汽车构造悬架概述
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汽车底盘悬架类型与设计的要点摘要:近年来,我国汽车的普及率逐步提高,而且汽车的销量节节攀升,带动我国汽车相关行业发展,同时也促进我国汽车设计显著提升。
汽车作为日常生活中使用的最频繁的代步工具,现在人民们对汽车的舒适性与稳定性提出更高的要求。
通过优化汽车底盘悬架结构设计,能对汽车行驶的舒适性与安全性有很大提高,能让汽车行业发展更好的满足人民对汽车使用的需求。
基于此,本文主要对汽车底盘悬架结构设计要点进行简要介绍,希望对汽车从业人员或者对此方面感兴趣的人员有参考价值。
关键词:汽车底盘;悬架结构;麦弗逊汽车底盘悬架的工作就是让车辆的轮胎与路面的摩擦力最大限度的增加,这样能够提供良好的车辆操纵性与稳定性。
我们平常开车行驶与路面时,路面不是百分百平整的,经常会是去凹凸不平,这种路面作用在车轮上,从而发生车轮的颠簸。
如果此时车轮直接与车身连接一起,车轮的颠簸直接就会传递到车身,造成很糟糕的驾乘体验。
那么我们可以设计一个车轮与车架的中间结构,就是悬架结构,能够起到了吸收竖直方向的车轮加速动能作用。
车轮的垂直加速力先通过悬架结构一部分的吸收与释放,最后一小部分才传到在传到车架上,这样避免车轮在颠簸的路面上出现车轮离开地面的状态。
通常我们常见的悬架系统主要包含减振器、稳定杆、弹簧、导向连接件等零件组成。
一个良好的悬架设计能够很好匹配路面的隔离性能、轮胎的抓地性能、转弯的性能。
一、汽车底盘悬架结构类型我们按照悬架的刚度与阻尼会随着不同的路面情况而改变,悬架系统可以分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架三大类。
主动悬架涉及众多的电子感应装置,能够主动地根据路面信息情况自发地调节悬架的刚度与阻尼。
如果悬架系统按照导向机构来分类,可以分成独立悬架系统和非独立悬架系统两大类。
本文主要介绍的是传统车大多数车型采用的被动悬架中的独立悬架和非独立悬架设计。
(一)非独立悬架系统如图1所示,非独立悬架系统简单的理解就是前轮或者后轮的左右两个轮子会相互作用,左边的轮子会受到右边的轮子的影响。
独立悬架的分类独立悬架是一种常见的车辆悬挂系统,它可以使车辆在行驶过程中保持稳定性和平稳性。
根据不同的结构和工作原理,独立悬架可以分为多种类型。
本文将介绍几种常见的独立悬架分类。
一、麦弗逊式独立悬架麦弗逊式独立悬架是最常见的一种独立悬架,它由一个下摆臂、一个上摆臂、一个减震器和一个螺旋弹簧组成。
该结构简单、可靠,且制造成本低廉,因此被广泛应用于汽车行业。
麦弗逊式独立悬架的工作原理是:当车轮碰到路面上的不平度时,下摆臂会向上移动,同时压缩螺旋弹簧和减震器;当车轮再次接触平坦路面时,下摆臂会向下移动,同时释放螺旋弹簧和减震器的压缩力。
这样就能够保持车身平稳,并且使得驾驶体验更加舒适。
二、复合悬架复合悬架是一种结合了多种悬挂系统的独立悬架,它可以根据不同的需求来选择不同的悬挂方式。
例如,前轮采用麦弗逊式独立悬架,后轮采用多连杆式独立悬架,这样可以保证车辆在高速行驶时具有更好的稳定性和平稳性。
复合悬架的优点是:能够充分发挥各种悬挂系统的优点,提高车辆的行驶性能。
但是,由于结构比较复杂,制造成本相对较高。
三、多连杆式独立悬架多连杆式独立悬架是一种采用多个连接杆组成的独立悬架系统。
它可以根据不同的需求来设计不同数量和长度的连接杆。
多连杆式独立悬架的工作原理是:当车轮碰到路面上的不平度时,连接杆会向上或向下移动,同时压缩减震器和弹簧;当车轮再次接触平坦路面时,连接杆会向下或向上移动,并释放减震器和弹簧的压缩力。
这样就能够保持车身平稳,并且使得驾驶体验更加舒适。
多连杆式独立悬架的优点是:能够提供更好的悬挂性能,使得车辆在行驶过程中更加稳定和平稳。
但是,由于连接杆较多,制造成本相对较高。
四、扭力梁式独立悬架扭力梁式独立悬架是一种采用扭转杆或者扭转轴来连接左右车轮的独立悬架系统。
它可以根据不同的需求来设计不同数量和长度的扭转杆或者扭转轴。
扭力梁式独立悬架的工作原理是:当车轮碰到路面上的不平度时,扭转杆或者扭转轴会发生弯曲变形,并且压缩减震器和弹簧;当车轮再次接触平坦路面时,扭转杆或者扭转轴会恢复原来的形态,并释放减震器和弹簧的压缩力。
第十八讲悬架一、悬架的作用是把车桥和车架弹性地连接起来,并用它来吸收和缓和行驶中因路面不平引起的车轮跳动而传给车架的冲击和振动;传递路面作用于车轮的支持力、驱动力、制动力和侧向力及其产生的力矩。
二、悬架的组成一般都是由弹性元件、减振器和导向机构三部分,它们分别起着缓冲、减振、导向和传递力及力矩的作用。
三、根据汽车悬架结构的不同,通常将悬架分为独立悬架和非独立悬架两大类。
四、独立悬架结构特点是车架与每一侧车轮之间的悬架连接是独立的,它的车桥为断开式,当一侧车轮上下跳动时,不会影响到另一侧车轮位置的变化。
五、双叉式独立悬架:它一般是上、下两个控制臂支承装有车轴的转向节,在上、下控制臂之间安装减振器。
这种悬架可通过自由设定控制臂长度来使汽车具有良好的转弯性能、直线行驶性能及乘坐舒适性能。
六、撑杆式独立悬架,因为减振器兼作悬架支柱,故将这种方式称为撑杆式悬架。
用于前轮时称为麦弗逊式撑杆式悬架;而用于后轮时被称为查普曼式撑杆式悬架。
其结构是将装有减振器撑杆的上端安装在车身上,下端借助于控制臂与车轴连接。
这种悬架构件数量少,质量轻,节省空间。
七、非独立悬架结构特点是两侧的车轮安装在一根整体式车桥上,若一侧车轮因路面不平跳动时,会影响另一侧车轮位置的变化。
缺点:车身的平稳和高速行驶的稳定性差,优点:结构简单,制造方便,应用范围:载重汽车八、非独立悬架分为钢板弹簧非独立悬架和螺旋弹簧非独立悬架两种。
十、汽车悬架的弹性元件包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、气体弹簧、横向稳定杆等。
十一、钢板弹簧结构:由若干片等宽不等长、弧度不等、厚度相等或不等的钢板弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁。
十二、钢板弹簧组成:卷耳、中心螺栓、钢板夹、钢板弹簧、螺母、螺栓、套管。
十三、卷耳位置结构:钢板弹簧的第一片最长,称为主片,其两端弯成卷耳,内装衬套,用钢板销与车架连接。
十四、中心螺栓作用:中心螺栓用以连接各弹簧片,并保证装配时各片的相对位置,且作为钢板弹簧安装到前轴或后桥壳上的定位销。
汽车悬架结构设计:A系列大众新Golf新GOLF后悬架采用新式多连杆独立悬架,(取代低成本的半独立扭力梁后悬架),前悬架采用原麦弗逊独立悬架,对于全驱动车型:采用一个较复杂和昂贵的铝质副车架,它同时也承载后轮的驱动装置,通过四个橡胶件与车身连接起来,可避免车身受到驱动装置震动的影响对于前驱动车型:副车架是一套比较简单的钢结构,新的后桥会使车身后部的重量增加,但这样可令前后配重更加理想优点:新的四连杆悬架结构分别适应纵向力和横向力,使车轮更自由,导向更精确,舒适性更操控性更好悬架结构形式:新的四连杆后悬架取代了扭力梁,纵向连杆2直接挂在车身上,横向连杆3与钢制副车架4想连,副车架与车身固定在一起;全轮驱动车型采用较复杂的铝质副车架5,它承载后轮的驱动装置,并通过四个橡胶件6与车身相连汽车悬架结构设计:B系列、T系列保时捷Cayenne保时捷Cayenne融会跑车技术和强大的越野本领于一身,公路上,Cayenne是同类汽车中速度最快的,在野外同样是最出色的越野车之一Cayenne具有很长的横向双叉臂悬挂系统,基本型弹簧系统采用钢质弹簧,空气弹簧做为选装,而在涡轮增压型上为标准配置;Cayenne前悬架结构:双叉臂式Cayenne后悬架结构:多连杆式1、铝质横叉臂2、副车架上的液压支撑3、齿轮齿条转向装置4、刚弹簧5、副车架6、前差速器连同驱动轴7、副车架上的车身稳定杆8、由灰口铸铁制成的横拉杆9、6活塞整体刹车卡钳1、4活塞整体刹车卡钳2、铝质横拉杆3、钢弹簧4、后差速器连同驱动轴5、副车架6、副车架上的橡胶支承7、用型钢制成的横拉杆Cayenne还配有一个多级车身水平高度调节器,在时速达到120公里时车身下降1.2cm;时速达到210公里时车身再下降1.1cm,进而保证高速行使时的稳定性和安全性。
在野外,汽车启动越野减速装置后,车身会自动提高2.6cm,离地间隙由原来的21.7cm 增至24.3cm,遇到大的障碍时,汽车离地间隙还可增加3cm达到27.3cm,通过性可见一斑。
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。
简述汽车悬架的作用
汽车的悬架是汽车底座与车轮之间的一个重要系统,主要通过悬
挂系统来连接车身和车轮,确保车辆行驶的平稳性、舒适性和安全性。
汽车在行驶过程中,由于地面不平或者路面的碎石,都会对车辆的悬
架带来不同程度的挑战,因此可以说汽车悬架才是汽车中最重要的部
分之一。
悬架系统主要是由弹性元件、缓冲器、悬架卡箍和支架构成。
而
弹性元件常见的有弹簧和减振器,其中弹簧负责承载车身重量,并能
够调整车身高度和协调车轮的长度;减振器则能够降低波动和消除冲击,确保车辆行驶的平稳性和舒适度。
除了以上作用,汽车悬架还能够影响车辆的安全性、牵引力和操
控性。
对于大多数车辆而言,若是悬架过于软弱或者过于硬朗,都会
对行驶带来不利影响。
所以建议了解车辆悬架后,车主需要对汽车的
悬架进行常规检查和维护,维持其正常运作。
维护悬架要注意以下四点:首先是轮胎,一定要注意轮胎气压的
充足,避免轮胎的失衡。
其次是转向拉线,需要保持过硬和不锈,确
保悬架系统能够有效地控制方向。
第三是悬架缓冲器,它主要对车辆
减震的作用,所以需要保持缓冲器的弹性良好,提高车辆的乘坐舒适度。
最后,就是车身的配重,不同的车型需要采取不同的配重方式,
必须根据车型而定,不然会影响到车辆的行驶和安全稳定。
总之,汽车的悬架是汽车行驶过程中最重要的部分之一。
悬架系统的好坏将会影响到行驶的安全性、平稳性和舒适度。
所以需要车主定期进行检查和维护,以确保悬架系统的正常运行。
主动悬架老式汽车上普通的悬架系统,其性能是预先设定好的,在汽车行驶过程中不能根据实际路况对悬架的性能(刚度、阻尼、车身角度和高度等)进行调整,无法做到在多种工况下都实现最佳的行驶平顺性和操纵稳定性。
这种性能无法调整的悬架系统称为被动悬架。
如果悬架系统的刚度、阻尼和车身位置能根据汽车的行驶条件(车辆的运动状态和路面状况等)进行动态自适应调节,使悬架系统始终处于最佳缓冲减振状态,这种悬架就称为主动悬架。
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缓冲和减振状态,让汽车对于各种路面状况下都会有良好的适应性。
由于汽车行驶的路面条件是复杂多变的,且具有非常大的随机性,所以这种调节实际上是非常复杂的。
传统的机械式调节方法只能实现部分性能调节,随着计算机技术的发展,现代汽车普遍采用计算机系统来实现比传统主动悬架的更为复杂的高性能调节。
这种新的主动悬架系统通常也称为电子控制式主动悬架。
主动悬架系统按照是否包含动力源,可分为半主动悬架(无源主动悬架)和全主动悬架(有源主动悬架)两大类。
一、半主动悬架半主动悬架不考虑改变悬架的刚度,只考虑改变阻尼来调节的悬架的减振性能,因此其调节装置主要由无动力源的可控的阻尼元件(如图22-10所示的阻力可调式减振器)组成。
半主动悬架在被动悬架基础上增加的部件不多,工作时几乎不需要额外消耗车辆动力,但对汽车悬架的性能有明显的提高,因此这种系统具有较好的应用前景。
图22-59 别克君越采用的半主动悬架-CDC全时主动式稳定系统图22-59所示为别克君越汽车采用的半主动悬架系统,通用别克公司称其为CDC全时主动式稳定系统。
该系统采用计算机系统来实现对悬架功能的控制,属于电子控制式主动悬架。
系统中通过车身加速度传感器3和车轮加速度传感器4来采集汽车行驶状态的信息,并将信息传递给中央控制单元1(也称为汽车电脑,ECU)。
中央控制单元分析这些信息后作出调节指令,输出给CDC减振器上的CDC控制阀(参见图22-11),控制阀通过其中的电磁阀控制减振器中流通孔的大小,从而改变了减振液的阻尼值,实现对悬架状态的调节。
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。
汽车悬挂组成、分类及图解汽车悬挂的定义: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,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。
它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。
汽车悬挂的组成:典型的悬挂系统结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,这三部分分别起缓冲、力的传递和减振的作用。
个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。
不同类型的悬挂的导向机构差异也很大,这也是悬挂性能差异的核心构件。
弹性元件弹性元件有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,而现代轿车悬挂系统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。
弹性元件用来承受并传递直载荷、缓和不平路面、紧急制动、加速和转弯引起的冲击或车身位置的变化。
减震器减震器的类型有简式减震器、阻力可谓式减震器和充气式减震器。
它的作用主要用来减小弹簧系统引起的振动,提高乘坐舒适性。
导向装置通常导向装置有控制摆臂式杆件组成,有单杆式和连杆式的。
他是用来使车轮按一定运动轨迹相对车身运动,同时传递力的作用。
汽车悬挂分类:汽车悬挂按悬挂系统主要分为非独立悬架和独立悬架,非独立悬架有钢板式、螺旋弹簧式和空气弹簧式,独立悬架有多连杆式、横臂式和纵臂式等。
非独立悬架非独立悬挂系统的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连,车轮连同车桥一起通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身的下面。
非独立悬挂系统具有结构简单、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。
独立悬架独立悬挂系统是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身下面的。
其优点是:质独立悬挂系统量轻,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。
汽车悬架系统常识——整理、综述关于汽车悬架系统——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。