹性剪切模量79000N/mm 2 d 为螺旋弹簧簧丝直径， 前螺旋弹簧簧丝直径d 1=11.5mm ， 后螺旋弹簧簧丝直径d 2=12mm ； 1D 为前螺旋弹簧中径，D 1=133.5mm 。 D 2为后螺旋弹簧中径，D 2=118mm 。 n 为弹簧有效圈数。根据《汽车设计》（刘惟信）介绍的方法，判断前螺旋弹簧有效圈数为4.25圈，即n 前=4.25；后螺旋弹簧有效圈数为5.5圈，即 n 后=5.5。 前螺旋弹簧刚度： =18.93 N/mm 后螺旋弹簧刚度： 后 n 8D Gd 324 2 2= Cs =22.6N/mm 螺旋弹簧刚度试验值： 前螺旋弹簧刚度：18.8N/mm ； 1 螺旋弹簧刚度计算公式，参考《汽车工程手册》设计篇 3 1 41 116n Gd D Cs 前=
后螺旋弹簧刚度：22.78N/mm 。 前螺旋弹簧刚度和后螺旋弹簧刚度计算值与试验值基本相符。G08设计车型轴荷与参考样车的前轴荷相差<2.0%，后轴荷相差<0.8%。设计车型直接选用参考样车的弹簧刚度,刚度为： Cs=18.8 N/mm； 1 Cs=22.6 N/mm。 2 3.5 减震器参数的确定 汽车的悬架中安装减振装置的作用是衰减车身的振动保证整车的行驶平顺性和操纵稳定性。下面仅考虑由减振器引起的振动衰减，Array不考虑其他方面的影响，以方便对减振器参数的计算。 汽车车身和车轮振动时，减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦
摘要 伴随着社会科技的不断前进，现代汽车车身总布置也在迅速变革与发展。人机工程学、空气动力学和现代化制造方法的发展促使汽车车身总布置的不断更新和完善，传统与创新艺术风格的有机结合也影响着车身总布置的美学实践。然而，每一款新车型的问世都离不开车身总布置和它的设计工具，汽车车身总布置是汽车概念设计阶段的一项相当重要的方案设计工作。 本文介绍了某大型低地板城市客车总布置设计，详细叙述了总布置方案设计的全过程，特别是利用人体工程学进行了驾驶员和乘客的位置确定，使驾驶员及乘客座椅等车内设施符合人机工程学，保证驾驶员和乘客有安全、舒适的乘坐环境。 设计此款公交车的目的是初步定位市区主干道的客运市场上。以其优势竞争市区主干道客运市场，并占领一定的市场份额。 关键词：车身总布置设计；人机工程学;城市公交车
Abstract Follows the social science and technology unceasing advance, the modern automobile body is always arranging also in the rapid transformation and the development.The man-machine engineering, the aerodynamics and the modernized manufacture method development urges the unceasing renewal and the consummation which the automobile body always arranges, traditional and the innovation artistic style organic synthesis is also affecting esthetics practice which the automobile body always arranges.However, each section new vehicle being published cannot leave the automobile body always to arrange and its design tool, the automobile body total arrangement is an automobile conceptual design stage quite important project design work. This paper has referred the packaging design of the large-scale, low floor city bus, and introduced the whole process of packaging scheme design in detail, especially utilizing the Ergonomics to design the position of the drivers and passengers, Facilities accords with man-machine engineering , ensures that the pilot and the passenger have safe , comfortable riding in within making the pilot and the passenger seat wait for a bus environment. The downtown area turnpike road passenger transport marketplace designing that this money public transit vehicle purpose is that the first step fixes position is upper. And the marketplace competing for downtown area turnpike road passenger transport with whose advantage, captures certain market share. Key words：Auto-body general arrangement；Ergonomics ;City bus