悬架结构形式分析

简述悬架的分类以及结构特点悬架是指连接车身和车轮的装置，它能够独立地支撑和减震车轮，使车身保持相对平稳的运动状态，提供舒适的乘坐体验和稳定的行驶性能。

根据不同的结构形式和工作原理，悬架可以分为多种分类，每种分类都有其独特的结构特点。

一、按照悬架形式的分类：1. 独立悬架：独立悬架是指每个车轮都有独立的悬架系统，不同车轮之间的运动不会相互影响。

独立悬架可以进一步分为麦弗逊悬架、多连杆悬架、双叉臂悬架等。

麦弗逊悬架结构简单，成本低，广泛应用于小型车辆；多连杆悬架由多个连杆构成，能够提供较好的悬架性能和驾驶稳定性；双叉臂悬架则提供了更高的悬架刚度和悬挂宽度，适用于高性能车型。

2. 非独立悬架：非独立悬架是指多个车轮共用一个悬架系统，一个车轮的运动会影响其他车轮的运动。

非独立悬架可以分为梯形连杆悬架、扭杆悬架、半悬挂等。

梯形连杆悬架由多个连杆构成，能够提供较好的悬架性能和驾驶稳定性；扭杆悬架通过扭杆连接车轮和车身，简化了悬架结构，适用于经济型车型；半悬挂则是一种介于独立悬架和非独立悬架之间的悬架形式。

二、按照悬架工作原理的分类：1. 弹簧悬架：弹簧悬架是利用弹簧的弹性变形来减震和支撑车身的一种悬架形式。

常见的弹簧悬架有螺旋弹簧悬架、气囊悬架等。

螺旋弹簧悬架结构简单，成本低，广泛应用于大多数车型；气囊悬架则通过气囊的充气和放气来调节悬架刚度和高度，提供更好的乘坐舒适性。

2. 液压悬架：液压悬架是利用液体的压缩和流动来减震和支撑车身的一种悬架形式。

常见的液压悬架有液压阻尼悬架、液压弹簧悬架等。

液压阻尼悬架通过液压阻尼器来减震，提供较好的悬架性能和驾驶稳定性；液压弹簧悬架则通过液压弹簧来支撑车身，提供更好的乘坐舒适性。

三、按照悬架结构特点的分类：1. 主动悬架：主动悬架是指能够主动感知和调节悬架工作状态的一种悬架形式。

主动悬架通过传感器感知车身姿态和路况信息，通过控制系统调节悬架刚度和阻尼，以提供更好的悬架性能和乘坐舒适性。

汽车悬挂系统布局原理图解之袁州冬雪创作系统布局, 汽车, 原理, 图解, 悬挂汽车悬挂系统布局原理图解教程什么是悬挂系统舒适性是轿车最重要的使用性能之一.舒适性与车身的固有振动特性有关，而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关.所以，汽车悬架是包管乘坐舒适性的重要部件.同时，汽车悬架做为车架(或车身)与车轴(或车轮)之间作毗连的传力机件，又是包管汽车行驶平安的重要部件.因此，汽车悬架往往列为重要部件编入轿车的技术规格表，作为衡量轿车质量的指标之一. 汽车车架（或车身）若直接装置于车桥（或车轮）上，由于道路不服，由于地面冲击使货物和人会感到十分不舒服，这是因为没有悬架装置的原因.汽车悬架是车架（或车身）与车轴（或车轮）之间的弹性联合装置的统称.它的作用是弹性地毗连车桥和车架（或车身），缓和行驶中车辆受到的冲击力.包管货物完好和人员舒适；衰减由于弹性系统引进的振动，使汽车行驶中坚持稳定的姿势，改善把持稳定性；同时悬架系统承担着传递垂直反力，纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架（或车身）上，以包管汽车行驶平顺；而且当车轮相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用. 悬架布局形式和性能参数的选择合理与否，直接对汽车行驶平顺性、把持稳定性和舒适性有很大的影响.由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之一.一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成.弹性元件用来承受并传递垂直载荷，缓和由于路面不服引起的对车身的冲击.弹性元件种类包含钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧.减振器用来衰减由于弹性系统引起的振，减振器的类型有筒式减振器，阻力可调式新式减振器，充气式减振器.导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩，同时坚持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动，通常导向机构由节制摆臂式杆件组成.种类有单杆式或多连杆式的.钢板弹簧作为弹性元件时，可不另设导向机构，它自己兼起导向作用.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，目标是提高横向刚度，使汽车具有缺乏转向特性，改善汽车的把持稳定性和行驶平顺性. 悬挂系统的分类现代汽车悬架的发展十分快，不竭出现，崭新的悬架装置.按节制形式分歧分为主动式悬架和主动式悬架.今朝多数汽车上都采取主动悬架，如下图所示也就是汽车姿态（状态）只能主动地取决于路面及行驶状况和汽车的弹性元件，导向机构以及减振器这些机械零件.20世纪80年月以来主动悬架开端在一部分汽车上应用，而且今朝还在进一步研究和开辟中.主动悬架可以能动地节制垂直振动及其车身姿态，根据路面和行驶工况自动调整悬架刚度和阻尼.1. 弹性元件；2. 纵向推力杆；3. 减振器；4. 横向稳定杆；5. 横向推力杆根据汽车导向机构分歧悬架种类又可分为独立悬架，非独立悬架.如下图所示.b. 独立悬架 a. 非独立悬架非独立悬架如上图(a)所示.其特点是两侧车轮装置于一整体式车桥上，当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另外一侧车轮上，当车轮上下跳动时定位参数变更小.若采取钢板弹簧作弹性元件，它可兼起导向作用，使布局大为简化，降低成本.今朝广泛应用于货车和大客车上，有些轿车后悬架也有采取的.非独立悬架由于非簧载质量比较大，高速行驶时悬架受到冲击载荷比较大，平顺性较差. 独立悬架是两侧车轮分别独登时与车架（或车身）弹性地毗连，当一侧车轮受冲击，其运动不直接影响到另外一侧车轮，独立悬架所采取的车桥是断开式的.这样使得发动机可放低装置，有利于降低汽车重心，并使布局紧凑.独立悬架允许前轮有大的跳动空间，有利于转向，便于选择软的弹簧元件使平顺性得到改善.同时独立悬架非簧载质量小，可提高汽车车轮的附着性.如上图(b)所示.独立悬挂系统祥解独立悬架的左右车轮不是用整体车桥相毗连，而是通过悬架分别与车架（或车身）相连，每侧车轮可独立下下运动.轿车和载重量1t以下的货车前悬架广为采取，轿车后悬架上采取也在增加.越野车、矿用车和大客车的前轮也有一些采取独立悬架. 根据导向机构分歧的布局特点，独立悬架可分为：双横臂，单横臂，纵臂式，单斜臂，多杆式及滑柱（杆）连杆（摆臂）式等等.按今朝采取较多的有以下三种形式：(1) 双横臂式，(2) 滑柱连杆式，(3)斜置单臂式.按弹性元件采取分歧分为：螺旋弹簧式，钢板弹簧式，扭杆弹簧式，气体弹簧式.采取更多的是螺旋弹簧.双横臂式（双叉式）独立悬架如图1所示为双横臂式独立悬架.上下两摆臂不等长，选择长度比例合适，可以使车轮和主销的角度及轮距变更不大.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，如图2所示.V形臂的上下2个V形摆臂以一定的间隔，分别装置在车轮上，另外一端装置在车架上.图1：双横臂式独立悬架不等臂双横臂上臂比下臂短.当汽车车轮上下运动时，上臂比下臂运动弧度小.这将使轮胎上部轻微地表里移动，而底部影响很小.这种布局有利于减少轮胎磨损，提高汽车行驶平顺性和方向稳定性.图2滑柱摆臂式独立悬架（麦弗逊式或叫支柱式等）这种悬架今朝在轿车中采取很多.如图3所示.滑柱摆臂式悬架将减振器作为引导车轮跳动的滑柱，螺旋弹簧与其装于一体.这种悬架将双横臂上臂去掉并以橡胶做支承，允许滑柱上端作少许角位移.内侧空间大，有利于发动机安插，并降低车子的重心.车轮上下运动时，主销轴线的角度会有变更，这是因为减振器下端支点随横摆臂摆动.以上问题可通过调整杆系设计安插合理得到处理.图3一汽奥迪100型轿车前悬架.筒式减振器装在滑柱桶内，滑柱桶与转向节刚性毗连，螺旋弹簧装置在滑柱桶及转向节总成上端的支承座内，弹簧上端通过软垫支承在车身毗连的前簧上座内，滑柱桶的下端通过球搭钮与悬架的横摆臂相连.当车轮上下运动时，滑柱桶及转向节总成沿减振器活塞运动轴线移动，同时，滑柱桶的下支点还随横摆臂摆动.斜置单臂式独立悬架这种悬架如图4所示.这种悬架是单横臂和单纵臂(如下图所示）独立悬架的折衷方案.其摆臂绕与汽车纵轴线具有一定交角的轴线摆动，选择合适的交角可以知足汽车把持稳定性要求.这种悬架适于做后悬架.图4多杆式独立悬架独立悬架中多采取螺旋弹簧，因而对于侧向力，垂直力以及纵向力需加设导向装置即采取杆件来承受和传递这些力.因而一些轿车上为减轻车重和简化布局采取多杆式悬架.如图5所示.上连杆9用支架11与车身(或车架)相连，上连杆9外端与第三连杆7相连.上杆9的两头都装有橡胶隔振套.第三连杆7的下端通过重型止推轴承与转向节毗连.下连杆5与普通的下摆臂相同，下连杆5的内端通过橡胶隔振套与前横梁相毗连.球铰将下连杆5的外端与转向节相连.多杆纱前悬架系统的主销轴线从下球铰延伸到上面的轴承，它与上连杆和第三连杆无关.多杆悬架系统具有杰出把持稳定性，可减小轮胎摩损.这种悬架减振器和螺旋弹簧不象麦弗逊悬架那样沿转向节转动.如图5所示.图5：多杆前悬架系统1-前悬架横梁 2-前稳定杆 3-拉杆支架 4-粘滞式拉杆 5-下连杆6-轮毂转向节总成 7-第三连杆 8-减振器 9-上连杆10-螺旋弹簧 11-上连杆支架 12-减振器隔振块各类横向稳定器现代轿车悬架很软，即固有频率很低，为提高悬架的侧倾角刚度，减小横向倾斜，常在悬架中添设横向稳定器（杆），包管杰出把持稳定性.如下图所示杆式横向稳定器.1. 支杆；2. 套筒；3.杆；4. 弹簧支座弹簧钢制成的横向稳定杆3呈扁平的U形，横向地装置在汽车前端或后端（也有轿车前后都装横向稳定器）.杆3的中部的两头自由地支承在两个橡胶套筒内，套筒2固定于车架上.横向稳定杆的两侧纵向部分的结尾通过支杆1与悬架下摆臂上的弹簧支座4相连. 当两则悬架变形相同时，横向稳定器不起作用.当两侧悬架变形不等时，车身相对路面横向倾斜时，车架一侧移近弹簧支座，稳定杆的同侧结尾就随车架向上移动，而另外一侧车架远离弹簧座，相应横向稳定杆的结尾相对车架下移，横向稳定杆中部对于车架没有相对运动，而稳定杆双方的纵向部分向分歧方向偏转，于是稳定杆被改变.弹性的稳定杆发生改变内力矩就阻碍悬架弹簧的变形，减少了车身的横向倾斜和横向角振动. 下图是另外一种车型横向稳定器的装置下图是车身的横向的稳定扭杆装置汽车悬挂的终极方向：电控主动2010319114934302.jpg(29.67 KB)汽车悬挂系统布局原理图解论坛非独立悬挂悬挂。

麦弗逊悬架仿真分析一、本文概述随着汽车工业的飞速发展和消费者对车辆性能要求的不断提高，悬架系统作为车辆的重要组成部分，其设计优化和性能分析显得尤为关键。

麦弗逊悬架作为一种常见的独立前悬架类型，以其结构简单、紧凑且性能稳定的特点，被广泛应用于各类乘用车中。

本文旨在通过仿真分析的方法，对麦弗逊悬架的动态特性进行深入探讨，以期为悬架设计优化和车辆性能提升提供理论支持和实践指导。

本文首先将对麦弗逊悬架的基本原理和结构特点进行简要介绍，为后续分析奠定理论基础。

随后，将详细介绍仿真分析的方法论，包括模型的建立、边界条件的设定、仿真工况的选择等，以确保分析结果的准确性和可靠性。

在此基础上，本文将重点分析麦弗逊悬架在不同工况下的动态响应特性，如位移、速度、加速度等关键参数的变化规律，并探讨其对车辆操纵稳定性和乘坐舒适性的影响。

本文将对仿真结果进行总结，并提出针对性的优化建议，以期为麦弗逊悬架的设计改进和车辆性能的提升提供有益的参考。

通过本文的研究，不仅可以加深对麦弗逊悬架动态特性的理解，还可以为车辆悬架系统的优化设计和性能评估提供科学的方法和依据。

本文的研究方法和成果也可为其他类型悬架系统的仿真分析提供参考和借鉴。

二、麦弗逊悬架结构与工作原理麦弗逊悬架（McPherson Strut Suspension）是汽车工业中应用最为广泛的一种独立悬架形式。

其名称来源于其发明者，英国工程师约翰·麦弗逊（John Alexander McPherson）。

麦弗逊悬架以其结构紧凑、成本低廉、性能稳定等优点，在乘用车市场中占据了主导地位。

麦弗逊悬架主要由减震器、螺旋弹簧、下摆臂、转向节、轴承等部件组成。

减震器与螺旋弹簧组合在一起，构成了悬架的支柱，既起到了支撑车身的作用，又能够吸收路面冲击产生的振动。

下摆臂则连接车轮与车身，通过轴承与转向节相连，使得车轮可以相对于车身进行转向运动。

当车辆行驶在不平坦的路面上时，路面的起伏会引起车轮的上下跳动。

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。

悬架设计三、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）。

2）单横臂：A、α、β变化大，∵绕一点横向转动；B、绕一点横向转动；C、应用：后悬，少用于前悬。

汽车底盘悬架结构设计要点分析发布时间：2022-07-28T08:11:42.268Z 来源：《福光技术》2022年16期作者：师海辉[导读] 悬架连接着车桥和车架，主要零部件包括：弹性元件、减震器及导向机构。

长城汽车股份有限公司河北保定 071000摘要：汽车悬架是车轮（或车轴）与负载支撑件（或车架）之间所有力传递连接的总称，是确保行驶舒适性和行驶安全性的重要组成部分，并具有缓冲和吸收由于道路不平坦而产生的传递力的能力。

通过对框架或车身施加冲击和振动，它可以在两辆汽车之间传递所有力和扭矩，从而使汽车平稳行驶。

在底盘悬架结构中，现在的双纵向臂独立悬架结构将上下纵向臂的长度都进行了改进，能够合理的去配合车轮和车架与纵向臂的连接。

这样就使车轮在运动的过程中，能够使轴距和前轮的定位参数一直保持在公差范围内，这样能够保证汽车在行驶的过程中的安全性和稳定性。

关键词：汽车底盘悬架；结构设计要点1汽车悬架系统研究概况1.1汽车悬架分类悬架连接着车桥和车架，主要零部件包括：弹性元件、减震器及导向机构。

按照悬架的结构形式不同，悬架可分为非独立悬架和独立悬架两种；按照功能不同可分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架。

常见的独立悬架形式有：麦弗逊式独立悬架、多连杆式独立悬架、双叉式独立悬架等。

悬架性能影响整车的各项性能，尤其是车辆操作性能、行驶稳定性能、制动性能以及舒适性能越来越被消费者看重，为了实现悬架的不同功能，各种新形式的悬架汽车也不断涌现。

半主动悬架是指在使用过程中，悬架的阻尼系统和弹性元件中有一项可以随着使用条件的不同，可以进行调整的悬架类型；全主动悬架是阻尼系数和刚度都可以进行调节的，可以根据汽车的实际需求，将刚度和阻尼调整到最佳的工作状态。

1.2悬架的运动学和动力学特性悬架是整车的重要组成部分，一般在对悬架系统进行研究设计时，都是针对整车的操稳性和平顺性为设计目标，对悬架与整车的性能协调研究。

悬架运动学作为悬架设计时用到的一个重要知识点，贯穿了悬架的整个设计过程，包括对悬架运动特性分析、力学特性分析以及弹性特性分析等。