【正文】 )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。現(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(yīng)速度?？諝庾鳛榭諝鈴椈傻墓ぷ鹘橘|(zhì)，內(nèi)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(yīng)增加以達(dá)到迅速衰減振動(dòng)的目的。反之，當(dāng)載荷減小時(shí)，彈簧內(nèi)的氣壓下降，剛度減小，故空氣彈簧具有較理 想的彈性特性。 懸架設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 對懸架提出的設(shè)計(jì)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(dòng)的能力 ； （ 3） 保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性 ； （ 4） 汽車制動(dòng)或加速時(shí)，要保證車身穩(wěn)定性，減少車身縱傾，轉(zhuǎn)彎時(shí)車身側(cè)傾角要適合 ； （ 5） 有良好的隔聲能力 ； （ 6） 結(jié)構(gòu)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(zhì)量要小的同時(shí)，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命 。空氣彈簧的固有頻率穩(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)。 懸架技術(shù)的發(fā)展趨勢 當(dāng)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。然而根據(jù)以往的研究得知，懸架的剛度越大汽車的行駛平順性和安全性能也 就越差。載貨汽車空載時(shí)汽車的舒適性會(huì)比滿載時(shí)差的很多，尤其是大型工程運(yùn)輸車在凹凸不平的路面甚至是露天礦山上長時(shí)間往返的行駛時(shí)，這種情況更加明顯。 圖 13 非獨(dú)立懸架 重型載貨汽車懸架系統(tǒng)目前的工作狀況 現(xiàn)代的載貨運(yùn)輸特點(diǎn)是要求多樣化的，簡單的將貨物從甲地運(yùn)送到乙地的運(yùn)輸方式以滿足不了運(yùn)輸要求。不過，獨(dú)立懸架存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修不便的缺點(diǎn)。 1— 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 圖 11 汽車懸架組成示意圖 懸架的分類 根據(jù)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)型式的不同，汽車懸架又可分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架。彈性系統(tǒng)在受到?jīng)_擊后，將會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，減震器可以使振幅迅速減小，以避免持續(xù)的振動(dòng)給駕駛員的不舒適和疲勞。 4 (二 )導(dǎo)向裝置 導(dǎo)向裝置是指懸架中的某些用來傳力同時(shí)還承擔(dān)著使車輪按一定軌跡相對車架和車身跳動(dòng)的任務(wù)的機(jī)構(gòu)。鋼板彈簧除具有緩沖作用外，還有一定的減震作用。 隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，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(jìn)先進(jìn)技術(shù)，生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品，保持強(qiáng)大的競爭能力。 (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 。持續(xù)的振動(dòng)易使乘員感到不舒適和疲勞。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(shí)，這種沖擊力將達(dá)到很大的數(shù)值。 1 載貨汽車的懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 目錄 摘要 .....................................................................Ⅰ Abstract……………………………………………… …………… .…… ...………………… Ⅱ 1 緒論 ................................................................... 3 懸架的概述 ........................................................ 3 懸架的分類 ........................................................ 4 重型載貨汽車懸架系統(tǒng)目前的工作狀況 ................................ 5 懸架技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 ...................................... 6 懸架技術(shù)的 研究現(xiàn)狀 ........................................... 6 懸架技術(shù)的發(fā)展趨勢 ........................................... 6 懸架設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 ........................................... 6 2 空氣懸架結(jié)構(gòu) ........................................................... 7 空氣懸架結(jié)構(gòu)簡介 .................................................. 7 空氣懸架系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) ....................................... 7 空氣彈簧的類型 ............................................... 7 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) ..................................................... 8 高度控制閥 ................................................... 8 空氣懸架系統(tǒng)的工作原理 ............................................ 8 3 懸架主要參數(shù)的確定 .................................................... 10 載貨汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù) ............................................... 10 懸架靜撓度 ....................................................... 10 懸架動(dòng)撓度 ....................................................... 11 懸架彈性特性 ..................................................... 11 4 彈性元件的設(shè)計(jì) ........................................................ 13 空氣彈簧力學(xué)性能 ................................................. 13 空氣彈簧剛度計(jì)算 ............................................ 13 空氣彈簧固有頻率的計(jì)算 ...................................... 15 空氣彈簧的剛度特性分析 ...................................... 16 高度控制閥 ....................................................... 18 5 懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) .................................................... 19 懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的概述 ............................................... 19 橫向穩(wěn)定桿的選擇 ................................................. 19 側(cè)頃力臂的計(jì)算方法 ............................................... 20 穩(wěn)定桿的角剛度計(jì)算 ............................................... 22 懸架的側(cè)傾角校核 ................................................. 23 6 減振器機(jī)構(gòu)類型及主要參數(shù)的選擇計(jì)算 .................................... 24 分類 ............................................................. 24 主要參數(shù)的選擇計(jì)算 ............................................... 25 7 技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性分析 ...................................................... 30 8 結(jié)論 .................................................................. 31 2 參考文獻(xiàn) ................................................................ 32 致謝 .................................................................... 33 附錄 A 譯文 .............................................................. 34 附錄 B 外文原文 .......................................................... 41 附錄 C 維圖形 …………………………………………………………………………… .…………… ..51 3 1 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。沖擊力傳到車架和車身時(shí)，可能引起汽車機(jī)件的早期損壞，傳給乘員和貨物時(shí)，將使乘員感到極不舒適，貨物也可能受到損傷。故懸架還應(yīng)當(dāng)具有減振作用，使振動(dòng)迅速衰減（振幅迅速減?。?。 (1)空氣彈簧 空氣彈簧是由橡膠囊所圍成的一個(gè)密閉容器，在其中貯入壓縮空氣，利用空氣的可壓縮性實(shí)現(xiàn)其彈簧的作用。從而空氣彈簧的設(shè)計(jì)與研究也越來越受到車輛設(shè)計(jì)人員的青睞。 (3)螺旋彈簧 只具備緩沖作用，多用于轎車獨(dú)立懸掛裝置。導(dǎo)向裝置主要有以下幾點(diǎn)作用：①在車架或車橋之間傳遞力矩。 車輪相對于車架和車身跳動(dòng)時(shí)，車輪（特別是轉(zhuǎn)向輪）的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)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。 非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，左、右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過懸架和車價(jià)（或車身）連接；獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，左、右車輪通過各自的懸架與車架（或車身）連接。現(xiàn)代轎車大都是采用獨(dú)立式懸架，按其結(jié)構(gòu)形式的不同，獨(dú)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。在經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中，由于道路情況不同，運(yùn)輸?shù)陌踩?，守時(shí)性，靈活性以及運(yùn)輸?shù)膬r(jià)格和效率比直接關(guān)系到企業(yè)的命運(yùn)和存亡。在空載或少量載荷時(shí)貨車的平順性及其差，這樣會(huì)使駕駛員和乘坐者很容易感到疲勞，從而引發(fā)交通事故，造成嚴(yán)重的后果。因此，承載能力與平順性一直是載貨汽車懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 — 對永恒的矛盾 ]2[ ?？諝鈶壹芡怀龅膬?yōu)點(diǎn)是平順性好，維修少，壽命長，對承運(yùn)的乘客和貨物的保護(hù)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。 隨著我國高速公路的迅速發(fā)展，公路運(yùn)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(yīng)用必將越來越廣泛。 7 2 空氣懸架結(jié)構(gòu) 空氣懸架結(jié)構(gòu)簡介 空氣懸架系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 空氣彈簧懸架具有變剛度、剛度小、振動(dòng)頻率低、車身高度不變等優(yōu)點(diǎn)。 (2)導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是承受汽車的縱向力、力矩及橫向力。但如果阻尼過大又會(huì)使反應(yīng)遲鈍并向車身傳遞過多的高頻振動(dòng)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。但在功能好的同時(shí)也有其缺點(diǎn)：這種汽車懸架的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，而且成本非常高。氣囊的內(nèi)層用氣密性好的橡膠制成，而外層則用耐油橡膠制成。所以對于囊式空氣彈簧來說，適當(dāng)?shù)倪x擇空氣彈簧的有效面積變化率和輔助氣室容積，可以有效地降低振動(dòng)頻率。在外筒的內(nèi)壁與內(nèi)筒的外壁上預(yù)先給出適當(dāng)?shù)膬A斜或曲面，據(jù)此橡皮膜伸縮時(shí)可沿該壁面發(fā)生變形，受壓面積隨變形而變化。從而可以得到所需的彈性特性。因此要有一定的強(qiáng)度，布置的方式要合理。②是車橋或車輪按一 定軌跡相對車身或車架跳動(dòng)。延時(shí)機(jī)構(gòu)由緩沖彈簧和油壓減振器組成。可以大大提高乘 9 坐的舒適性。 10 3 懸架主要參數(shù)的確定 載貨汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù) 重型載荷汽車是貨車一種，它的噸位必須滿足大于 14t才能稱之為重型載荷汽車。其前懸架采用四連桿機(jī)構(gòu)空氣懸架系統(tǒng) , 空氣彈簧布置在橋的正上方 , 其作為彈性元件承受全部垂直載荷。前輪定位參數(shù)有 主銷內(nèi)傾角 為 3176。 懸架靜撓度 懸架靜撓度 cf 是指汽車滿載靜止時(shí)懸架上的載荷 WF 與此時(shí)懸架