【正文】 ラックなどでリーフサスペンションに変わるものとして人気が高くなっています。これを抑える役目をするのがシ 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 32 ョック?ブソーバーです。通常、スプリングの長さが短くなると車 高も下がります。デメリットは乗り心地が悪いということです。また、設(shè)計(jì)の自由度が高いことと、?ラ?メントの微調(diào)整が可能なこともこの方式の特徴で、 F1 などでも採用されています。そのため、高速領(lǐng)域で不安定になりやすい高性能 FF 車や、ハ?パワーの FR 車のトラクションを確保する目的でリ?サスペンションに採用されることが多くなっています。１つのサ スペンションに対して１つの機(jī)構(gòu)を設(shè)けられ、その車種に合った細(xì)かな調(diào)整が可能で、現(xiàn)在ではさまざまな車種に採用され、サスペンションでは主流になっている方式です。 固定車 軸方式 サスペンションは、リジット?クスルサスペンションとも呼ばれ、左右のタ?ヤと１本の軸で連結(jié)されています。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 30 附 錄 Ⅱ ：外文資料 サスペンションの種類と形式 サスペンションの役割 サスペンションとは、車のボデ?とタ? ヤの間に取り付けられ、路面からの衝撃を緩和する裝置で、乗り心地はもちろん、走行性能や車高などを決める重要な役割をもっています。 y=w.*9./g.*sqrt(((d.*d./(1+u)1).^2+4.*b.*b.*d.*d)./a)。 b=。 u=m2/m1。 )。前懸 39。 title(39。)。 g=。 w=2.*pi.*x。 m1=40。后懸 39。 title(39。)。 g=。 w=2.*pi.*x。 m1=60。f1=, f2=,r=939。 gtext(39。)。激振頻率 f/HZ39。 d=w./w0。 w0=2.*pi.*x0。 m2=。 感謝遼寧工業(yè)大學(xué)汽車 與交通工程 學(xué)院所有 的 老師。 另外，本文還 對所設(shè)計(jì)的懸架系統(tǒng) 進(jìn)行 了 平順性分析， 建立了 車身與車輪二自由度 振動系統(tǒng) 模型 。在后懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)中主要 對主 副簧的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，主簧 4片等厚，厚度為 7mm，寬 70mm；副簧 3片等厚，厚度為 7mm，寬 70mm。 前懸架系統(tǒng)采用 常剛度鋼板彈簧和減振器組成的非 獨(dú)立懸架，后懸架采用了主副簧結(jié)構(gòu)變剛度 鋼板彈簧 和減振器組成的 非獨(dú)立懸架。 根據(jù)此方程，利用 MATLAB 進(jìn)行分析可得到車身加速度的幅頻特性曲線，如圖5— 3所示。取 ? 9? ， ? ? 。此系統(tǒng)除了具有車身部分的動態(tài)特性外，還能反映車輪部分在 10~15Hz 范圍產(chǎn)生高頻共振時的動態(tài)特性，它對平順性和車輪的接地性有較大影響，更接近汽車懸掛系統(tǒng)的實(shí)際情況。汽車在一定路面上行駛時，其 振動量（振幅、振動速度及加速度）的大小取決于汽車的質(zhì)量、懸架剛度、輪胎剛度和阻尼等結(jié)構(gòu)參數(shù)。當(dāng)人體承受的振動強(qiáng)度在這個極限之內(nèi)，將保持健康或安全。在此極限內(nèi) ，人體對所暴露的振動環(huán)境主觀感覺良好，并能順利完成吃、讀、寫等動作。該標(biāo)準(zhǔn)用加速度均方根值 (rms )給出了在中心頻率 1~80Hz振動頻率范圍內(nèi)人體對振動反應(yīng)的三種不同的感覺界限。為了保證所運(yùn)輸貨物的完整性，車身振動加速度也不宜過大。 平順性的 評價方法 汽車行駛平順性的評價方法，通常是根據(jù)人體對振動的生理反應(yīng)及對保持貨物完整性的影響來制訂的，并用振動的物理量，如頻率、振幅、加速度、加速度變化率等作為行駛平順性的評價指標(biāo)。 x? 4 0 1 2 . 5 6 0 . 9 8 4 9 2 . 3 5 / 0 . 4 9 /m m s m s? ? ? ? ? 最大卸荷力 0 1 0 8 7 6 . 7 0 . 4 9 5 3 3 0xFN??? ? ? ? 工作缸直徑 減振器工作缸直徑 D 的確定 根據(jù)伸張行 程的最大卸荷力 0F 計(jì) 算工作缸直徑 D? 04[ ](1 )Fp? ? ??? 式中， []p 為工作缸最大允許壓力，取 34～ MPa ，選取 [ ] MPa? ； ? 為連桿直徑與缸筒直徑之比，雙筒式減振器取 ? ? ～ ，選取 ? ? ，所以 D? )1]([ 4 ??? ? ??p F =64 2 8 0 3 .7 0 .0 3 7 6 3 7 .63 .1 4 3 1 0 ( 1 0 .1 6 ) m m m? ??? ? ? ? 由汽車筒式減振器國家標(biāo)準(zhǔn)（ QC/T491— 1999）選出一個標(biāo)準(zhǔn)尺寸 40D mm? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 減振器工作缸直徑 D 的確定 根據(jù)伸張行程的最大卸荷力 F0計(jì)算工作缸直徑 D? 04[ ](1 )Fp? ? ??? 式中， []p 為 工作缸最大允許壓力，取 34～ MPa ，選取 [ ] MPa? ； ? 為連桿直徑與缸筒直徑之比，雙筒式減振器取 ? = ? ～ ，選取 ? ? ，所以 D? )1]([ 4 ??? ? ??p F =64 5 3 3 0 4 9 .63 .1 4 3 1 0 (1 0 .1 6 ) mm? ?? ? ? ? 由汽車筒式減振器國家標(biāo)準(zhǔn)（ QC/T491— 1999）選出一個標(biāo)準(zhǔn)尺寸 50D mm? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第 5章 平順性分析和編程 平順性的 概念 汽車行駛時，路面凹凸不平和發(fā)動機(jī)的振動均激發(fā)汽車的振動。 阻尼系數(shù) 2 2 22 / c o s 2 0 . 2 5 8 1 7 1 0 . 7 1 . 2 / c o s 1 0 6 3 7 2sm? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? 和阻尼系數(shù) ? 的確定 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 相對阻尼系數(shù) ?? ， 取 176。雙筒液力減振器具有工作性能穩(wěn)定和噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，在乘用車上得到越來越多的應(yīng)用。 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，減振器分為搖臂式和筒式兩種。221 Gm 9220N? D — 卷耳內(nèi)徑 , 40D mm? b — 鋼板彈簧寬度 70b mm? 1h — 主片厚度 , 1 7h mm? ??? — 許用應(yīng)力， ? ? 350MPa? ? 2[ 3 9 2 2 0 ( 4 0 7 ) ] / (7 0 7 ) 9 2 2 0 / (7 0 7 )? ? ? ? ? ? ? ?? ?3 3 1 3 5 0M P a M P a?? ? ? 合格 （ 3） 鋼板彈簧銷強(qiáng)度計(jì)算 )/(bdFsz ?? sF 為滿載靜止時彈簧端部的載荷 , sF 2 / 2 1 6 4 6 4 / 2 8 2 3 3 .4wFN? ? ?； b 為卷耳處葉片寬 70mm ； d 為鋼板彈簧銷直徑，取 16mm / ( ) 8 2 3 3 . 4 4 / (7 0 1 6 ) 7 . 3 5zs F b d M P a? ? ? ? ?4 ? ? 7 ~ 9z M Pa??? ，合格 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 第 4章 減振器設(shè)計(jì) 減振器分類 懸架中用的最多的 減振器是內(nèi)部充有液體的液力式減振器。矩形截面慣性矩 J=nbh3／ 12 式中， n 為鋼板彈簧的片數(shù)， b 為片寬， h 為片厚。主副 簧共同作用總驗(yàn)算剛度 268 /N mm 。 主、副鋼板彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù) 空載靜止時汽車后懸單個鋼板彈簧的簧載質(zhì)量 479m kg? （ ） ①主簧單獨(dú)作用時（空載）的剛度 /C N m? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 ②主副簧完全貼合后的共同剛度 2 265 /C N mm? ③主副簧開始接觸的載荷，一般應(yīng)高于空載，取 7000N ④主副簧完全接觸對應(yīng)的載荷，一般應(yīng)小于設(shè)計(jì)載荷，取 9000N ⑤板簧從設(shè)計(jì)載荷位置到限位塊壓死的行程， 2 65df mm? ⑥板簧空載弧高 ，滿載弧高 15mm ⑦主簧 4 片，寬度選 70mm ，厚度選 7mm 。后懸架總成承受并傳遞各方向的力和力矩。連接方法 ： 副鋼板彈簧裝在主鋼板彈簧的 下 方。1m — 制動時前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù) , 39。 驗(yàn)算結(jié)果： /c N m? ，其誤差在 5% 以內(nèi)，滿足條件。 1 1080l mm? 2 900l mm? 3 720l mm? 4 540l mm? 5 360l mm? 6 180l mm? 算 的剛度驗(yàn)算 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 由于有關(guān)撓度增大系數(shù) ? 、 慣 性矩 eJ 、片長和葉片端部形狀等的確定不夠準(zhǔn)確，所以要驗(yàn)算剛度。 在選擇各葉片長度時，應(yīng)盡量使應(yīng)力在片間和沿片長的分布合理，以達(dá)到各片壽命接近并節(jié)省材料、減小板簧質(zhì)量的目的。取 10af mm? 。鋼板彈簧中部在車軸（橋）上的固定中心至鋼板彈簧兩端卷耳中心之間的距離若相等，則為對稱式鋼板彈簧；若不相等，則稱為不對稱式鋼板彈簧。 鋼板彈簧的設(shè)計(jì) 鋼板彈簧在汽車上可以縱置或者橫置。并且各片的彎度是不等的，鋼片越長彎度越小，這樣裝配后在工作時可以減小主片所受負(fù)荷，使各片負(fù)荷均勻接近。彈簧兩端的卷耳孔中壓入襯套。 圖 24 矩形葉片 ：上卷耳型式。而前、后懸架側(cè)傾角剛度的分配會影響前、后輪的側(cè)偏角大小，從而影響轉(zhuǎn)向特性，設(shè)計(jì)還要考慮懸架側(cè)傾角剛度在前、后軸上的分配。6 。 圖 22 變剛度懸架 彈性特性曲線 示意圖 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 懸架側(cè)傾角剛度及其在前、后軸的分配 懸架側(cè)傾角剛度系指簧上質(zhì)量產(chǎn)生單位側(cè)傾角時，懸架給車身的彈性恢復(fù)力矩。 （ 1）前懸架常剛度 前懸架承載輕且載荷變化不大，所以設(shè)計(jì)為常剛度的， 鋼板彈簧非獨(dú)立懸架的彈性特性可視為線性的（如圖 21）。 懸架彈性特性 懸架受到的垂直外力 F 與由此所引起的車輪中心相對于車身位移 f （即懸架的變形）的關(guān)系曲線，稱為懸架的彈性特性。 懸架的彈性特性為線性變化時，前、后懸架的靜撓度可用下式表示 11g/cf m c? 1； 2 2 2/cf m g c? 式中， g 為重力加速度 , 29800 /g mm s? 。故本次設(shè)計(jì)選取的汽車前后部分的車身固有頻率 1n 、 2n 分別為 1 Hz? , 2 Hz? 已知設(shè)計(jì)參數(shù)： 整車質(zhì)量：滿載： 5200 kg ，空載： 2200 kg 質(zhì)心位置： ? ? m? 非簧載質(zhì)量 : 80mf kg? , 120mr kg? 輪距： ? 由已知參數(shù)確定初始條件： 空載靜止時汽車前、 后軸（橋）負(fù)荷 1 ? 、 2 ? ； 滿載靜止時汽車前、 后軸（橋）負(fù)荷 1 ? 、 2 ? ； 簧下部分荷重 u1 784GN? 、 u2 1176GN? 。 懸架主要參數(shù) 根據(jù)懸架在整車中的作用和整車的性能要求，懸架首先應(yīng)保證有良好的行駛平順性，這是確定懸架主要性能參數(shù)的重要依據(jù)。 （ 4）汽車制動或加速時能保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾，即點(diǎn)頭或后仰；轉(zhuǎn)彎時車身側(cè)傾角要合適。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 所以 本次設(shè)計(jì)中 福田 輕 型貨車選用的是非獨(dú)立懸架。 （ 2） 堅(jiān)固耐用，適合重載。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。獨(dú)立懸架允許前輪有大的跳動空間，有利于轉(zhuǎn)向，便于選擇軟的 彈簧元件使平順性得到改善。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，個別高級轎車則使用空氣彈簧 ，貨車常采用鋼板彈簧。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第 2章 懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與分析 懸架的功能和組成 懸架系統(tǒng) 主要功能 ： (1)對不平路面所造成 的沖擊和 振動等， 具有緩和和衰減的作用， 從而保證乘客 的舒適 和貨物的 完好 ，并提高駕駛穩(wěn)定性。所以，整車側(cè)傾角剛度應(yīng)滿足：當(dāng)車身受到 側(cè)向加速度時，其側(cè)傾角在 176。 影響汽車平順性的另一重要指標(biāo)是阻尼比 ，此 值取大，能使振動迅速 衰減，但會把路面較大的沖擊傳遞到車身，值取小，振動衰減慢，受沖擊后振動持續(xù)時間長，使乘客感到不舒服?；奢d質(zhì)量分為簧上質(zhì)量與簧下質(zhì)量兩部分，由彈性元件承載的部分質(zhì)量，如車身、車架及其它所有彈簧以上的部件和載荷屬于簧上質(zhì)量 m?？哲嚂r 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 的固有頻率要比滿載時的高。這樣若 沒 有足夠大的限位行程，就 可能會撞擊限位塊 。 汽車的固有頻 率是衡量汽車平順性的重要參數(shù)，它由懸架剛度和簧載質(zhì)量 所決定。20 世紀(jì) 80 年代以來主動懸架開始在一部分 汽車上應(yīng)用，并且目前還在進(jìn)一步研究和開發(fā)中。比如，為了取得良好的舒適性，需要大大緩沖汽車的震動，這樣彈簧就要設(shè)計(jì)得軟些，但彈簧軟了卻容易使汽車發(fā)生剎車 “ 點(diǎn)頭 ” 、加速 “ 抬頭 ”以及左右側(cè)傾嚴(yán)重的不良傾向，不利于汽車的轉(zhuǎn)向，容易導(dǎo)致汽車操縱不穩(wěn)定等。 它的 作用是彈性地連接車橋和車架，緩和行駛中車輛受到的沖擊力。 關(guān)鍵詞： 懸架設(shè)計(jì)；鋼板彈簧；平順性；貨車 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III