第六章_悬架

4.有关悬架的分析及讨论（1）悬架功能与基本组成；悬架功能悬架是汽车的车架（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，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，并减少由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。

基本组成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。

（2）主动悬架、半主动悬架控制原理；汽车的主动悬架系统是在普通悬架系统中附加一个可以控制阻尼作用力的装置，由执行机构、测量系统、反馈控制系统和能源系统四部分组成。

主动悬架能够根据汽车的运动状态和路面状况，适时地调节悬架的刚度和阻尼，使悬架系统处于最佳减振状态，使车辆在各种路面状况下都会有良好的舒适性。

主动悬架的关键部位是其执行机构，也就是可以调节的悬架阻尼系统。

当汽车载荷、行驶速度、路面状况等行驶条件发生变化时，主动悬挂系统能自动调整悬挂刚度（包括整体调整和各轮单独调整），从而同时满足汽车的行驶平顺性，操纵稳定性等各方面的要求。

半主动悬挂可视为由可变特性的弹簧和减振器组成的悬挂系统，虽然它不能随外界的输入进行最优控制和调节，但它可按存贮在计算机内部的各种条件下弹簧和减振器的优化参数指令来调节弹簧的刚度和减振器的阻尼状态。

半主动悬挂又称无源主动悬挂，因为它没有一个动力源为悬挂系统提供连续的能量输入，所以在半主动悬挂系统中改变弹簧刚度要比改变阻尼状态困难得多，因此在半主动悬挂系统中以可变阻尼悬挂系统最为常见（3）对主动悬架控制策略的理解及其相关思考。

其优点可归纳为如下几个方面：（1）悬挂刚度可以设计得很小，使车身具有较低的自然振动频率，以保证正常行驶时的乘坐舒适性。

汽车转向等情况下的车身侧倾，制动、加速等情况下的纵向摆动等问题，由主动悬挂系统通过调整有关车轮悬挂的刚度予以解决。

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。

悬架教案
引言：
悬架是指车辆底盘与轮胎之间的连接系统，它不仅决定了车辆
的稳定性和操控性能，也直接影响乘坐舒适性和行驶安全性。

因此，在车辆维修和保养方面，悬架也是一个重要的部分。

本教案将介绍
悬架的基本原理、常见问题和维修方法。

一、悬架的基本原理
1.1 悬架的作用
悬架系统的主要作用是支撑车辆的重量，吸收和分散路面不平
影响，并保持车轮与路面的接触。

它主要由弹簧、减振器、悬挂杆、横向稳定杆等组成。

1.2 悬架的类型
根据结构和原理的不同，悬架可以分为独立悬架和非独立悬架。

独立悬架是指每个车轮都有独立的悬架系统，可以独立运动。

非独
立悬架则是指多个车轮共享悬架系统。

二、悬架的常见问题及诊断
2.1 悬架噪音
悬架在长期使用过程中，可能会出现噪音问题。

其中，最常见的是减振器的噪音，可能是由于减振器松动或磨损引起的。

诊断时可以通过仔细观察和试驾来判断是哪个部件引起的噪音，并采取相应的维修措施。

2.2 悬架漏油
悬架的减振器在使用过程中，可能会发生漏油的情况。

这可能是由于减振器密封件老化或磨损引起的。

诊断时可以通过检查减振器表面是否有油迹来确认漏油情况，并采取更换密封件或减振器的措施进行维修。

2.3 悬架的松动
悬架在使用过程中，各个部件可能会发生松动的情况。

这可能是由于螺栓松动或螺栓断裂引起的。

诊断时可以通过观察各个部件是否有松动、检查螺栓是否完整来判断悬架是否存在松动问题，并采取紧固螺栓或更换螺栓的维修措施。

三、悬架的维修方法。

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。

2、不同形式悬架比较（表6-1）问：A、车轮跳动时，为什么α、β、γ如此变化？B、轮距为什么如此变化？C、应用？1）双横臂式：A、α、β均变，∵非平移，选择四杆结构，可小；B、四杆；C、应用：中高轿前悬，不用于微轿（空间）。

汽车设计第四版课后答案【篇一：汽车设计课后题答案】（前）视图上的投影线，作为标注垂直尺寸的基准线（面），即z 坐标线。

②前轮中心线：通过左右前轮中心并垂直于车架平面线的平面，在侧视图和俯视图上的投影线。

作为标注纵向尺寸的基准线（面），即x坐标线。

③汽车中心线：汽车纵向垂直对称面在俯视图和前视图的投影线。

作为标注横向尺寸的基准线（面），即y坐标线。

④地面线：地平面在侧视图和前视图上的投影线。

⑤前轮垂直线：通过左右前轮中心并垂直于地面的平面，在侧视图和俯视图上的投影线。

1-2 答：①前桥轴荷大，有明显的不足转向性能。

②前轮驱动，越过障碍的能力强。

③主减速器和变速器装在一个壳体中，动力总成结构紧凑，且不需要在变速器与主减速器间设置传动轴，车内地板凸包高度可降低，提高乘坐舒适性。

④发动机布置在轴距外，汽车的轴距可以缩短，有利于提高汽车的机动性。

⑤汽车的散热器布置在汽车前部，散热条件好，发动机可以得到足够的冷却。

⑥有足够大的空间布置行李箱。

①隔绝发动机的气味和热量。

②客车前、中部基本不受发动机噪声和工作振动的影响。

③检修发动机方便。

④轴荷分配合理。

⑤后桥簧上质量与簧下质量比增大，提高乘坐舒适性。

⑥作为城市间客车使用，可在地板下方和客车全宽范围，设立体积很大的行李箱。

1-3 汽车的主要参数有尺寸参数、质量参数和性能参数。

尺寸参数包括外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。

质量参数包括整车整备质量m、载质量、质量参数、汽车总质量和轴荷分配。

性能参数包括动力性参数、燃油经济性参数、最小转弯直径、通过性几何参数、稳定操作性参数、舒适性。

参数的确定：①整车整备质量m：车上带有全部装备（包括备胎等），加满燃料、水，但没有装货和载人的整车质量。

②汽车的载客量：乘用车的载客量包括驾驶员在内不超过9座。

③汽车的载质量：在硬质良好路面上行驶时，允许的额定载质量。

④质量系数：载质量与整车整备质量之比，⑤汽车总质量：装备齐全，且按规定满客、满载时的质量。

悬架分类汽车悬架的形式分为非独立悬架和独立悬架两种：独立悬架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。

现代轿车前后悬架大都采用了独立悬架，并已成为一种发展趋势。

[编辑本段]独立悬架分类独立悬架的结构可分有烛式、麦弗逊式、连杆式等多种，其中烛式和麦克弗逊式形状相似，两者都是将螺旋弹簧与减振器组合在一起，但因结构不同又有重大区别。

烛式采用车轮沿主销轴方向独立悬架移动的悬架形式，形状似烛形而得名。

特点是主销位置和前轮定位角不随车轮的上下跳动而变化，有利于汽车的操纵性和稳定性。

麦克弗逊式是绞结式滑柱与下横臂组成的悬架形式，减振器可兼做转向主销，转向节可以绕着它转动。

特点是主销位置和前轮定位角随车轮的上下跳动而变化，这点与烛式悬架正好相反。

这种悬架构造简单，布置紧凑，前轮定位变化小，具有良好的行驶稳定性。

所以，目前轿车使用最多的独立悬架是麦弗逊式悬架。

[编辑本段]麦弗逊式悬架关于麦弗逊悬架，车坛历史上还有这么一段记载。

麦弗逊（Mcpherson）是美国伊利诺斯州人，1891年生。

大学毕业后他曾在欧洲搞了多年的航空发动机，并于1924年加入了通用汽车公司的工程中心。

30年代，通用的雪佛兰分部想设计一种真正的小型汽车，总设计师就是麦弗逊。

他对设计小型轿车非常感兴趣，目标是将这种四座轿车的质量控制在0.9吨以内，轴距控制在2.74米以内，设计的关键是悬架。

麦弗逊一改当时盛行的板簧与扭杆弹簧的前悬架方式，创造性地将减振器和螺旋弹簧组合在一起，装在前轴上。

实践证明这种悬架形式的构造简单，占用空间小，而且操纵性很好。