【正文】 剛度 277 減振器機構類型及主要參數(shù)的選擇計算 30 減震器分類 30 32總結 34參 考 文 獻 35致 謝 36摘要本設計書首先收集了懸架的一些知識，在此基礎上提出了空氣懸架優(yōu)缺點?？諝鈶壹艿默F(xiàn)狀發(fā)展趨勢等等。給出了設計全空氣懸架時所需的設計過程和相關知識。設計的客車懸架有良好的行使平順性、具有合適的衰減振動能力、保證客車具有良好的操縱穩(wěn)定性、有良好的隔聲能力并且結構緊湊，占用空間尺寸要小等由于把這些設計方法用于實際設計時，有必要驗證其設計結果的正確性，因此，在本說明書中，把全空氣懸架的設計作為實例，對規(guī)范書中介紹的設計方法進行了說明。另外，為了提高設計的速度，還把空氣懸架的導向桿受力，減震器的彈簧剛度等的計算都程序化了，我在設計中都一起使用了。空氣彈簧及減振器引用了標準，關于該部分的內容，在文章末尾有注釋。關鍵詞： 空氣彈簧；懸架；大客車36ABSTRACTThe design of the book first collect some knowledge of suspension, based on the advantages and disadvantages of the air suspension. Air suspension on the current development trend. Design process is presented for design of air suspension and the related knowledge.Due to these design methods used in practical design, correctness, it is necessary to verify the design result and therefore, in the specification, the design of full air suspension as an example, the design method of the specification are described.In addition, in order to improve the design speed, but also the guide rod air suspension force, calculation of absorber spring stiffness are programmed, the design can be used together.Air spring and shock absorber cited the standard。 Key words: air suspension；suspension；motor bus1緒論 懸架的概述懸架是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間的一切傳力連接裝置的總稱。它的功用是把路面作用于車輪上的垂直反力（支承力）、縱向反力（牽引力和制動力）和側向反力以及這些反力所造成的力矩都要傳遞到車架（或承載式車身）上，以保證汽車的正常行駛?，F(xiàn)代汽車的懸架盡管有各種不同的結構形式，但是一般都由彈性元件、減振器和導向機構三部分組成。由于汽車行駛的路面不可能絕對平坦，路面作用于車輪上的垂直反力往往是沖擊性的，特別是在壞路面上高速行駛時，這種沖擊力將達到很大的數(shù)值。沖擊力傳到車架和車身時，可能引起汽車機件的早期損壞，傳給乘員和貨物時，將使乘員感到極不舒適，貨物也可能受到損傷。為了緩和沖擊，在汽車行駛系統(tǒng)中，除了采用彈性的充氣輪胎之外，在懸架中還必須裝有彈性元件，使車架（或車身）與車橋（或車輪）之間作彈性聯(lián)系。但彈性系統(tǒng)在受到?jīng)_擊后，將產(chǎn)生振動。持續(xù)的振動易使乘員感到不舒適和疲勞。故懸架還應當具有減振作用，使振動迅速衰減（振幅迅速減?。?。為此，在許多結構形式的汽車懸架中都設有專門的減振器。以下對懸架重要的組成部分進行簡單的介紹。(一)彈性元件彈性元件主要是把車架或車身與車橋或車輪彈性的連接起來，主要有空氣彈簧，鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧等。(1)空氣彈簧空氣彈簧是由橡膠囊所圍成的一個密閉容器，在其中貯入壓縮空氣，利用空氣的可壓縮性實現(xiàn)其彈簧的作用。這種彈簧的剛度是可變的，因為作用在彈簧上的載荷增加時，容器內的定量氣體氣壓升高，彈簧剛度增大。反之，當載荷減小時，彈簧內的氣壓下降，剛度減小，故空氣彈簧具有較理想的彈性特性。隨著科學技術突飛猛進，生活水平的不斷提高，人們對汽車的乘坐舒適性及各方面的性能提出了更高的要求，這便迫使各汽車生產(chǎn)廠家不斷的引進先進技術，生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品，保持強大的競爭能力。從而空氣彈簧的設計與研究也越來越受到車輛設計人員的青睞。在本論文主要是對空氣彈簧進行了研究與探討。(2)鋼板彈簧由多片不等長和不等曲率的鋼板疊合而成。鋼板彈簧除具有緩沖作用外，還有一定的減震作用。(3)螺旋彈簧只具備緩沖作用，多用于轎車獨立懸掛裝置。由于沒有減震和傳力的功能，還必須設有專門的減震器和導向裝置。(4)扭桿彈簧將用彈簧桿做成的扭桿一端固定于車架，另一端通過擺臂與車輪相連，利用車輪跳動時扭桿的扭轉變形起到緩沖作用，適合于獨立懸掛使用。(二)導向裝置導向裝置是指懸架中的某些用來傳力同時還承擔著使車輪按一定軌跡相對車架和車身跳動的任務的機構。導向裝置主要有以下幾點作用：①在車架或車橋之間傳遞力矩。②使車橋或車輪按一定軌跡相對車身或車架跳動。(三)減振裝置減振裝置主要是用來消耗振動能量，衰減振動。彈性系統(tǒng)在受到?jīng)_擊后，將會產(chǎn)生振動，減震器可以使振幅迅速減小，以避免持續(xù)的振動給駕駛員的不舒適和疲勞。車輪相對于車架和車身跳動時，車輪（特別是轉向輪）的運動軌跡應符合一定的要求，否則對汽車某些行駛性能（特別是操縱穩(wěn)定性）有不利的影響。因此，懸架中某些傳力構件同時還承擔著使車輪按一定軌跡相對于車架和車身跳動的任務，因而這些傳力構件還起導向作用，故稱導向機構。由此可見，上述這三個組成部分分別起緩沖、減振和導向的作用，然而三者共同的任務則是傳力。432151—彈性元件 2—縱向推力桿 3—減振器 4—橫向穩(wěn)定器 5—橫向推力桿 汽車懸架組成示意圖 懸架的分類根據(jù)導向機構型式的不同，汽車懸架又可分為非獨立懸架和獨立懸架。非獨立懸架的結構特點是，左、右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過懸架和車價（或車身）連接；獨立懸架的結構特點是，左、右車輪通過各自的懸架與車架（或車身）連接。獨立懸架是每一側的車輪都是單獨地通過彈性懸架懸掛在車架或車身下面的。其優(yōu)點是：質量輕，減少了車身受到的沖擊，并提高了車輪的地面附著力；可用剛度小的較軟彈簧，改善汽車的舒適性；可以使發(fā)動機位置降低，汽車重心也得到降低，從而提高汽車的行駛穩(wěn)定性；左右車輪單獨跳動，互不相干，能減小車身的傾斜和震動。不過，獨立懸架存在著結構復雜、成本高、維修不便的缺點。現(xiàn)代轎車大都是采用獨立式懸架，按其結構形式的不同，獨立懸架又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式以及麥弗遜式懸架等。 獨立懸架非獨立懸架的結構特點是兩側車輪由一根整體式車架相連，車輪連同車橋一起通過彈性懸架懸掛在車架或車身的下面。非獨立懸架具有結構簡單、成本低、強度高、保養(yǎng)容易、行車中前輪定位變化小的優(yōu)點，但由于其舒適性及操縱穩(wěn)定性都較差，在現(xiàn)代轎車中基本上已不再使用，多用在貨車和大客車上。 非獨立懸架 懸架技術的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢機械裝置的基本規(guī)律指出：載貨汽車良好的舒適性，操縱穩(wěn)定性及良好的承載能力在使用定剛度和定阻尼減震器的傳統(tǒng)懸架中是不能同時滿足的。因此，傳統(tǒng)的懸架在設計過程中不可避免的要進行乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性的折衷，盡管近年來傳統(tǒng)懸架在結構上的不斷更新和完善，采用優(yōu)化設計方法進行設計，已使汽車(特別是轎車)的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性有很大提高，例如橫臂式獨立懸架、縱臂式獨立懸架、車輪沿主銷移動的懸架(燭式和麥弗遜式)等等的采用，但傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)仍然受到許多限制，如最終設計的懸架參數(shù)(彈簧剛度、減振器阻尼系數(shù))是不可調節(jié)的，致使傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)只能保證汽車在一種特定的道路和速度條件下達到性能最優(yōu)的折衷。當前在大型商用汽車、半掛車中采用空氣懸架系統(tǒng)越來越多?？諝鈶壹芡怀龅膬?yōu)點是平順性好，維修少，壽命長，對承運的乘客和貨物的保護比鋼板彈簧懸架有著很大的提高，而對整車和路面的損壞程度也大大減少。鋼板彈簧在不同的載荷下產(chǎn)生不同的彎曲，這樣會導致整車到地面的距離總是在發(fā)生變化，如果保持彈簧的彈性而增加載荷的話，這會降低彈簧的固有頻率甚至使彈簧的特性發(fā)生改變?？諝鈴椈苫诳諝獾目蓧嚎s性，封閉在氣囊里的空氣是彈性元件，空氣彈簧通過不同氣囊的壓力來平衡不同的載荷?？諝鈴椈傻墓逃蓄l率穩(wěn)定，因此它的彈性性能也穩(wěn)定，這樣就意味著空氣彈簧更加的接近理想狀態(tài)。隨著我國高速公路的迅速發(fā)展，公路運輸量的增加，對汽車性能的要求也越來越高，空氣懸架憑著其自身的優(yōu)越性能在貨車上的應用必將越來越廣泛。另外，隨著重型載貨汽車對路面的破壞機理的研究及認識的進一步加深，以及政府對高速路養(yǎng)護的進一步重視，空氣懸架在重型貨車上的應用也必將進一步增加。因此，對空氣懸架的設計進行深入的研究也顯得越來越重要。對懸架提出的設計要求有：（1）保證汽車有良好的行駛平順性；（2）具有適合的衰減振動的能力；（3）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性；（4）汽車制動或加速時，要保證車身穩(wěn)定性，減少車身縱傾，轉彎時車身側傾角要適合；（5）有良好的隔聲能力；（6）結構緊湊、占用空間尺寸要小；（7）可靠地傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部件質量要小的同時，還要保證有足夠的強度和壽命。2 空氣懸架結構 空氣懸架結構簡介 空氣懸架系統(tǒng)的基本結構空氣彈簧懸架具有變剛度、剛度小、振動頻率低、車身高度不變等優(yōu)點。典型的機械式空氣懸架主要包括以下幾個部分：(1)空氣彈簧空氣彈簧是由橡膠囊所圍成的一個密閉容器，在其中貯入壓縮空氣，利用空氣的可壓縮性實現(xiàn)其彈簧的作用。這種彈簧的剛度是可變的，因為作用在彈簧上的載荷增加時，容器內的定量氣體氣壓升高，彈簧剛度增大。反之，當載荷減小時，彈簧內的氣壓下降，剛度減小，故空氣彈簧具有較理想的彈性特性。(2)導向機構導向機構是承受汽車的縱向力、力矩及橫向力。由于空氣懸架只能承受垂直載荷，所以需要安裝導向機構以承受橫向力、縱向力及力矩以使車橋(或者車輪)按一定的軌跡相對車身或車架跳動。(3)減振裝置減振裝置主要是用來消耗振動能量，衰減振動。空氣作為空氣彈簧的工作介質，內摩擦極小，與板簧相比空氣彈簧本身只有少量阻尼，所以空氣懸架必須裝有阻尼器，而且其阻尼要相應增加以達到迅速衰減振動的目的。但如果阻尼過大又會使反應遲鈍并向車身傳遞過多的高頻振動和沖擊，所以減振器阻尼的匹配是否合理將影響懸架的性能。(4)高度控制閥高度控制閥是空氣彈懸架系統(tǒng)的一個重要組成部分，其主要功能是：①隨整車載荷變化保持合理的懸架行程；②高速時降低車身高度，保持車身穩(wěn)定性，減少空氣阻力；⑨在起伏不平的路面上，可以提高車身高度從而提高了汽車的通過性，空氣彈簧的優(yōu)越性通過安裝高度控制閥充分的顯現(xiàn)出來。(5)其它附屬裝置空氣彈簧以壓縮空氣作為介質，所以必須裝有壓氣機以產(chǎn)生壓縮空氣，另外為了進一步提高空氣彈簧的性能大部分空氣懸架還裝有輔助氣室?，F(xiàn)如今，隨著科技的迅速發(fā)展，很多高檔的客車、轎車以及商用車上已經(jīng)成功的使用了電控空氣懸架，這種懸架使用高度傳感器和電子控制單元來控制空氣彈簧的充氣和排氣，從而更加提高了空氣懸架的控制精度和反應速度。但在功能好的同時也有其缺點：這種汽車懸架的結構更為復雜，而且成本非常高。所以在國內應用的還不是很廣泛，但是這是汽車懸架發(fā)展的必然趨勢。 空氣彈簧的類型空氣彈簧的結構可以設計成很多類型，根據(jù)壓縮空氣所用容器不同，可以將空氣彈簧分為囊式、膜式兩種形式。(1)囊式空氣彈簧囊式空氣彈簧是由夾有簾線的橡膠氣囊、密閉在容器中的壓縮氣體所組成。氣囊的內層用氣密