麦弗逊式悬架计说明书
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下图为典型麦弗逊式前悬架结构以及双叉式后悬架结构双叉臂式悬架通常采用上下不等长叉臂(上短下长),让车轮在上下运动时能自动改变外倾角并减小轮距变化、减小轮胎磨损,并且能自适应路面,轮胎接地面积大,贴地性好。
上下控制臂能分担横向力,令车身在过弯时更加平稳。
能承受住越野时崎岖路面对底盘的强大冲击但更占用空间,结构复杂成本高,不适合经济型小车双叉臂式独立悬架拥有出色的侧向支撑、精确的车轮方向控制,但由于使用上下控制臂结构,过于稳定的特性却使车轮的响应速度较其他形式悬架要缓慢,上下控制臂的结构也导致这种悬架的横向安装空间大。
上叉臂式悬架常出现在车身宽大的豪华轿车、全尺寸SUV、皮卡甚至超级跑车,如凯迪拉克赛威SLS、雪铁龙C6、奥迪Q7、大众途锐,甚至国产中兴威虎皮卡,以及兰博基尼盖拉多、玛莎拉蒂3000GT等注重操控性能的跑车。
在这个言必谈操控、论必说运动的年代里,几乎所有汽车品牌多在大力的宣传自己产品优秀的操控性能,从欧系的宝马、奥迪、萨伯到日系的讴歌、英菲尼迪等高端品牌无不在极力宣传自己良好的操控性和运动性,就连一向以舒适性能为取向的奔驰、凯迪拉克、雷克萨斯等高端品牌也在新近的设计中加入了更多的运动取向。
从以福克斯为代表的紧凑型轿车到以迈腾为代表的中级车到以宝马5系Li为代表的高档车无不标榜自己的运动性能。
那么他们是否如宣传所说这么优秀,此次汽车探索就为大家解读影响汽车运动性能的汽车底盘的核心——悬挂系统,并分析不同悬挂对汽车操控性及舒适性的影响。
『悬挂在汽车底盘安放位置的示意图』●悬挂的概念和分类首先让我们来了解一下什么是悬挂:悬挂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,悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩,比如支撑力、制动力和驱动力等,并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。
典型的汽车悬挂结构由弹性元件、减震器以及导向机构等组成,这三部分分别起缓冲,减振和力的传递作用。
麦弗逊式独立悬架和双叉臂式独立悬架引言在汽车制造业中,悬架系统是车辆性能和乘坐舒适度的关键组成部分。
悬架系统负责将车身与地面分离,平稳地吸收和减震地面颠簸,保持驾驶员和乘客的舒适性和安全性。
两种常见的独立悬架设计是麦弗逊式独立悬架和双叉臂式独立悬架,它们在悬架系统中起着重要的作用。
本文将对这两种独立悬架进行比较和分析。
麦弗逊式独立悬架麦弗逊式独立悬架是一种常见的前悬挂系统设计,它由麦弗逊弹簧和减震器组成。
麦弗逊弹簧位于车辆的减震器塔座和车轮之间,并通过上下控制臂与车身连接。
这种悬架设计具有结构简单、重量轻、成本低、可靠性高的优点。
麦弗逊式独立悬架的工作原理是通过弹簧和减震器共同作用来吸收和减少地面震动,提高汽车的操控性和舒适性。
麦弗逊式独立悬架的优点之一是它在悬挂系统中占用空间较小。
这使得汽车制造商能够更有效地利用车辆内部空间,提供更舒适和宽敞的驾乘体验。
此外,麦弗逊式独立悬架具有较高的稳定性和可靠性,能够适应各种路面条件和驾驶需求。
然而,麦弗逊式独立悬架也存在一些局限性。
由于麦弗逊弹簧和减震器对车辆的大部分负荷承载,因此在高速行驶和激烈驾驶时,会出现悬挂系统的变形和失效。
此外,在一些高性能车型中,麦弗逊式独立悬架的刚度和反应速度可能无法满足高速驾驶的要求。
双叉臂式独立悬架双叉臂式独立悬架是一种多用途的悬挂系统设计,广泛应用于高级乘用车和跑车。
它由上下双臂组成,上下双臂通过球接头连接,并固定在车身和车轮之间。
双叉臂式独立悬架通过上下双臂的协调运动,使车轮能够独立地上升和下降,吸收和减震地面颠簸。
双叉臂式独立悬架的一个明显优势是其卓越的悬挂性能和操控性能。
由于上下双臂的设计,车轮的运动更加自由和稳定。
这使得双叉臂式独立悬架能够提供更好的悬挂和转向响应,提高车辆的稳定性和操控性能。
此外,双叉臂式独立悬架还能够通过调节上下双臂的角度和长度,以适应不同的驾驶需求和路面条件。
然而,与麦弗逊式独立悬架相比,双叉臂式独立悬架的制造和安装成本较高,占用的空间也较大。
独立悬架设计说明书摘要本设计主要讲述了悬架的定义和重要性,描述了悬架的作用和功能主要阐述了独立悬架的类别和构造尤其是详细的介绍了麦弗逊式独立悬架的设计过程,本着满足车辆行使平顺性的原则,设计了麦弗逊式独立悬架的各个组成部件,并对其进行了校核。
如螺旋弹簧的设计和计算,横向稳定杆的设计,对导向机构进行了平顺性分析,横摆臂的长度计算和减震器的设计计算等。
轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成,这是因为悬架既要满足汽车的舒适性要求,又要满足其操纵稳定性的要求,而这两方面又是互相对立的。
比如,为了取得良好的舒适性,需要大大缓冲汽车的震动,这样弹簧就要设计得软些,但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向,不利于汽车的转向,容易导致汽车操纵不稳定等。
怎样处理好这些方面的关系就摆在了我们设计人员的面前。
因此要是能够设计出使这些方面都能达到一个和谐的悬架对越来越多的汽车使用人员来说将会带来极大的好处。
他们将会体会到优秀悬架带给他们的良好的舒适性,和安全的平顺性。
希望本人的设计能够满足大家的要求。
本设计的图纸主要由计算机绘制完成,计算机编档、排版,打印出图及论文。
还完成了一定量的英文翻译工作。
关键词:麦弗逊式独立悬架悬架汽车悬架AbstractThe main design on the suspension of the definition and importance of a suspension described the role and functions primarily on the type of independent suspension and tectonic particularly detailed introduced Maifuxun independent suspension design process, in the spirit of the exercise smoothly vehicles meet the principles of the design of the independent suspension Maifuxun various components, and the degree of their. If screw spring-loaded design and calculation, horizontal designed to guide agencies conducted smoothly and analytical, Wang squatting length calculation and shock absorber design.Training is a perfect car for the car more difficult to achieve fuel, because it is necessary to meet the suspension of vehicle comfort, but also meet the requirements of the stability of its manipulation, and these two aspects are mutually antagonistic. For example, in order to achieve good sexual comfort, require a significant buffer car shock, which is designed spring-loaded soft farther, but the spring-loaded soft but easy to vehicle braking occurred "nod" and accelerate the "rise" and so serious adverse trends, to the detriment of the vehicle to easily lead to vehicle instability manipulation. How to handle the relationship between these areas before our designers have to face the problem .So if these meet the mission to design a harmonious suspension of a growing number of vehicles involved will bring great benefits. They will understand theiroutstanding suspension to the comfort of a good, and safe smoothly. I hope the design can satisfy all requirements.The design drawings completed mainly by computer mapping, computer archiving, typesetting, printing out maps and papers. Also completed a number of English translation work.Keyword:Maifusun type of independent suspension suspension Motor Training1概述1.1 悬架的定义及其重要性悬架是保证车轮与汽车承载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综总称。
麦弗逊式独立悬架原理
麦弗逊式独立悬架是一种常见的汽车悬挂系统,它采用了一种简单而有效的设计,以提供良好的悬挂性能和乘车舒适性。
该设计由欧洲工程师Earle S. MacPherson于1949年首次提出,
并在随后的几十年中得到广泛采用。
麦弗逊式独立悬架由几个主要组件组成,包括弹簧、减振器、控制臂和转向节。
其中,弹簧起到支撑和缓冲作用,减振器则用于吸收和减缓振动和冲击力。
控制臂负责支撑车轮并保持其垂直位置,转向节用于转向和操控。
在麦弗逊式独立悬架中,弹簧和减振器位于车轮和车轴之间,形成了一个"麦弗逊管"的结构。
这种设置具有多个优点。
首先,它可以有效减少车身和悬挂系统之间的垂直振动,提供更平稳的乘车体验。
其次,它可以使车轮保持与地面的接触,增强牵引力和操控性能。
此外,麦弗逊式独立悬架还具有简单、可靠和经济的特点。
在行驶过程中,当车辆通过不平的路面时,弹簧和减振器将起到缓冲作用,吸收来自地面的冲击力。
同时,控制臂将车轮保持在正确的位置,以确保悬挂系统的稳定性和安全性。
当车辆转向时,转向节则将转向输入传递给车轮。
麦弗逊式独立悬架在提供舒适性和操控性能方面具有明显优势,并且被广泛应用于各种车辆类型,包括轿车、SUV和货车。
它的简单设计和可靠性使得维护和保养相对容易,受到车主和制造商的青睐。
总的来说,麦弗逊式独立悬架通过有效的减震和支撑系统,提供了舒适的行驶体验和良好的操控性能。
它的广泛应用证明了其可靠性和优越性,使得它成为当今汽车悬挂系统的一种主流选择。
本科毕业设计设计说明题目:1.8MT轿车前悬架运动学仿真及设计学院:专业:班级:学号:学生姓名:指导老师:提交日期:2011年 4 月11 日初始说明:1.设计原始参数:满载质量:1579kg,前轴荷:799kg ,后轴荷:780kg ,前轮距:1470 mm ,后轮距:1470mm,轴距:2610 mm,前悬架弹簧刚度:24.7N/mm,后悬架弹簧刚度16.56N/mm,轮胎型号205/50 R16。
2.ADADS建模硬点数据:初始:优化后:一、基于ADMAS-CAR的麦弗逊式前悬架建模过程1.打开CAR建模器1.1打开ADMAS-CAR的建模模式1.2新建悬挂模板macpherson:单击File(文件),New(新建)命令,填写新建模板对话框。
2.创建模板部件2.1创建控制臂(下摆臂)采用硬点到一般部件,再到几何外形的方式建立控制臂。
这里约定选择的材料类型为钢材。
2.2创建硬点单击Build(创建),Hardpoint(硬点),New(新建)在这里选择所有的实体为左边,ADMAS/CAR自动创建相对纵向中心线的对称部件,纵向可以设置为任何轴线,它取决于如何设置环境变量,默认纵向中心线为X轴。
同样步骤设置控制臂前后硬点参数如下:arm_front (-150,-350,0)arm_rear (150,-350,0)全屏显示模型,在主窗口可以看见全部6个硬点:2.3创建控制臂--一般部件单击Build(创建),Parts(部件),General Part(一般部件),New(新建)命令:2.4创建控制臂几何形体单击Build(创建),Geometry(几何体),Arm(三角臂),New(新建):2.5创建转向节转向节由转向节三角臂(wheel_carrier)和转向节立柱(carrier_link)组成。
2.6创建转向节使用的硬点单击Build(创建),Hardpoint(硬点),New(新建):Wheel_center (0,-800,100)Strut_lower (0,-650,250)tierod_outer (150,-650,250)2.7创建转向节三角臂单击Build(创建),Parts(部件),General Part(一般部件),Wizard(向导)命令:2.8创建转向节立柱几何体单击Build(创建),Geometry(几何体),Link(系杆),New(新建)命令:2.9创建滑柱单击Build(创建),Parts(部件),General Part(一般部件),New(新建)命令:2.10创建减震器首先建立一个硬点定义减震器,然后按需要定义减震器属性文件。
悬架系统计算说明书1.整车有关参数1.1 轴距:L=2610mm1.2 轮距:前轮B1=1530mm后轮B2=1510mm1.3 轴荷(kg)1.4 前后轮空满载轮心坐标(Z向)1.4 前、后悬架的非簧载质量(kg):G u1=108kg G u2=92kg1.5 悬架单边簧载质量(kg)悬架单边簧载质量计算结果如下:=(795-108)/2=343.5kg 前悬架:空载单边车轮簧载质量为M01=(872-108)/2=382kg半载单边车轮簧载质量为 M03满载单边车轮簧载质量为M02=(891-108)/2=391.5kg=(625-92)/2=266.5kg 后悬架:空载单边车轮簧载质量为M1半载单边车轮簧载质量为M=(773-92)/2=340.5kg3满载单边车轮簧载质量为M2=(904-92)/2=406kg2、前悬架布置前悬架布置图见图1图1 T21前悬架布置简图3、前悬架设计计算3.1 前悬架定位参数:3.2 前悬架采用麦弗逊式独立悬架,带稳定杆,单横臂,螺旋弹簧,双向双作用筒式减震器。
(1) 空满载时缓冲块的位置和受力情况 空载时,缓冲块起作用,不受力 满载时,缓冲块压缩量为13.8mm ,(由DMU 模拟得知,DMU 数据引自T21 M2数据)。
根据缓冲块的特性曲线,当缓冲块压缩13.8mm 时,所受的力为:125N (2) 悬架刚度计算螺旋弹簧行程杠杆比:1.06悬架刚度为K 1= ((391.5-343.5)*9.8-125/1.06)/(5-(-15))= 17.62N/mm(3)前螺旋弹簧①截锥螺旋弹簧②螺旋弹簧行程杠杆比:1.06③刚度C1=K1*(1.06)2*0.9=17.62*(1.06)2*0.9=17.81N/mm(4)静挠度和空满载偏频计算空载时挠度 f 1= N 1/K 1=( M 01*9.8)/K 1=(343.5*9.8)/17.81=18.9cm 静挠度 f 01= f 1 +(5-(-15))/10=20.9 偏频n:空载为 Hz f n 15.19.18/5/511===满载为 Hz f n 09.19.20/5/50101===结论:前悬架偏频在1.00~1.45Hz 之间,满足设计要求。
目录摘要 (2)ABASTRACT (3)第一章前言 (4)第二章设计任务 (5)第三章悬架的结构分析及选型 (6)3.1悬架的分类 (6)3.2非独立悬架与独立悬架优缺点分析 (6)3.3独立悬架结构形式分类及分析 (7)第四章方案论证 (8)4.1 悬架结构方案分析 (8)4.2弹性元件 (9)4.3减震元件 (10)4.4传力构件及导向机构 (10)4.5横向稳定器 (11)第五章前悬架系统的主要参数的确定及对整车性能的影响 (11)5.1悬架的静扰度 (11)5.2悬架的动扰度 (12)5.3悬架的弹性特性 (12)5.4前悬架主销侧倾角与后倾角 (13)第六章弹性元件的计算 (14)6.1 螺旋弹簧的设计 (14)第七章减震器机构的类型及主要参数的选择计算 (15)7.1减震器分类 (15)7.2相对阻尼系数 (15)7.3减震器阻尼系数的确定 (14)7.4最大卸荷力的确定 (17)7.5减震器工作缸直径的确定 (18)结论 (19)参考文献 (20)摘要为了提高汽车行驶的平顺性和稳定性, 本课题进行了产品名称为QF1020货车前后悬架的设计。
通过对课题内容的分析, 并结合相关设计手册,进行了方案设计与比较, 设计了麦弗逊前悬架, 钢板弹簧后悬架。
在设计中,首先,分析了麦弗逊独立悬架的组成和功用;其次,进行悬架的上各零部件强度的校核;第三,详细考虑各部件之间的连接关系;最后在此基础上进行悬架自然振动频率,悬架静挠度和动挠度以及悬架弹性特性的计算。
在分析麦弗逊悬架的组成和作用以及各零部件的尺寸确定的基础上,再利用CAD软件进行二维制图。
此次的设计进行了准确的计算和详细的结构分析,为麦弗逊悬架的结构优化提供了依据,从而在运动学和动力学方面提高汽车的性能。
关键词:麦弗逊悬架;汽车;设计;ABSTRACTIn order to enhance the automobile smooth running and the stability, This topic has carried on the suspension design of the Product Name of QF1020 vehicle. Through analyzing the topic content, and combine the correlation design handbook, carried on the plan to design and to compare, the McPherson strut front suspension , the leaf spring behind suspension and trapezium’s frame are designed. This thesis first analyzes the consists and function of the McPherson suspension in the design, then check the up and down of the suspension, Third, the various components of the link between relations is considered the suspension on the basis of the natural vibration frequency is calculated as well as static suspension deflection and dynamic deflection and elastic characteristics of the suspension terms at last. On the basis of Analysis of the composition and role of the size of the components in the two suspension, then to use CAD software, 2D software mapping .We make an accurate and detailed structural analysis on the design, which provides the reference for optimal design of the suspension. The approach can enhance the performance of the McPherson suspension and leaf spring behind suspension.Keyword: McPherson suspension; Motor vehicle; Design;第一章前言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。
悬架系统1.整车有关参数1.1 轴距:L=2610mm1.2 轮距:前轮B1=1530mm后轮B2=1510mm1.3 轴荷(kg)1.4 前后轮空满载轮心坐标(Z向)1.4 前、后悬架的非簧载质量(kg):G u1=108kg G u2=92kg1.5 悬架单边簧载质量(kg)悬架单边簧载质量计算结果如下:前悬架:空载单边车轮簧载质量为M01=(795-108)/2=343.5kg 半载单边车轮簧载质量为 M03=(872-108)/2=382kg满载单边车轮簧载质量为M02=(891-108)/2=391.5kg 后悬架:空载单边车轮簧载质量为M1=(625-92)/2=266.5kg半载单边车轮簧载质量为M3=(773-92)/2=340.5kg满载单边车轮簧载质量为M2=(904-92)/2=406kg2、前悬架布置前悬架布置图见图1图1 T21前悬架布置简图3、前悬架设计计算3.1 前悬架定位参数:3.2 前悬架采用麦弗逊式独立悬架,带稳定杆,单横臂,螺旋弹簧,双向双作用筒式减震器。
(1) 空满载时缓冲块的位置和受力情况 空载时,缓冲块起作用,不受力 满载时,缓冲块压缩量为13.8mm ,(由DMU 模拟得知,DMU 数据引自T21 M2数据)。
根据缓冲块的特性曲线,当缓冲块压缩13.8mm 时,所受的力为:125N (2) 悬架刚度计算螺旋弹簧行程杠杆比:1.06悬架刚度为K 1= ((391.5-343.5)*9.8-125/1.06)/(5-(-15))= 17.62N/mm(3)前螺旋弹簧①截锥螺旋弹簧②螺旋弹簧行程杠杆比:1.06③刚度C1=K1*(1.06)2*0.9=17.62*(1.06)2*0.9=17.81N/mm(4)静挠度和空满载偏频计算空载时挠度 f 1= N 1/K 1=( M 01*9.8)/K 1=(343.5*9.8)/17.81=18.9cm静挠度 f 01= f 1 +(5-(-15))/10=20.9 偏频n: 空载为 Hz f n 15.19.18/5/511=== 满载为 Hz f n 09.19.20/5/50101===结论:前悬架偏频在1.00~1.45Hz 之间,满足设计要求。
麦弗逊悬架回正⼒矩计算.回正⼒矩计算By calyz2004整理采⽤麦弗逊结构的独⽴悬架,前转向轮的回正⼒矩主要由侧偏⼒、主销内倾和纵向⼒提供。
现分述如下:1. 侧偏⼒产⽣回正⼒矩侧偏⼒产⽣回正⼒矩的⼒臂来⾃两个⽅⾯。
⼀是主销后倾产⽣的主销后倾拖矩;另⼀是轮胎侧偏特性产⽣的⽓胎拖距。
计算轮胎侧偏⼒的轮胎模型有多种,⽽由Fiala 轮胎模型计算侧偏⼒较为准确且参数较容易获得。
因此,选⽤该轮胎模型且考虑前轮定位参数影响,使⽤该侧偏⼒修正模型,得出:γµφφφγk F F z y ++?= 27131(32 (1式中 y F 是车轮的侧偏⼒; z F 是轮胎垂直载荷; µ是滑动摩擦系数; γk 是轮胎外倾刚度; γ是车轮外倾⾓; φ的量纲是侧偏⾓, µθφz F k tan =, k 是轮胎侧偏刚度, θ是轮胎侧偏⾓,在⼩侧偏⾓时0064. 0 5. 4(0267. 0+?=L θ,其中 L 是轴距。
具有主销后倾的车轮总拖距为:6t c R l ξξξα=+=+ (2式中:ξ是轮胎的总拖距; t ξ是⽓胎拖距; c ξ是主销后倾拖距; α是前轮主销后倾⾓; R 是轮胎静⼒半径; l 是轮胎接地印迹的长度。
关于轮胎接地印迹长度的计算本⽂选⽤Komandi 的轮胎印迹长度计算式,即:l =, 0.8510.70.450.6(0.5 CQ G b D pΔ=式中:D 是前轮名义外径; Δ是前桥垂直载荷下径向变形量; b 是轮胎宽度; C 和Q 是系数(C 是轮胎设计参数,斜交胎 =1.15,⼦午胎=1.5; 0.00150.42Q b =+ ; 1G 是前桥垂直载荷; p 是轮胎⽓压。
该公式参数易获取且计算较准确。
左右轮侧偏⼒产⽣的总回正⼒矩为:12cos y M F ξα= (3由于5α°<, cos 1α≈,将式(1 (2代⼊式(3得:12(6 y M F R l α=+ (42. 主销内倾产⽣回正⼒矩由于前轮主销内倾,前轮偏转时使前轮有抬⾼的倾向,使前桥产⽣位能⽽由其产⽣回正⼒矩。
麦弗逊式独立悬架原理麦弗逊式独立悬架是一种常见的汽车悬架系统,它由美国工程师埃尔森·麦弗逊于1949年发明。
该悬架系统具有简单、轻便、可靠的特点,被广泛应用于各种类型的汽车中。
本文将介绍麦弗逊式独立悬架的原理、结构和优缺点。
一、原理麦弗逊式独立悬架的原理基于弹簧和减震器的组合作用。
它的结构由车架、车轮、弹簧、减震器和控制臂等组成。
当车轮通过起伏不平的路面时,弹簧可以缓冲和吸收路面的震动,减震器则通过阻尼作用来控制车架的振动,使车身保持稳定。
控制臂的作用是控制车轮的位置和运动轨迹,使车轮垂直于路面,并保持与车身的正确角度。
麦弗逊式独立悬架的原理可以用一个简单的模型来说明。
假设有一个质量为m的物体,它通过一个弹簧和一个减震器连接到一个固定的支架上。
当物体受到外力作用时,它会产生振动。
弹簧可以缓冲和吸收这些振动,而减震器则通过阻尼作用来消耗振动的能量,使物体尽快停止振动。
这样,物体就可以保持稳定。
二、结构麦弗逊式独立悬架的结构相对简单,它由车架、车轮、弹簧、减震器和控制臂等组成。
下面将对每个部件进行简要介绍。
1、车架:车架是整个车辆的骨架,它承载着车身和所有的机械部件。
麦弗逊式独立悬架的车架通常由钢材或铝合金制成,它的结构要足够坚固和刚性,以承受车身和悬挂系统的重量和压力。
2、车轮:车轮是汽车的重要组成部分,它承载着整个车辆的重量和动力。
麦弗逊式独立悬架的车轮通常由轮辋、轮辐和轮胎组成,它的直径和宽度取决于车辆的类型和用途。
3、弹簧:弹簧是麦弗逊式独立悬架的核心部件,它可以缓冲和吸收路面的震动,使车身保持平稳。
弹簧的类型包括螺旋弹簧、气压弹簧和液压弹簧等。
其中,螺旋弹簧是最常见的类型,它由钢丝绕成,具有良好的弹性和耐久性。
4、减震器:减震器是控制车架振动的关键部件,它通过阻尼作用来消耗振动的能量,使车身尽快停止振动。
减震器的类型包括液压减震器、气压减震器和机械减震器等。
其中,液压减震器是最常见的类型,它通过液体的流动来产生阻尼作用。
前言悬架是现代汽车的重要组成部分之一。
虽然并非汽车在行进必不可少的装备,但如果没有悬架,将极大的影响汽车的操纵稳定性和平顺性。
悬架对整车性能有着重要的影响。
在汽车市场竞争日益加剧的今天,人们对汽车的性能的认识更多的靠更为直接的感观感受,而非他们不太懂得的专业术语。
因此,对汽车操纵稳定性﹑平顺性的提升成为了各大汽车厂商的共识。
与此关系密切的悬架系统也被不断改进,主动半主动悬架等具有反馈的电控系统在高端车辆上的应用日趋广泛。
无论定位高端市场,还是普通家庭的经济型轿车,没有哪个厂家敢忽视悬架系统及其在整车中的作用。
这一切,都是因为悬架系统对乘员的主观感受密切联系。
悬架系统的优劣,乘员在车上可以马上感受到。
“木桶理论”,很多人都知道,整车就好比是个“大木桶”,悬架是它的一片木板。
虽然,没有悬架的汽车还是可以跑动的,但是坐在上面是很不舒服的。
坐过农用车货厢的人,对此应该是颇有些体会的,即便是较好的路况,在上面也是颠来颠去的。
因为它的悬架很简单,对平顺性和操纵稳定性考虑的很少。
只有当悬架这块木板得到足够重视,才能使整车性能得以提升。
否则,只能是句空话。
正因为悬架在现代汽车上的重要重要作用,应该重视汽车悬架的设计。
只有认真,严谨的设计才能确保其与整车的完美匹配。
而要做到这一点,就必须,查阅大量相关书籍,图册,行业和国家标准。
这些是对我们这些将来要从事汽车设计,制造工作的工科出身的大学毕业生的必须经历的一个必不可少的训练。
没有经过严格的训练的洗礼,是不可能具备这种专业精神和素质的。
目录前言................................................................................................ 错误!未定义书签。
第一章悬架的功用 (3)第二章悬架系统的组成............................................................ 错误!未定义书签。
第三章悬架的类型及特点.......................................................... 错误!未定义书签。
§3.1非独立悬架的分类及特点............................................ 错误!未定义书签。
§3.2独立悬架分类及特点.................................................... 错误!未定义书签。
第四章匹配车型的选择.............................................................. 错误!未定义书签。
第五章悬架主要参数的确定.................................................... 错误!未定义书签。
f ............................................................... 错误!未定义书签。
§5.1悬架静挠度cf........................................................... 错误!未定义书签。
§5.2悬架的动挠度d第六章弹性元件的计算.............................................................. 错误!未定义书签。
§6.1弹簧形式、材料的选择................................................ 错误!未定义书签。
§6.2确定弹簧直径及刚度.................................................... 错误!未定义书签。
§ 6.3其他参数的计算........................................................... 错误!未定义书签。
§6.4弹簧的校验.................................................................... 错误!未定义书签。
第七章减振器的设计................................................................ 错误!未定义书签。
第八章独立悬架导向机构的设计.............................................. 错误!未定义书签。
§8.1导向机构的布置参数.................................................... 错误!未定义书签。
§ 8.2 麦弗逊式悬架导向机构设计...................................... 错误!未定义书签。
第九章悬架系统的辅助元件.................................................... 错误!未定义书签。
第十章展望—未来的汽车悬架.................................................. 错误!未定义书签。
小结................................................................................................ 错误!未定义书签。
参考文献........................................................................................ 错误!未定义书签。
第一章悬架的功用悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架和车轴弹性地连接起来,是车架(或承载式车身)和车桥(或车轮)之间的一切传力连接装置的总称。
其主要任务是:1、传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩;2、缓和路面传给车架(或车身)的冲击载荷,衰减由此引起的承载系统的振动,保证汽车的行驶平顺性;3、保证车轮在路面不平和载荷变化时理想的运动特性,保证汽车的操纵稳定性,使汽车获得高速的行使能力。
悬架把车架与车轮弹性地联系起来,关系到汽车的多种使用性能。
从外表上看,轿车悬架仅是由一些杆、筒以及弹簧组成,但轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成,这是因为悬架既要满足汽车的舒适性要求,又要满足其操纵稳定性的要求,而这两方面又是互相对立的。
因此,必须找到一个平衡点,既能保证操纵稳定性的优良,又能具备较好的平顺性。
第二章悬架系统的组成现在汽车,特别是乘用车悬架,其形式和种类会因为不同的公司和设计单位的不同而不同。
但是一般都是由弹性元件、减振器、导向机构、缓冲块和横向稳定器等部分组成。
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,由于螺旋弹簧只承受垂直载荷,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,故现代轿车多采用螺旋弹簧。
但由于螺旋弹簧本身没有摩擦而没有减振作用,需要另外安装减振器。
汽车在不平路面上行驶时,由于悬架的弹性作用使汽车产生垂直振动。
为了迅速衰减这种振动和抑制车身、车轮的共振,减小车轮的振幅,悬架应安装减振器,并使之具有合理的阻尼。
利用减振器的阻尼作用,使汽车振动的振幅连续减小,直至振动停止。
导向装置由导向杆系组成,用来决定车轮相对于车架(或车身)的运动特性,并传递除弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。
当用纵置钢板弹簧作为弹性元件时,它兼起导向装置的作用。
缓冲块用来减轻车轴对车架(或车身)的直接冲撞,防止弹性元件产生过大的变形。
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。
装有横向稳定器的汽车,能减少转弯行驶时的车身的侧倾角和横向角振动。
第三章悬架的类型及特点汽车悬架可分为两大类:非独立悬架和独立悬架。
非独立悬架如图3-1所示,其结构特点是两侧的车轮由一根整体式车桥相连,车轮连同车桥一起通过弹性悬架与车架(或车身)连接。
当一侧车轮因道路不平而发生跳动时,必然引起另一侧车轮在汽车横向平面内发生摆动,故称为非独立悬架。
图3-1 非独立悬架独立悬架如图3-2所示,其结构特点是车桥做成断开的,每一侧的车轮可以单独地通过弹性悬架与车架(或车身)连接,两侧车轮可以单独跳动,互不影响,故称为独立悬架。
图3-2独立悬架§3.1非独立悬架的分类及特点1、钢板弹簧非独立悬架在这种悬架中,钢板弹簧被用做非独立悬架的弹性元件,兼作导向装置。
这种悬架主要用在总质量大些的商用车前后悬架以及某些乘用车的后悬架上。
优点:结构简单,制造容易,维修方便,工作可靠。
缺点: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;簧下质量大;在不平路面上行驶时,左右车轮相互影响,并使车轴(桥)和车身倾斜;当两侧车轮不同步跳动时,车轮会左、右摇摆,使前轮容易产生摆振;前轮跳动时,悬架易与转向系统发生运动干涉;当汽车直线行驶在凹凸不平的路段上时,由于左右两侧车轮反向跳动或只有一侧车轮跳动时,不仅车轮外倾角有变化,还会产生不利的轴转向特性;汽车转弯行驶时,离心力也会产生不利的轴转向特性;车轴(桥)上方要求有与弹簧行程相适应的空间。
图3-3钢板2、螺旋弹簧非独立悬架因为螺旋弹簧作为弹性元件,只能承受垂直载荷,所以其悬架系统要加设导向机构和减振器。
3、空气弹簧非独立悬架1. 压气机;2.7. 空气滤清器;3. 车身高度控制阀;4. 控制杆;5. 空气弹簧;6. 储气罐;8. 贮气筒;9. 压力调节器;10. 油水分离器图3-4 空气弹簧非独立悬架空气弹簧只承受垂直载荷,因而必加设减振器,其纵向力和横向力及其力矩由悬架中的纵向推力杆和横向推力杆来传递。
§3.2独立悬架分类及特点现在,前悬架基本上都采用独立悬架系统,最常见的与双横臂式和麦弗逊式悬架。
图3-5 双横臂式独立前悬架图3-6麦弗逊式悬架1、双横臂式独立悬架工作原理:由上短下长两根横臂连接车轮与车身,通过选择比例合适的长度,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,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。