【正文】 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）大客車前空氣懸架設(shè)計(jì)教 學(xué) 系： 汽車系 指導(dǎo)教師： 唐新蓬 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)車輛1091指導(dǎo)教師工作單位汽車系設(shè)計(jì)(論文)題目大客車前空氣懸架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)（論文）主要內(nèi)容：1. 查閱相關(guān)文獻(xiàn)，了解空氣彈簧懸架的結(jié)構(gòu)，寫出開(kāi)題報(bào)告；2. 選擇、確定空氣彈簧懸架的結(jié)構(gòu)型式和主要參數(shù)；3. 對(duì)主要零件進(jìn)行強(qiáng)度校核； 4. 繪制空氣彈簧懸架的裝配圖、主要零部件圖以及部分零件的三維圖；5. 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書要求完成的主要任務(wù)及其時(shí)間安排:1. 查閱的相關(guān)參考文獻(xiàn)不少于10篇，其中外文資料2篇；2. 開(kāi)題報(bào)告應(yīng)符合學(xué)院對(duì)開(kāi)題報(bào)告的要求；3. 二維裝配圖和零件圖應(yīng)按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)繪制，總圖紙量不少于2張A0幅面圖紙，其中至少 要有一張A1幅面的手工繪制圖紙；4. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書要能真實(shí)反映設(shè)計(jì)內(nèi)容，設(shè)計(jì)計(jì)算正確，書寫格式符合學(xué)院的撰寫要求，字?jǐn)?shù)不少于1萬(wàn)字時(shí)間安排： ～2012年12月 查閱資料，撰寫開(kāi)題報(bào)告。2012年12月30日前完成； ～3月 確定設(shè)計(jì)方案，完成主要參數(shù)、性能和強(qiáng)度的校核計(jì)算； ～5月17日 完成圖紙的繪制和設(shè)計(jì)說(shuō)明書的撰寫； ～5月24日 修改設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)計(jì)說(shuō)明書，準(zhǔn)備答辯； ～6月7日 答辯必讀參考資料：1. 王望予. 汽車設(shè)計(jì)[M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 （第三版）2. 唐新蓬. 汽車總體設(shè)計(jì)[M] 北京：高等教育出版社 20103. 張小虞，葉平. 汽車工程手冊(cè)(設(shè)計(jì)篇)[M].人民交通出版社20014. 張英會(huì)主編 彈簧[M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 19825. 機(jī)械制圖、公差與配合等國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)6. 其它相關(guān)設(shè)計(jì)資料指導(dǎo)教師簽名： 教研室主任簽名： 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告題目大客車前空氣懸架設(shè)計(jì)1．目的及意義（含國(guó)內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）：隨著人們對(duì)乘坐舒適性要求的提高，與鋼板彈簧懸架相比，空氣彈簧懸架因其獨(dú)特的性能和適應(yīng)性，正在逐步打入傳統(tǒng)的鋼板和螺旋彈簧領(lǐng)域。空氣懸架系統(tǒng)是以空氣彈簧為彈性元件，利用氣體的可壓縮性實(shí)現(xiàn)其彈性作用的。通過(guò)壓縮氣體的氣壓能夠隨載荷和道路條件變化而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，不論滿載還是空載，整車高度不會(huì)變化，可以大大提高乘坐的舒適性?？諝鈴椈傻倪\(yùn)動(dòng)性能特點(diǎn)是：(1)負(fù)載能力可調(diào)；(2)彈性系數(shù)隨負(fù)載變化；(3)負(fù)載變化肘,固有頻率幾乎不變；(4)固有頻率較低。這些特點(diǎn)決定了空氣懸架具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)乘坐更舒適安全；(2)改善車輛的行駛平順性；(3)延長(zhǎng)輪胎和制動(dòng)片的使用壽命；(4)負(fù)載變化時(shí)車身高度不變；(5)減少電氣、空調(diào)、排氣系統(tǒng)、車橋、車身和底盤的維修成本；(6)減少對(duì)道路的沖擊，保護(hù)路面，降低高速公路的維修費(fèi)用；(7)延長(zhǎng)車輛的使用壽命并增加折舊值。對(duì)于我國(guó)汽車業(yè)界而言，空氣懸架項(xiàng)目不僅僅是一個(gè)難得的商機(jī)，更重要的是，誰(shuí)先掌握了汽車空氣懸架的開(kāi)發(fā)技術(shù)，誰(shuí)領(lǐng)先開(kāi)發(fā)出配置空氣懸架的成熟車型，誰(shuí)就掌握了今后若干年內(nèi)商用車市場(chǎng)的先機(jī)。我國(guó)公路條件的改善為汽車空氣懸架創(chuàng)造了基本的使用條件。國(guó)內(nèi)高速公路的發(fā)展對(duì)汽車的操縱穩(wěn)定性、平順性、安全性提出了更高的要求，對(duì)空氣懸架國(guó)內(nèi)市場(chǎng)產(chǎn)生了很大的促進(jìn)作用。此外，重型汽車對(duì)路面破壞機(jī)理的研究及認(rèn)識(shí)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(guó)內(nèi)各地受到重視，使空氣懸架在重型車市場(chǎng)的應(yīng)用也將進(jìn)一步擴(kuò)大，為適應(yīng)高速公路運(yùn)輸?shù)男枰呒?jí)客車和大型載貨車都必須使用空氣懸架?？蛙囀袌?chǎng)的快速發(fā)展將大大拉動(dòng)空氣懸架的需求增長(zhǎng)。近幾年，空氣懸架的需求主要是與高等級(jí)客車的銷售量直接相關(guān)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)高級(jí)客車的市場(chǎng)以每年15％的速度增長(zhǎng)。根據(jù)國(guó)家汽車行業(yè)“十五規(guī)劃”要求：我國(guó)的客車將“重點(diǎn)發(fā)展適應(yīng)高速公路需要的大中型客車，專用客車底盤及關(guān)鍵總成”并“根據(jù)市場(chǎng)需求適當(dāng)發(fā)展高檔旅游客車”。“十五規(guī)劃”預(yù)測(cè)，2005年大中型客車年需求量為12～16萬(wàn)輛(其中大型客車為3～5萬(wàn)輛，中型客車為9～11萬(wàn)輛)，2002年7月，交通部頒布實(shí)施《營(yíng)運(yùn)客車類型劃分及等級(jí)評(píng)定》(JT/T3252002)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，新頒布實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)里面對(duì)大中型客車配置懸架類型作了規(guī)定，其中高級(jí)大中型客車必須采用空氣懸架，這為空氣懸架產(chǎn)品的推廣使用創(chuàng)造了一個(gè)良好的外部環(huán)境。國(guó)內(nèi)外概況國(guó)外的應(yīng)用目前國(guó)外高級(jí)大客車幾乎全部使用空氣懸架，重型載貨車使用空氣懸架的比例已達(dá)80%以上，空氣懸架在輕型汽車上的應(yīng)用量也在迅速上升，部分轎車也逐漸安裝使用空氣懸架，如美國(guó)的林肯、德國(guó)的Benz300SE和Benz600等。在一些特種車輛（如對(duì)防震要求較高的儀表車、救護(hù)車、特種軍用車及要求高度調(diào)節(jié)的集裝箱運(yùn)輸車等）上，空氣懸架幾乎為唯一選擇。國(guó)外汽車空氣懸架發(fā)展經(jīng)歷了“鋼板彈簧氣囊復(fù)合式懸架→被動(dòng)全空氣懸架→主動(dòng)全空氣懸架的變化。ECAS應(yīng)用了電子控制系統(tǒng)，使傳統(tǒng)的空氣懸架系統(tǒng)的性能得到很大改善，汽車在各種路面、各種工況條件下能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)調(diào)節(jié)、主動(dòng)控制，并增加了許多輔助功能（如故障診斷功能等），目前在歐洲一些國(guó)家的大客車上已經(jīng)大量應(yīng)用，可以預(yù)見(jiàn)，ECAS在汽車上的應(yīng)用將越來(lái)越普及。我國(guó)空氣懸架的應(yīng)用發(fā)展空氣懸架在我國(guó)的應(yīng)用落后國(guó)外幾十年，直到近幾年，隨著高檔客車制造技術(shù)的引進(jìn)以及人們對(duì)舒適性要求的提高，加上國(guó)家對(duì)客車等級(jí)劃分的標(biāo)準(zhǔn)要求，空氣懸架才開(kāi)始逐步應(yīng)用起來(lái)。目前空氣懸架主要集中應(yīng)用在高等級(jí)客車上，但是受多方面因素的制約，空氣懸架的配置率還很低，基本上還屬于“導(dǎo)入”階段。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)部分?jǐn)?shù)量相對(duì)較大的應(yīng)用主要集中在鄭州宇通、廈門金龍、蘇州金龍、揚(yáng)州亞星、一汽客底、東風(fēng)杭汽等規(guī)模較大的主要客車及底盤廠家。2002～2003年的大致情況是：鄭州宇通在2003年自主開(kāi)發(fā)，加上選配NEWWAY及Reyco的的空氣懸架，年裝車近500～800臺(tái)套；揚(yáng)州亞星年產(chǎn)客車及底盤8000多臺(tái)，其中選用Neway及Reyco的空氣懸架；東風(fēng)杭汽近兩年客車及客車底盤的產(chǎn)量都在8000～9000臺(tái)水平徘徊，先后采用Neway和科曼的空氣懸架；一汽客底主要選用Neway或Reyco的空氣懸架；廈門金龍、蘇州金龍一邊選用Neway、科曼或其他國(guó)外公司的產(chǎn)品，一邊在進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)。此外，國(guó)內(nèi)其它一些客車廠家也都是以選裝國(guó)外空氣懸架產(chǎn)品為主?？傊?，目前汽車空氣懸架在載重貨車的應(yīng)用國(guó)內(nèi)尚處于起步階段。2．基本內(nèi)容和技術(shù)方案：預(yù)計(jì)需達(dá)到的目標(biāo) 設(shè)計(jì)的客車懸架有良好的行使平順性、具有合適的衰減振動(dòng)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(jié)構(gòu)緊湊，占用空間尺寸要小等關(guān)鍵理論和技術(shù)、技術(shù)指標(biāo)1. 空氣彈簧的剛度特性汽車空氣懸架中的空氣彈簧具有非線性剛度特性。理論計(jì)算時(shí)空氣彈簧剛度 式中γ為剛度比，Pa為絕對(duì)壓力（/），A為空氣彈簧的有效面積，V為彈簧的體積，P為示壓強(qiáng)這是空氣彈簧剛度的一般表達(dá)式。而常用的空氣彈簧的靜剛度和動(dòng)剛度。所謂的靜剛度是指空氣彈簧低頻時(shí)的歸納剛度（一般認(rèn)為頻率F）,由于空氣彈簧震動(dòng)比較緩慢，假定空氣彈簧的內(nèi)部氣體和外界有充分的熱交換，其內(nèi)部氣體的熱力學(xué)變化過(guò)程是等溫過(guò)程，取熱力學(xué)指數(shù)n=,空氣彈簧的動(dòng)剛度是指高頻振動(dòng)時(shí)的剛度(f),由于彈簧的振動(dòng)較快，假定空氣彈簧內(nèi)部氣體和外界沒(méi)有熱交換，其內(nèi)部氣體變化過(guò)程為絕熱過(guò)程，取n=。由于空氣彈簧氣囊是一個(gè)彈性體，一般情況下在空氣彈簧變形時(shí)有效面積不是固定不變的，但不同結(jié)構(gòu)形式的空氣彈簧，有效面積的的變化是不同的。傳統(tǒng)的金屬?gòu)椈蓱壹艿墓逃蓄l率剛度一般是固定的，當(dāng)空氣彈簧質(zhì)量變化時(shí)，根據(jù)公式，則懸架系統(tǒng)的固有頻率也隨之發(fā)生變化，隨著彈簧質(zhì)量的增加，懸架系統(tǒng)的固有頻率f下降，反之f上升，如果汽車的簧載質(zhì)量變化較大的話，這種影響就更加突出。故固有頻率的劇烈變化會(huì)惡化汽車的舒適性，汽車設(shè)計(jì)時(shí)一般希望保持固有頻率不變。對(duì)于模式空氣彈簧，采用圓柱活塞，就可以利用簡(jiǎn)化前面的空氣彈簧感度計(jì)算公式今后在以下幾個(gè)方面應(yīng)該是研究的重點(diǎn)：空氣彈簧的匹配技術(shù)。由于空氣彈簧的剛度特性是一組非線性彈性特性曲線，研究這一類剛度非線性系統(tǒng)的振動(dòng)傳遞規(guī)律是空氣彈簧匹配的關(guān)鍵空氣彈簧橡膠氣囊在有氣體壓力作用的情況下彎曲產(chǎn)生的彈簧性力對(duì)整個(gè)空氣彈簧性力的 貢獻(xiàn)只得進(jìn)一步研究。 空氣彈簧設(shè)計(jì)和制造技術(shù)。這包括兩個(gè)方面：一是根據(jù)懸架設(shè)計(jì)所要的參數(shù)設(shè)計(jì)空氣彈簧，這些參數(shù)包括空氣彈簧頻率，剛度，容積，有效面積等；二是空氣彈簧橡膠囊的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，橡膠氣囊的設(shè)計(jì)和制造直接決定空氣彈簧的性能和壽命。當(dāng)空氣彈簧壓縮，氣體壓力增加時(shí)，橡膠氣囊要發(fā)生膨脹變形，橡膠氣囊簾線層簾線角的設(shè)計(jì)決定了其膨脹變形的規(guī)律，而這種膨脹變形影響著空氣彈簧直徑和有效面積的變化規(guī)律，從而影響到空氣彈簧的彈性特性。橡膠氣囊的設(shè)計(jì)還要考慮氣囊和金屬連接件之間的封密問(wèn)題?？諝鈶壹軐?dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，由于空氣彈簧只能夠傳遞垂直載荷，在空氣選懸架系統(tǒng)當(dāng)中必須設(shè)置導(dǎo)向桿系來(lái)傳遞縱向力和側(cè)向力，但空氣懸架系統(tǒng)中的導(dǎo)向桿系通常回形成過(guò)約束，在車輪跳動(dòng)過(guò)程當(dāng)中在導(dǎo)向桿內(nèi)產(chǎn)生超靜定力，導(dǎo)向桿系的 設(shè)計(jì)必須使這種超靜定力盡可能地小，導(dǎo)向桿系的設(shè)計(jì)還涉及到車輪定位參數(shù)的 變化，傳動(dòng)軸角度的 變化，與轉(zhuǎn)向系干涉等問(wèn)題，另外導(dǎo)向桿系的設(shè)計(jì)與汽車的縱傾中心，側(cè)傾中心也有密切關(guān)系。空氣懸架的控制技術(shù)空氣懸架的控制包括空氣彈簧的剛度控制，車身高度控制，車身姿態(tài)控制等多方面，空氣懸架在結(jié)構(gòu)保證了控制的方便性，因此控制算法、控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)（包括控制硬件）應(yīng)是研究的關(guān)鍵。今后電子控制式空氣懸架將成為空氣懸架發(fā)展的必然趨勢(shì)。3．進(jìn)度安排：1. 查閱資料，熟悉結(jié)構(gòu)2. 翻譯外文，開(kāi)題報(bào)告3． 結(jié)構(gòu)選型，參數(shù)選擇，設(shè)計(jì)計(jì)算4． 繪制總裝圖，零件圖5． 撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書，準(zhǔn)備答辯4．指導(dǎo)老師意見(jiàn)：明確了設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)任務(wù)，對(duì)空氣懸架的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了說(shuō)明，但對(duì)缺少具體設(shè)計(jì)方案，因此下階段還需修改、充實(shí)設(shè)計(jì)方案，按時(shí)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日注：1. 開(kāi)題報(bào)告應(yīng)根據(jù)教師下發(fā)的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書，在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生獨(dú)立撰寫，在學(xué)院規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成；2．設(shè)計(jì)的目的及意義至少800字，基本內(nèi)容和技術(shù)方案至少400字；3．指導(dǎo)教師意見(jiàn)應(yīng)從選題的理論或?qū)嶋H價(jià)值出發(fā)，闡述學(xué)生利用的知識(shí)、原理、建立的模型正確與否、學(xué)生的論證充分否、學(xué)生能否完成課題，達(dá)到預(yù)期的目標(biāo)。鄭 重 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本人簽名： 日期： 目錄摘要 1Abstract 21緒論 3 3 4 52空氣懸架結(jié)構(gòu) 7 7 空氣懸架系統(tǒng)的工作原理8 3 空氣懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 10 10 10 11 13 13............................................................... 144 懸架主要參數(shù)的確定 16 大客車的結(jié)構(gòu)參數(shù) 16 懸架靜撓度 18 懸架動(dòng)撓度 18 懸架彈性特性 195 彈性元件的設(shè)計(jì) 20 空氣彈簧力學(xué)性能 21 高度控制閥 226 懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24 懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的概述及強(qiáng)度受力計(jì)算 24 橫向穩(wěn)定桿的選擇 26 穩(wěn)定桿的橫向載荷及強(qiáng)度 26 懸架及整車的