第6章悬架设计分解

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。

第一章汽车总体设计1-2：发动机前置前轮驱动的布置形式，如今在乘用车上得到广泛采用，其原因究竟是什么？而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛采用,其原因又是什么？答：前置前驱优点：前桥轴荷大,有明显不足转向性能,越过障碍能力高,乘坐舒适性高，提高机动性，散热好，足够大行李箱空间,供暖效率高，操纵机构简单，整车m小,低制造难度后置后驱优点：隔离发动机气味热量，前部不受发动机噪声震动影响,检修发动机方便，轴荷分配合理，改善后部乘坐舒适性,大行李箱或低地板高度,传动轴长度短。

1-3:汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数？各参数是如何定义的?答:汽车的主要参数分三类：尺寸参数，质量参数和汽车性能参数1）尺寸参数：外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸.2）质量参数：整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、轴荷分配。

3)性能参数：①动力性参数：最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转距；②燃油经济性参数；③汽车最小转弯直径；④通过性几何参数;⑤操纵稳定性参数；⑥制动性参数;⑦舒适性1-4：简述在绘总布置图布置发动机及各总成的位置时，需要注意一些什么问题或如何布置才是合理的？答:在绘总布置图时，按如下顺序:①整车布置基准线零线的确定②确定车轮中心（前、后）至车架上表面——零线的最小布置距离③前轴落差的确定④发动机及传动系统的布置⑤车头、驾驶室的位置⑥悬架的位置⑦车架总成外型及横梁的布置⑧转向系的布置⑨制动系的布置⑩进、排气系统的布置⑪操纵系统的布置⑫车箱的布置1—5：总布置设计的一项重要工作是运动校核，运动校核的内容与意义是什么？答：内容：从整车角度出发进行运动学正确性的检查;对于相对运动的部件或零件进行运动干涉检查意义：由于汽车是由许多总成组装在一起,所以总体设计师应从整车角度出发考虑，根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查；由于汽车是运动着的，这将造成零、部件之间有相对运动，并可能产生运动干涉而造成设计失误，所以，在原则上，有相对运动的地方都要进行运动干涉检查。

第一章汽车总体设计1-1:在绘总布置图时，首先要确定画图的基准线，问为神马要有五条基准线缺一不可？各基准线是如何确定的？如果设计时没有统一的基准线，结果会怎样？答：在绘制整车总布置图的过程中，要随时配合、调整和确认各总成的外形尺寸、结构、布置形式、连接方式、各总成之间的相互关系、操纵机构的布置要求，悬置的结构与布置要求、管线路的布置与固定、装调的方便性等。

因此要有五条基准线才能绘制总布置图。

1-2：发动机前置前轮驱动的布置形式，如今在乘用车上得到广泛采用，其原因究竟是神马？而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛采用，其原因又是神马？答：前置前驱优点：前桥轴荷大，有明显不足转向性能，越过障碍能力高，乘坐舒适性高，提高机动性，散热好，足够大行李箱空间，供暖效率高，操纵机构简单，整车m小，低制造难度后置后驱优点：隔离发动机气味热量，前部不受发动机噪声震动影响，检修发动机方便，轴荷分配合理，改善后部乘坐舒适性，大行李箱或低地板高度，传动轴长度短。

1-3：汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数？各参数是如何定义的？答：汽车的主要参数分三类：尺寸参数，质量参数和汽车性能参数1）尺寸参数：外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺寸。

2）质量参数：整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、轴荷分配。

3）性能参数：(1) 动力性参数：最高车速、加速时间、上坡能力、比功率和比转距 (2) 燃油经济性参数(3) 汽车最小转弯直径(4) 通过性几何参数(5) 操纵稳定性参数(6) 制动性参数(7) 舒适性 1-4：简述在绘总布置图布置发动机及各总成的位置时，需要注意一些神马问题或如何布置才是合理的？答：在绘总布置图时，按如下顺序：①整车布置基准线零线的确定②确定车轮中心（前、后）至车架上表面——零线的最小布置距离③前轴落差的确定④发动机及传动系统的布置⑤车头、驾驶室的位置⑥悬架的位置⑦车架总成外型及横梁的布置⑧转向系的布置⑨制动系的布置⑩进、排气系统的布置⑪操纵系统的布置⑫车箱的布置1-5：总布置设计的一项重要工作是运动校核，运动校核的内容与意义是神马？答：内容：从整车角度出发进行运动学正确性的检查；对于相对运动的部件或零件进行运动干涉检查意义：由于汽车是由许多总成组装在一起，所以总体设计师应从整车角度出发考虑，根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查；由于汽车是运动着的，这将造成零、部件之间有相对运动，并可能产生运动干涉而造成设计失误，所以，在原则上，有相对运动的地方都要进行运动干涉检查。

前言本小组程设计的课题是悬架的设计。

在选择车型时我们参考以下几个要求：可靠，巩固，耐用，使用本钱较低，油耗处于国内中等水平，为当前主流技术水平，车型新颖等等。

所以，悬架的设计宜选用成熟技术，零部件，彻底的贯彻“三化〞原那么，较为合理的本钱控制。

选择参考车型为日产NV200。

悬架是现代汽车的重要组成局部之一。

因而悬架设计成功与否，极大的影响汽车的操纵稳定性和平顺性，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，而这种感官感受都是由汽车悬架传递给驾驶者的，人们对汽车悬架的设计也是越来越重视。

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良，主动半主动悬架等具有反应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，没有哪个厂家敢无视悬架系统与其在整车中的作用。

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。

现在悬架的设计也是国内汽车厂商一个重要提升的方向。

以前对汽车的要求相对较低，国人更注重外观和汽车配置方面的要求，因此对汽车悬架的概念与要求并没有很高的要求。

随着现在人们对汽车操纵稳定性﹑平顺性越来越重视，人们不仅需要一辆好看配置高的车，更需要一辆好开乘坐舒适的车。

因此现在国内出现很多汽车厂商将新汽车的悬架设计与调校交给国外一些有实力汽车厂商，这也实实在在的提升了自身车型的市场竞争力，不过从另一方面也反映出国内悬架设计与调校所存在的问题，也使我们知道悬架设计的重要性，从而让我们对汽车悬架设计更加重视。

悬架从无到有，是人们对汽车稳定性﹑平顺性不断追求下诞生。

悬架从简单到复杂，是人们对更高的汽车稳定性﹑平顺性和操纵稳定性的不断追求。

所以对悬架设计的重视，就能使整车性能得以提升，从而提高车型的竞争力，赢得更好的表现。

而悬架设计涉与到部件与整体的关系。

第六章行驶系的结构与维修第一节行驶系的结构与参数一、前悬架的结构与参数桑塔纳2000系列轿车采用前轮驱动、独立悬架的结构形式。

前桥与前悬架由传动轴（半轴）总成、前悬架总成、副车架和下摇臂组成，如图6-1所示。

图6-1 前桥与前悬架结构图1-安全转向柱 2-车轮与下摇臂的连接螺栓 3-下摇管 4-下摇臂橡胶轴承 5-稳定杆 6-副车架 7-传动轴（半轴） 8-前轮制动钳 9-减振支柱 10-副车架前橡胶支承11-动力转向装置 12-转向减振器 13-横拉杆（可调整）桑塔纳2000系列轿车前桥与前悬架部件如图6-2所示。

桑塔纳2000系列轿车前悬架为独立悬架，采用滑柱连杆式（麦克弗逊式），由双向筒式减振器、螺旋弹簧、悬架柱焊接件、缓冲垫、橡胶防尘罩等组成，如图6-3所示。

其特点是筒式减振器作为悬架杆系的一部分兼起主销作用，滑柱在作为主销的圆筒内上下移动，减振器支柱座与车身连接取消了摇臂。

这种悬架结构简单、布置紧凑、操纵稳定性好。

图6-2 前桥与前悬架部件分解图1-副车架 2-传动轴 3-副车架后橡胶轴承 4-螺母（拧紧力矩30N·m） 5-自锁螺母（拧紧力矩60N·m） 6-减振支柱 7-螺栓（拧紧力矩 70N·m） 8-制动钳 9-自锁螺母（拧紧力矩230N· m） 10-下摇臂下支座 11-自锁螺母（拧紧力矩50N·m） 12-球形接头 13-自锁螺母（拧紧力矩65N·m） 14-稳定杆 15-螺栓（拧紧力矩25N·m） 16-副车架前橡胶轴承 17-自锁螺母（拧紧力矩40N·m） 18-自锁螺母（拧紧力矩60N·m）19-螺栓（拧紧力矩70N·m）图6-3 前悬架分解图l-开槽螺母 2-悬架支承轴轴承（只能整件更换） 3-弹簧护圈 4-限位缓冲器 5-护套 6-螺旋弹簧 7-挡泥板 8-轮毂 9-制动盘 10-紧固螺栓（拧紧力矩 10N· m） 11-车轮轴承 12-卡簧 13-车轮轴承壳 14-辅助橡胶弹簧 15-限位缓冲器 16-波纹管盖 17-弹簧护圈带通气孔 18-螺母盖（拧紧力矩150N·m） 19-崎岖路面选装件（M103） 20-减振器。

《汽车设计》课后题答案第⼀章汽车总体设计1-2：发动机前置前轮驱动的布置形式，如今在乘⽤车上得到⼴泛采⽤，其原因究竟是什么？⽽发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到⼴泛采⽤，其原因⼜是什么？答：前置前驱优点：前桥轴荷⼤，有明显不⾜转向性能，越过障碍能⼒⾼，乘坐舒适性⾼，提⾼机动性，散热好，⾜够⼤⾏李箱空间，供暖效率⾼，操纵机构简单，整车m⼩，低制造难度后置后驱优点：隔离发动机⽓味热量，前部不受发动机噪声震动影响，检修发动机⽅便，轴荷分配合理，改善后部乘坐舒适性，⼤⾏李箱或低地板⾼度，传动轴长度短。

1-3：汽车的主要参数分⼏类？各类⼜含有哪些参数？各参数是如何定义的？答：汽车的主要参数分三类：尺⼨参数，质量参数和汽车性能参数1）尺⼨参数：外廓尺⼨、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车厢尺⼨。

2）质量参数：整车整备质量、载客量、装载质量、质量系数、汽车总质量、轴荷分配。

3）性能参数：①动⼒性参数：最⾼车速、加速时间、上坡能⼒、⽐功率和⽐转距；②燃油经济性参数；③汽车最⼩转弯直径；④通过性⼏何参数；⑤操纵稳定性参数；⑥制动性参数；⑦舒适性1-4：简述在绘总布置图布置发动机及各总成的位置时，需要注意⼀些什么问题或如何布置才是合理的？答：在绘总布置图时，按如下顺序：①整车布置基准线零线的确定②确定车轮中⼼（前、后）⾄车架上表⾯——零线的最⼩布置距离③前轴落差的确定④发动机及传动系统的布置⑤车头、驾驶室的位置⑥悬架的位置⑦车架总成外型及横梁的布置⑧转向系的布置⑨制动系的布置⑩进、排⽓系统的布置?操纵系统的布置?车箱的布置1-5：总布置设计的⼀项重要⼯作是运动校核，运动校核的内容与意义是什么？答：内容：从整车⾓度出发进⾏运动学正确性的检查；对于相对运动的部件或零件进⾏运动⼲涉检查意义：由于汽车是由许多总成组装在⼀起，所以总体设计师应从整车⾓度出发考虑，根据总体布置和各总成结构特点完成运动正确性的检查；由于汽车是运动着的，这将造成零、部件之间有相对运动，并可能产⽣运动⼲涉⽽造成设计失误，所以，在原则上，有相对运动的地⽅都要进⾏运动⼲涉检查。

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。

《汽车设计》课后题及答案解析WORD 格式整理版第一章汽车总体设计1．汽车的主要参数分几类？各类又含有哪些参数？各质量参数是如何定义的？答：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、货车车头长度和车箱尺寸。

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。

⑥轴荷分配：汽车在空载或者满载静止时，各车轴对支承平面的垂直负荷，也可用占空载或者满载总质量的百分比表示。

2.发动机前置前轮驱动的布置形式，如今在乘用车上得到广泛采用，其原因究竟是什么？而发动机后置后轮驱动的布置形式在客车上得到广泛采用，其原因又是什么？答：前置前驱优点：前桥轴荷大，有明显不足转向性能，越过障碍能力高，乘坐舒适性高，提高机动性，散热好，足够大行李箱空间，供暖效率高，控制机构简单，整车 m 小，低创造难度后置后驱优点：隔离发动机气味热量，前部不受发动机噪声震动影响，检修发动机方便，轴荷分配合理，改善后部乘坐舒适性，大行李箱或者低地板高度，传动轴长度短。

3．何为轮胎的负荷系数，其确定原则是什么？答：汽车轮胎所承受的最大静负荷值与轮胎额定负荷值之比称为轮胎负荷系数。

确定原则：对乘用车，可控制在 0.85-1.00 这个范围的上下限；对商用车，为了充分利用轮胎的负荷能力，轮胎负荷系数可控制在接近上限处。

前轮的轮胎负荷系数普通应低于后轮的负荷系数。

4.在绘总布置图时，首先要确定画图的基准线，问为什么要有五条基准线缺一不可？各基准线是如何确定的？如果设计时没有统一的基准线，结果会怎样？答：在绘制整车总布置图的过程中，要随时配合、调整和确认各总成的外形尺寸、结构、布置形式、连接方式、各总成之间的相互关系、控制机构的布置要求，悬置的结构与布置要求、管路线的布置与固定、装调的方便性等。

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