【正文】 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 1 前言 ： 懸架是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動(dòng)，以保證汽車能平順地行駛。典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減震器等組成，個(gè)別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式，而現(xiàn)代轎車懸架多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，個(gè)別高級(jí)轎車則使用空氣彈簧。懸架是汽車中的一個(gè)重要總成，它把車架與車輪彈性地聯(lián)系起來，因此懸架與車輛的行駛平順性、操控 穩(wěn)定性具有極大的關(guān)系。懸架設(shè)計(jì)的好壞直接影響到整車的性能。因此開發(fā)出高品質(zhì)的懸架是車輛工程師的一項(xiàng)重要任務(wù)。而懸架部分涉及的專業(yè)知識(shí)也比較高深，本文期望通過對(duì)懸架進(jìn)行初級(jí)設(shè)計(jì)以達(dá)到對(duì)懸架有進(jìn)一步了解的目的。 關(guān)鍵詞 :懸架；減震器；彈簧計(jì)算 王光轎車麥弗遜式前懸 1 懸架 懸架的功用 汽車懸架是車架（或車身）與車軸（或車輪）之間的彈性聯(lián)結(jié)裝置的統(tǒng)稱。它的作用是彈性地連接車橋和車架（或車身），緩和行駛中車輛受到的沖擊力；保證貨物完好和人員舒適；衰減由于彈性系統(tǒng)引進(jìn)的振動(dòng)，使汽車行駛中保持穩(wěn)定的姿 勢(shì)，改善操縱穩(wěn)定性；同時(shí)懸架系統(tǒng)承擔(dān)著傳遞垂直反力，縱向反力（牽引力和制動(dòng)力）和側(cè)向反力以及這些力所造成的力矩作用到車架（或車身）上，以保證汽車行駛平順；并且當(dāng)車輪相對(duì)車架跳動(dòng)時(shí)，特別在轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪運(yùn)動(dòng)軌跡要符合一定的要求，因此懸架還起使車輪按一定軌跡相對(duì)車身跳動(dòng)的導(dǎo)向作用。 懸架的組成 一般懸架由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、減振器和橫向穩(wěn)定桿組成。 彈性元件用來承受并傳遞垂直載荷，緩和由于路面不平引起的對(duì)車身的沖擊。彈性元件種類包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、油氣彈簧、空氣彈簧和橡膠 彈簧等，這里我們選用螺旋彈簧。 減振器用來衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動(dòng)，減振器的類型有筒式減振器，阻力可調(diào)式新式減振器，充氣式減振器。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用來傳遞車輪與車身間的力和力矩，同時(shí)保持車輪按一定運(yùn)動(dòng)軌跡相對(duì)車身跳動(dòng)，通常導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由控制擺臂式桿件組成。種類有單桿式或多連桿式的。鋼板彈簧作為彈性元件時(shí)，可不另設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，它本身兼起導(dǎo)向作用。有些轎車和客車上，為防止車身在轉(zhuǎn)向等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜，在懸架系統(tǒng)中加設(shè)橫向穩(wěn)定桿，目的是提高橫向剛度，使汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性，改善汽車的操縱 穩(wěn)定性和行駛平順性。 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 3 懸架的分類 獨(dú)立懸架 圖 獨(dú)立懸架 獨(dú)立懸架是兩側(cè)車輪分別獨(dú)立地與車架（或車身）彈性地連接，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊，其運(yùn)動(dòng)不直接影響到另一側(cè)車輪，獨(dú)立懸架所采用的車橋是斷開式的。這樣使得發(fā)動(dòng)機(jī)可放低安裝，有利于降低汽車重心，并使結(jié)構(gòu)緊湊。獨(dú)立懸架允許前輪有大的跳動(dòng)空間，有利于轉(zhuǎn)向，便于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善。同時(shí)獨(dú)立懸架非簧載質(zhì)量小，可提高汽車車輪的附著性。如圖 所示。 非獨(dú)立懸架 非獨(dú)立懸架如圖 。其特點(diǎn)是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋 上，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊力時(shí)會(huì)直接影響到另一側(cè)車輪上，當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)定位參數(shù)變化小。若采用鋼板彈簧作彈性元件，它可兼起導(dǎo)向作用，使結(jié)構(gòu)大為簡化，降低成本。目前廣泛應(yīng)用于貨車和大客車上，有些轎車后懸架也有采用的。非獨(dú)立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時(shí)懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。 王光轎車麥弗遜式前懸 懸架的國內(nèi)外發(fā)展情況 汽車懸架的發(fā)展十分 迅速 ，不斷出現(xiàn)嶄新的懸架裝置。 正常情況 按控制形式不同分為被動(dòng)式懸架和主動(dòng)式懸架。目前多數(shù)汽車上都采用被動(dòng)懸架， 20 世紀(jì) 80 年代以來主動(dòng)懸架開始在一部分汽車上應(yīng)用，并且目前還在進(jìn)一 步研究和開發(fā)中。主動(dòng)懸架可以能 主 動(dòng)地控制垂直振動(dòng)及其車身姿態(tài)，根據(jù)路面和行駛工況自動(dòng)調(diào)整懸架剛度和阻尼。 隨著當(dāng)前世界汽車工業(yè)朝著高速、高性能、舒適、安全可靠的方向發(fā)展 ， 空氣懸架彈簧是當(dāng)今汽車發(fā)展的 一大 趨勢(shì)，特別是在大型客車和載重汽車上尤為突出。其實(shí)，早在 20世紀(jì) 50 年代，空氣懸架彈簧就開始應(yīng)用在載重車、小轎車、大客車及鐵道車輛上。到 60年代，德國、美國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的大部分公共汽車上裝有了 主動(dòng)式 空氣彈簧懸架。 國內(nèi)早在 20 世紀(jì) 60年代就設(shè)計(jì)生產(chǎn)了空氣彈簧懸架，但由于工業(yè)技術(shù)條件有限，當(dāng)時(shí)生產(chǎn)的產(chǎn)品使用 效果不甚理想，以后在很長一段時(shí)期，產(chǎn)品沒有進(jìn)一步發(fā)展，因此，國外生產(chǎn)空氣懸架彈簧的廠家憑借著資金與技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)入國內(nèi)市場(chǎng)，為國內(nèi)生產(chǎn)豪華客車的廠家配套成熟的 主動(dòng)式 空氣彈簧懸架產(chǎn)品。 同時(shí) 我國公路條件的改善為汽車懸架創(chuàng)造了基本的使用條件，并產(chǎn)生了很大的促進(jìn)作用。高速公路的迅速發(fā)展、運(yùn)輸量的增加以及對(duì)高性能客車的需求，都對(duì)汽車的操縱穩(wěn)定性、平順性、安全性提出了更高的要求 [2]。此外，重型汽車對(duì)路面破壞機(jī)制的研究及認(rèn)識(shí)的進(jìn)一步加深，政府對(duì)高速公路養(yǎng)護(hù)的重視，限制超載逐步在國內(nèi)各地受到重視，這些因素都將促使 新型 懸架在 重型車市場(chǎng)的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大。 隨著國內(nèi)客車產(chǎn)品檔次的逐步升級(jí)，空氣懸架彈簧逐步被市場(chǎng)接受。目前，在國內(nèi)有多家客車廠生產(chǎn)的豪華大客車裝有空氣懸架，如安凱、金龍客車、桂林大宇、合肥現(xiàn)代、杭州客車等，現(xiàn)在全國裝用 主動(dòng)式 空氣懸架彈簧的客車已超過 1 萬輛 [6]。 由于 主動(dòng)式 空氣懸架彈簧價(jià)格較貴，為降低成本，有的企業(yè)部分車型前橋使用鋼板彈簧，后橋使用空氣懸架彈簧。 由此可知 懸架 正 充分關(guān)注這方面的變化，提高綜合開發(fā)能力，以適應(yīng)市場(chǎng)的需求和變化 ，新型懸架的誕生迫在眉睫。 2 方案論證 懸架結(jié)構(gòu)方案分析 獨(dú)立 懸架與非獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)形式的選擇 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 5 為適應(yīng)不同車型和不同類型車橋的需要，懸架有不同的結(jié)構(gòu)型式 ，主要有獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架 。 獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架各自的特點(diǎn)在上一章中已經(jīng)作了介紹，本章不再累述，轎車對(duì)乘坐舒適性要求較高，故選擇獨(dú)立懸架。 懸架具體結(jié)構(gòu)形式的選擇 麥弗遜式獨(dú)立懸架是獨(dú)立懸架中的一種，是一種減振器作滑動(dòng)支柱并與下控制臂鉸接組成的一種懸架形式 ,與其它懸架系統(tǒng)相比 ,結(jié)構(gòu)簡單、性能好、布置緊湊 ,占用空間少。因此對(duì)布置空間要求高的發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)動(dòng)轎車的前懸架幾乎全部采用了麥弗遜式懸架。 此次設(shè)計(jì)的懸 架為發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)的車型，故選擇麥弗遜式懸架形式。 麥弗遜式懸架簡介 1麥弗遜式獨(dú)立懸架的優(yōu)點(diǎn)： 與 其他獨(dú)立 懸架相比，麥克弗遜懸架的突出特點(diǎn)在于可將導(dǎo)向機(jī)構(gòu)及減振裝置集合到一起，將多個(gè)零件集成在一個(gè)單元里。這樣一來，相對(duì)雙