【正文】 它很難適應(yīng)各種復(fù)雜路況，減振的效果較差。被動(dòng)懸架主要應(yīng)用于中低檔轎車(chē)上，現(xiàn)代轎車(chē)的前懸架一般采用帶有橫向穩(wěn)定桿的麥弗遜式懸架，比如桑塔納、夏利、賽歐等車(chē)，后懸架主要有復(fù)合式縱擺臂懸架和多連桿懸架等。半主動(dòng)懸架的研究工作開(kāi)始于1973 年， 首先提出，現(xiàn)仍具有很好的發(fā)展前景。隨著道路交通的不斷發(fā)展，汽車(chē)車(chē)速的提高，被動(dòng)懸架的缺陷逐漸成為提高汽車(chē)性能的瓶頸。1954 年,美國(guó)通用汽車(chē)公司在懸架設(shè)計(jì)中率先提出了主動(dòng)懸架的概念。它在被動(dòng)懸架的基礎(chǔ)上,增加可調(diào)節(jié)剛度和阻尼的控制裝置，控制裝置通常由測(cè)量系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)、能源系統(tǒng)等組成，可以使汽車(chē)的懸架在任何路面上保持最佳的運(yùn)行狀態(tài)。20 世紀(jì)80年代，世界各大著名的汽車(chē)公司和生產(chǎn)廠家競(jìng)相研制開(kāi)發(fā)這種懸架，豐田、洛特斯、沃爾沃、奔馳等在汽車(chē)上進(jìn)行了較為成功的試驗(yàn)。裝備主動(dòng)懸架的汽車(chē)，行駛中車(chē)身非常平穩(wěn)，輪胎的噪音小，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜、能耗高、成本昂貴、可靠性存在問(wèn)題。由于種種原因，我國(guó)的汽車(chē)在半主動(dòng)和主動(dòng)懸架的研究方面起步晚，與國(guó)外的差距大，絕大部分采用被動(dòng)懸架。在西方發(fā)達(dá)國(guó)家，半主動(dòng)懸架在80 年代后期趨于成熟，福特公司和日產(chǎn)公司首先在轎車(chē)上應(yīng)用，取得了較好的效果。主動(dòng)懸架由于控制復(fù)雜，到上世紀(jì)90 年代，仍?xún)H應(yīng)用于排氣量大的豪華汽車(chē)。由于汽車(chē)行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性的要求，具有安全、智能和清潔的綠色智能懸架將是今后汽車(chē)懸架發(fā)展的趨勢(shì)。(1)被動(dòng)懸架是傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，剛度和阻尼都是不可調(diào)的，但由于其性能可靠、成本相對(duì)低廉且不需額外能量，在我國(guó)現(xiàn)階段仍然有較高的研究?jī)r(jià)值。研究主要集中在三個(gè)方面：①尋找懸架的最優(yōu)參數(shù)；②研究可變剛度彈簧和可變阻尼的減振器；③研究導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使汽車(chē)懸架在滿(mǎn)足平順性的前提下，穩(wěn)定性有較大的提高。半主動(dòng)懸架的研究集中在兩個(gè)方面：①執(zhí)行策略的研究；②執(zhí)行器的研究。阻尼可調(diào)減振器主要有兩種，一種是通過(guò)改變節(jié)流孔的大小調(diào)節(jié)阻尼；一種是通過(guò)改變減振液的粘性調(diào)節(jié)阻尼。通過(guò)改變減振液的粘性來(lái)改變阻尼系數(shù)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、無(wú)噪音和沖擊等特點(diǎn)。主動(dòng)懸架研究也集中在兩個(gè)方面:①可靠性。②執(zhí)行器。由于主動(dòng)懸架采用了大量的傳感器、單片機(jī)、輸出輸入電路和各種接口，元器件較多，降低了懸架的可靠性，因此加大元件的集成程度是一個(gè)不可逾越的階段。執(zhí)行器的研究主要是用電氣動(dòng)力系統(tǒng)中的直線伺服電機(jī)和永磁直流直線伺服電機(jī)逐漸取代液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)。運(yùn)用電磁蓄能原理，結(jié)合參數(shù)估計(jì)自校正控制器，可望設(shè)計(jì)出高性能、低功耗的電磁蓄能式自適應(yīng)主動(dòng)懸架，使主動(dòng)懸架由理論研究轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用。懸架技術(shù)的每次跨越，都和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展密切相關(guān)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)制造技術(shù)、運(yùn)動(dòng)仿真等為懸架的進(jìn)一步發(fā)展提供了有力的。同時(shí)，懸架的發(fā)展也給這些相關(guān)學(xué)科提出更高的理論要求，使人類(lèi)的認(rèn)識(shí)邁向新的、更高的境界。第2章 總體方案論證 設(shè)計(jì)選型原則根據(jù)縱梁的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，車(chē)架可分為以下幾種方案X形車(chē)架，,它是由二根縱梁及X型橫梁組成的X型車(chē)架實(shí)質(zhì)上是邊梁式車(chē) 1的改進(jìn)，其目的在于提高車(chē)架的抗扭剛度。X型車(chē)架之所以能達(dá)到這一目的，是因?yàn)楫?dāng)車(chē)架受扭時(shí)，X型橫梁能將扭矩轉(zhuǎn)換成彎矩的緣故。 但是狹而長(zhǎng)的車(chē)架采用X型橫梁并無(wú)明顯優(yōu)點(diǎn)，這是因X型橫梁太長(zhǎng)時(shí),受壓的一根可能喪失穩(wěn)定,失去抵抗能力因此，X型橫梁的優(yōu)點(diǎn)僅對(duì)短 而寬的車(chē)架較有效，最適宜于小客車(chē)。梯形車(chē)架，梯形車(chē)架是由兩根相互平行的縱梁和若干根橫梁組成。其彎曲剛度較大，而當(dāng)承受扭矩時(shí)，各部分同時(shí)產(chǎn)生彎曲和扭轉(zhuǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是便于安裝車(chē)身、車(chē)箱和布置其他總成，易于汽車(chē)的改裝和變型，因此被廣泛地用在載貨汽車(chē)、越野汽車(chē)、特種車(chē)輛和用貨車(chē)底盤(pán)改裝的大客車(chē)上； 梯形車(chē)架中粱式車(chē)架；中梁式車(chē)架，或稱(chēng)脊骨式車(chē)架: 它只有一根位于中央且貫穿汽車(chē)全長(zhǎng)的縱梁。中央 縱梁可以是圓管狀的，也可以是箱形斷面的。中梁的前端做成伸出支架，用以固定發(fā)動(dòng)機(jī)。傳動(dòng)軸在中粱內(nèi)穿過(guò)。主傳動(dòng)器通常是固定在中梁的尾端，而形成斷開(kāi)式的驅(qū)動(dòng)橋。在中梁上固定有橫梁，用以支承汽車(chē)車(chē)身。綜合式車(chē)架；是中梁式車(chē)架的變型，它的一部分為管或梁,而其余部分成叉形。采用中梁式或綜合式車(chē)架，可以獲得很強(qiáng)的抗扭能力。但是它們也存在很多缺點(diǎn)I如車(chē)身等其總成在車(chē)架上面的連結(jié)是比較復(fù)雜的,而且橫梁懸臂較長(zhǎng),彎矩較大，使橫梁與中梁的連接處容易損壞。因此，目前尚未獲得廣泛的采用。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際及設(shè)計(jì)要求，選用方案2。2. 懸架的設(shè)計(jì)方案a．前輪和后輪均采用非獨(dú)立懸架；b．前輪采用獨(dú)立懸架，后輪采用非獨(dú)立懸架；c．前后輪均采用獨(dú)立懸架；非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，左右車(chē)輪用一根整體軸連接再經(jīng)過(guò)懸架與車(chē)架（或車(chē)身）連接；獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是左右車(chē)輪通過(guò)各自的懸架與車(chē)架（車(chē)身）連接。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際及設(shè)計(jì)要求，選用方案a。由于是載貨汽車(chē)，前后懸架均采用縱置半橢圓形鋼板彈簧，當(dāng)采用縱置鋼板彈簧作彈性元件時(shí)，它兼起導(dǎo)向裝置作用。緩沖塊用來(lái)減輕車(chē)軸對(duì)車(chē)架（或車(chē)身）的直接沖撞，防止彈性元件產(chǎn)生過(guò)大的變形。裝有橫向穩(wěn)定器的汽車(chē)，能減少轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)車(chē)身的側(cè)傾角和橫向角振動(dòng)。綜合上述兩方案確定了整體設(shè)計(jì)方案：梯形車(chē)架和前后懸架均采用縱置半橢圓形鋼板彈簧非獨(dú)立懸架。2．2 設(shè)計(jì)內(nèi)容a．參與總體設(shè)計(jì)；b．車(chē)架、懸架結(jié)構(gòu)型式分析和主要參數(shù)的確定；c．車(chē)架、懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第3章 主要尺寸參數(shù)的選定參考車(chē)型及其參數(shù)參考車(chē)型：歐鈴ZB5040XXYBSC3S運(yùn)輸車(chē)詳細(xì)參數(shù)：發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)：SD4W583U 發(fā)動(dòng)機(jī)功率：58 kw發(fā)動(dòng)機(jī)排量：2156ML 發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)型：柴油發(fā)動(dòng)機(jī)外形尺寸（長(zhǎng)寬高）：515016952660 mm貨箱欄板內(nèi)尺寸：239015851700 mm總質(zhì)量：3770 Kg 整備質(zhì)量：1780 Kg額定載質(zhì)量：1665 Kg 接近角/離去角：21/16前懸/后懸：1010/1105 mm 軸距：2700 mm軸荷：1260/2510 N 最高車(chē)速：90 km/h前輪距：1240 mm 后輪距：1360 mm底盤(pán)型號(hào)：ZB5040XXYBSC3S 軸數(shù)：2 底盤(pán)尺寸（長(zhǎng)寬高）：481016051990彈簧片數(shù)：6/5+4 外廓尺寸我國(guó)對(duì)低速載貨汽車(chē)的限制尺寸是：；總寬不大于2米；總長(zhǎng)不大于6米。 質(zhì)量參數(shù) 裝載質(zhì)量按要求取=1700kg 整備質(zhì)量汽車(chē)的裝載量與整備質(zhì)量之比/稱(chēng)為汽車(chē)的整備質(zhì)量利用系數(shù)。它表明單位汽車(chē)整備質(zhì)量所承受的汽車(chē)裝載質(zhì)量。參考國(guó)內(nèi)外同類(lèi)型同級(jí)別的汽車(chē)整備質(zhì)量利用系數(shù)和查《汽車(chē)設(shè)計(jì)》表210，所以： =/=2125㎏在輕型載貨汽車(chē)之列,所以滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求取=2100。 ma=mG+m0=3800kg車(chē)架寬度是指左右縱梁腹板外側(cè)面之間的寬度。在總體設(shè)計(jì)中，整車(chē)寬度確定后，車(chē)架前后部分寬度就可以根據(jù)前輪最大轉(zhuǎn)向角、輪距、鋼板彈簧片寬、裝在車(chē)架內(nèi)側(cè)的發(fā)動(dòng)機(jī)外廓寬度及懸置等尺寸確定。從提高整車(chē)的橫向穩(wěn)定性以及減小車(chē)架縱梁外側(cè)裝置件的懸伸長(zhǎng)度來(lái)看，車(chē)架盡量寬些，同時(shí)前后部分寬度應(yīng)相等。以便簡(jiǎn)化制造工藝和避免縱梁寬度變化處產(chǎn)生應(yīng)力集中。我國(guó)汽車(chē)專(zhuān)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（汽13259載重汽車(chē)車(chē)架寬度標(biāo)準(zhǔn)）規(guī)定“車(chē)架寬度標(biāo)準(zhǔn)為865 177。5毫米”。由（汽車(chē)設(shè)計(jì)）表2－25取的車(chē)架寬860mm。由總體設(shè)計(jì)取軸距2700mm。第4章 車(chē)架總成設(shè)計(jì)4．1 車(chē)架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)車(chē)架是支撐、連接汽車(chē)備總成的零部件，并承受來(lái)自車(chē)內(nèi)外的各種載荷的基礎(chǔ)構(gòu)件。傳統(tǒng)的梯形車(chē)架由于其所起到的緩沖、隔振、降低噪聲、延長(zhǎng)車(chē)身使用壽命等特點(diǎn)及生產(chǎn)上的繼承性、工藝性等原因仍廣泛應(yīng)用在大型掛車(chē)上。貨車(chē)車(chē)架應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和適當(dāng)?shù)膭偠?。同時(shí)要求其質(zhì)量盡可能小。此外，車(chē)架應(yīng)布置得離地面近一些，以降低整車(chē)重心位置，有利于提高汽車(chē)行駛的穩(wěn)定性。 圖41 車(chē)架結(jié)構(gòu)示意圖 縱梁形式的確定縱梁是車(chē)架的主要承載部件，在汽車(chē)行駛中受較大的彎曲應(yīng)力。車(chē)架縱梁根據(jù)截面形狀分有工字梁和槽形梁。由于槽形梁具有強(qiáng)度高、工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，因此在載貨汽車(chē)設(shè)計(jì)中選用槽形梁結(jié)構(gòu)。另外為了滿(mǎn)足低速載貨汽車(chē)使用性能的要求，縱梁采用直線形結(jié)構(gòu)。這樣既可降低縱梁的高度，減輕整車(chē)自身重量，降低成本，亦可保證強(qiáng)度。材料選用16Mn低合金鋼，16Mn低合金鋼在強(qiáng)度,塑性,可焊性方面能較好地滿(mǎn)足剛結(jié)構(gòu)，是應(yīng)用最廣泛的低合金鋼，綜合機(jī)械性能良好,正火可提高塑性，韌性及冷壓成型性能。 橫梁形式的確定橫梁是車(chē)架中用來(lái)連接左、右縱梁，構(gòu)成車(chē)架的主要構(gòu)件。橫梁本身的抗扭性能的好壞及其分布，直接影響著縱梁的內(nèi)應(yīng)力大小及其分布 合理設(shè)計(jì)橫梁，可以保證車(chē)架具有足夠的扭轉(zhuǎn)剛度。從早期通過(guò)試驗(yàn)所得出的一些結(jié)論可以看出，若加大橫梁的扭轉(zhuǎn)剛度，可以提高整個(gè)車(chē)架的扭轉(zhuǎn)剛度，但與該橫梁連接處的縱梁的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力會(huì)加大；如果不加大橫梁，而是在兩根橫梁間再增加橫梁，其結(jié)果是增加了車(chē)架的扭轉(zhuǎn)剛度，同時(shí)還降低了與橫梁連接處的縱梁扭轉(zhuǎn)應(yīng)力在橫梁上往往要安裝汽車(chē)上的一些主要部件和總成，所以橫梁形狀以及在縱梁上的位置應(yīng)滿(mǎn)足安裝上的需要。橫、縱梁的斷面形狀、橫梁的數(shù)量以及兩者之間的連接方式，對(duì)車(chē)機(jī)架的扭轉(zhuǎn)剛度有大的影響?？v、橫梁材料的選用有以下三種：車(chē)架A：箱型縱梁、管型橫梁，橫、縱梁間采用焊接連接，扭轉(zhuǎn)剛度最大。車(chē)架B：槽型縱梁、槽型橫梁，橫、縱梁間采用鉚接連接，扭轉(zhuǎn)剛度適中。車(chē)架C：槽型縱梁、工字型橫梁，橫、縱梁間采用鉚接連接，扭轉(zhuǎn)剛度最小。從以上三種車(chē)架的對(duì)比可以看出：低速載貨汽車(chē)應(yīng)該選用車(chē)架B。 本設(shè)計(jì)共有六根橫梁，有前橫梁，第二橫梁，第三橫梁，第四橫梁，第五橫梁，第六橫梁。 縱梁與橫梁的連接橫梁和縱梁多數(shù)是用搭接板通過(guò)鉚釘連接，也 有些車(chē)架是采用焊接或用螺釘連接（螺釘連接易生 銹）的。左圖是縱與橫梁的幾種連接方式；搭接 板多數(shù)是固定在縱梁的上、下翼面上和縱梁的腹板上，也有連接在縱梁的腹板上和一個(gè)翼面上的。（如圖）轎車(chē)車(chē)架的縱、橫梁采用焊接方式連接，而貨車(chē)則多以鉚釘連接（見(jiàn)下圖）。鉚釘連接具有一定彈性，有利于消除峰值應(yīng)力，改善應(yīng)力狀況，這對(duì)于要求有一定扭轉(zhuǎn)彈性的貨車(chē)車(chē)架有重要意義。圖42 車(chē)架鉚接示意圖鉚接設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：；；；，將鉚釘交錯(cuò)排列； 4．2 車(chē)架的技術(shù)要求，而在車(chē)架前橫梁及轉(zhuǎn)向器范圍內(nèi)應(yīng)為860。，且在轉(zhuǎn)向器固定處。，駕駛室后支點(diǎn)與前支點(diǎn)高度差為10。，左右對(duì)稱(chēng)的前后鋼板彈簧支架及吊耳支架其銷(xiāo)孔中心線應(yīng)在同一直線上，且與車(chē)架中心線垂直，偏差不大于1000：，左右對(duì)稱(chēng)支架的相對(duì)位置尺寸應(yīng)符合要求。，且具有正確形狀不允許有傾斜，呲牙等缺陷。，鉚后零件上不得有裂縫，若有裂縫須更換重鉚。g. 車(chē)架總成車(chē)架第二橫梁連接的螺母應(yīng)裝置于車(chē)架的內(nèi)部。第5章 車(chē)架的設(shè)計(jì)計(jì)算 車(chē)架的計(jì)算 縱梁彎曲應(yīng)力彎矩M可用彎矩差法或多邊形法求得。對(duì)于載重汽車(chē)，可假定空車(chē)簧上重量Gs均布在縱梁全長(zhǎng)上，載重Ge均布在車(chē)箱中，空車(chē)時(shí)簧上負(fù)荷 (對(duì)4X2貨車(chē)可取=2)整備質(zhì)量。圖51縱梁彎曲應(yīng)力由上圖得： （51） （52） （53）a=1010mm，b=1105mm，=2700mm，L=4815mm，c=1500mm，c=2200mm，c=3700mm。將已知量代入上式得：Rf=［22100／3()+3800（）］／4／=5723Nx=［2572322100／3／+3800()／］／(22100／3／+3800)=M=23800／4(++) ［()+］+3800(+)［(+)2］=相鄰兩橫梁如果都同縱梁翼緣連接,扭矩T作用于該段縱梁的中點(diǎn),則在開(kāi)口斷面梁中扇性應(yīng)力可按下式計(jì)算： (54)式中 Iw—扇性慣性矩；W—扇性坐標(biāo)；對(duì)于槽形斷面 (55) 由材料力學(xué)表B4熱軋槽鋼（GB/T7071988）查得h=80mm,b=43mm,d=,t=則mm 車(chē)架扭轉(zhuǎn)時(shí)縱梁應(yīng)力如橫梁同縱梁翼緣相連，則在節(jié)點(diǎn)附近，縱梁的扇性應(yīng)力： (56)式中 E—彈性模量，對(duì)低碳鋼和16Mn鋼：E=；—車(chē)架軸間扭角；L—軸距；節(jié)點(diǎn)間距；a系數(shù)，當(dāng)kL=0時(shí)，a=6；kL=1~2時(shí)，a=。車(chē)架扭轉(zhuǎn)時(shí)，縱梁還將出現(xiàn)彎曲應(yīng)力，須和相加。 車(chē)架載荷分析汽車(chē)的使用條件復(fù)雜，其受力情況十分復(fù)雜，因此車(chē)架上的載荷變化也很大，其承受的載荷大致可分為下面幾類(lèi)： 靜載荷車(chē)架所承受的靜載荷是指汽車(chē)靜止時(shí)，懸架彈簧以上部分的載荷。即為車(chē)架質(zhì)量、車(chē)身質(zhì)量、安裝在車(chē)架的各總成與附屬件的質(zhì)量以及有效載荷（客車(chē)或貨物的總質(zhì)量）的總和。 對(duì)稱(chēng)的垂直動(dòng)載荷這種載荷是當(dāng)汽車(chē)在平坦的道路上以較高車(chē)速行駛時(shí)產(chǎn)生的。其大小與垂直振動(dòng)加速度有關(guān)，與作用在車(chē)架上的靜載荷及其分布有關(guān)，路面的作用力使車(chē)架承受對(duì)稱(chēng)的垂直動(dòng)載荷。這種動(dòng)載使車(chē)架產(chǎn)生彎曲變形。 斜對(duì)稱(chēng)的動(dòng)載荷這種載荷是當(dāng)汽車(chē)在崎嶇不平的道路上