【正文】 跳動(dòng)與彈簧壓縮量之間的函數(shù)關(guān)系； (2)在懸架的焊接過程中如何保證焊接質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的變形； (3)懸架系統(tǒng)的整體性能的測(cè)試。汽車懸架的發(fā)展十分迅速，不斷出現(xiàn)嶄新的懸架裝置。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。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(guó)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。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。在懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡可能做到既能使行駛平順性（即乘坐舒適性）達(dá)到令人滿意的程度，又能使其操縱穩(wěn)定性（即行駛安全性）也達(dá)到最佳的狀態(tài)。為了滿足現(xiàn)代汽車對(duì)懸架提出的各種性能要求，懸架的結(jié)構(gòu)形式一直在不斷地更新和完善，盡管這樣，傳統(tǒng)的被動(dòng)懸架仍然受到很多限制，主要是難于同時(shí)改善在不平路面上高速行駛車輛的穩(wěn)定性和行駛平順性，即使采用優(yōu)化設(shè)計(jì)也只能保證懸架在特定的激勵(lì)發(fā)生變化后，懸架的性能亦隨之發(fā)生變化，為了克服傳統(tǒng)的被動(dòng)懸架對(duì)汽車性能改善的限制，近年來，汽車工業(yè)中相繼出現(xiàn)了性能更加優(yōu)越的主動(dòng)懸架和半主動(dòng)懸架。電子控制懸架可以提高車輛乘坐舒適性、行駛平順性和操縱穩(wěn)定性,代表了目前汽車懸架的發(fā)展方向，現(xiàn)代的懸架系統(tǒng)將逐步向半主動(dòng)懸架、主動(dòng)懸架過渡。但距離大面積市場(chǎng)推廣還有很長(zhǎng)的路。而且能夠?qū)崿F(xiàn)整車高度的自動(dòng)升降,最優(yōu)控制算法，如LQ（線性二次調(diào)節(jié)器），常用來控制道路干擾影響下的彈簧和簧下質(zhì)量狀態(tài)[5,9]。大量研究結(jié)果對(duì)該控制策略是否有助于提高舒適性產(chǎn)生了質(zhì)疑。因此，這種控制方法為： (3) 其中k1~k5是控制器狀態(tài)的反饋參數(shù)。舉例說明，這就是在主動(dòng)懸架控制方法中為什么難以涉及k2*zb和k4*zw的原因。錨定效應(yīng)是產(chǎn)生抵抗車身運(yùn)動(dòng)的力。然而，根據(jù)主動(dòng)懸架結(jié)構(gòu)如圖3c示，很明顯，活動(dòng)阻尼器（HB）、水準(zhǔn)器（LB）和車身的彈簧，這些都有助于總懸浮力的產(chǎn)生： (4)式中的第一項(xiàng)對(duì)應(yīng)于車輪和車身之間的被動(dòng)彈簧。本文的研究不考慮水準(zhǔn)執(zhí)行器的控制設(shè)計(jì)。車身位置Zb（阻尼器的臂體關(guān)節(jié)位置）和車輪的位置Zw（手臂輪關(guān)節(jié)位置）之間的距離（第3節(jié)，如圖5所示）被定義為 (6) 它用安裝在阻尼器上的編碼器間接測(cè)量，編碼器用來測(cè)量阻尼器的角臂，Ψa，（更具體地說，Ψd，這是Ψa*nd，如圖6所示）。慣性力矩為Ti，加速所需的阻尼器慣性表示為 (9)Ja是阻尼器的質(zhì)量慣性矩。(1))。因此,在上橫臂上的阻尼力矩為 (13)nd和nl是阻尼器和水準(zhǔn)測(cè)量齒輪比率。相應(yīng)的作用于車輪和車身上的垂直載荷可表示為 (14)(模塊3和4)車輛模型的線性表示被改變以適應(yīng)阻尼裝置的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，這就使增非簧載質(zhì)量增加到mw + mf()。然而,有必要模擬阻尼器的功率損耗以評(píng)估系統(tǒng)總的能量消耗。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路中的動(dòng)力電子設(shè)備也是一個(gè)電子機(jī)械私服系統(tǒng)中的主要熱源。假定減速齒輪比彈簧更堅(jiān)硬并且剛度更小。因此,齒輪的功率損失被認(rèn)為是主要是由相互嚙合的只輪輪齒之間的庫(kù)侖摩擦產(chǎn)生的,它可以表示為 (19)其中l(wèi)g代表了庫(kù)侖摩擦。由于控制器參數(shù)和物理執(zhí)行器的參數(shù)在同一過程中進(jìn)行優(yōu)化，所以本文解決的設(shè)計(jì)問題是十分復(fù)雜的。因此，不可能脫離控制器組件而單獨(dú)的進(jìn)行物理設(shè)計(jì)，并仍然達(dá)到系統(tǒng)優(yōu)化。在這個(gè)初始階段,阻尼器執(zhí)行機(jī)構(gòu)被認(rèn)為是理想的(零慣性和零阻尼條件)。這里的最優(yōu)是指使阻尼器執(zhí)行機(jī)構(gòu)總體積最小的設(shè)計(jì)。物理部分由于與路面有關(guān)的連續(xù)操作被標(biāo)注尺寸,因此，標(biāo)注結(jié)果和優(yōu)化過程很大程度上取決于路面狀況。根據(jù)附錄A中的參數(shù)表使用一輛標(biāo)準(zhǔn)汽車進(jìn)行尺寸標(biāo)注和優(yōu)化過程。因此,根據(jù)公式（21）而言，當(dāng)標(biāo)注物理部件的時(shí)候這種選擇不符合正弦調(diào)頻信號(hào)。然而,為了獲取準(zhǔn)確的系統(tǒng)優(yōu)化需要在最優(yōu)物理組件和根據(jù)在[15]中的嵌套模型描述的方法的控制器優(yōu)化之間迭代。從第一次優(yōu)化開始,阻尼器執(zhí)行機(jī)構(gòu)的負(fù)載類型被獲得,然后被用作第二次優(yōu)化過程的的輸入。圖7中第一步,優(yōu)化循環(huán)I,優(yōu)化與以下目標(biāo)函數(shù)(Eq.(28))關(guān)于的懸架模型。然而，如果設(shè)計(jì)問題被擴(kuò)展到包括物理組件（阻尼器執(zhí)行器）的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，相反的物理系統(tǒng)的參數(shù)也取決于該控制器的參數(shù)。眾所周知，調(diào)整這些車輪懸架的參數(shù)是一個(gè)耗時(shí)的艱巨任務(wù)，所以我們必須采用優(yōu)化方法來幫助設(shè)計(jì)者找到一個(gè)具有可接受的性能參數(shù)的最佳集合。因此,齒輪可以被模擬為一個(gè)理想的齒輪比,n。只有傳導(dǎo)損失是可以考慮的,因?yàn)樗鼈兪桥c我們的研究最相關(guān)的。為了簡(jiǎn)單起見,只有銅的損失將被包含在這個(gè)分析,因?yàn)檫@些損失通常由裝置最大的熱源構(gòu)成。 圖5. 車輪懸架幾何視圖（簡(jiǎn)化） 圖6. 主動(dòng)懸架系統(tǒng)的示意圖 阻尼器功率損耗阻尼器的電子動(dòng)態(tài)系統(tǒng)被假定為比阻尼器的機(jī)械動(dòng)態(tài)系統(tǒng)迅速。扭桿彈簧, 在校正執(zhí)行機(jī)構(gòu)上，有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)量kl (N s / rad),是由一個(gè)角,張緊/ l(rad)。 (12) 阻尼力矩阻尼力矩是由增大阻尼的阻尼裝置、慣性力矩產(chǎn)生的并且產(chǎn)生于扭桿彈簧中。然后遵循包含汽車加速質(zhì)量的變量Eq. (10)。并規(guī)定慣性阻尼器如機(jī)器、齒輪、軸和臂等都包含在總簧下重量中。該阻尼器是由一個(gè)旋轉(zhuǎn)的電機(jī)實(shí)現(xiàn)的，需要重新表達(dá)線性阻尼器與上臂的角度位置。彈簧的剛度kl（N / m），分配給主動(dòng)減振器的控制增益C（N s/ m）和csky（N m／s），這些都是可以控制的。然而，由于天棚本身并不提供任何車輪質(zhì)量的阻尼，所以也要控制車輪和車身之間的阻尼。這樣精度等級(jí)會(huì)非常低。理想情況下，車身應(yīng)孤立于道路干擾。在天棚阻尼控制任務(wù)檢查過程中，控制問題被密切關(guān)注，其中把彈簧和簧下質(zhì)量的速度和位移作為控制狀態(tài)[ 12 ]。由于本文強(qiáng)調(diào)的是風(fēng)門的尺寸，控制增益以及執(zhí)行器參數(shù)的尺寸標(biāo)注（在6節(jié)中進(jìn)一步討論）。方便行動(dòng)不便者上下車,大大提高了車輛的舒適性等,都使空氣懸架市場(chǎng)的應(yīng)用也將進(jìn)一步擴(kuò)大。不過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。毫無疑問,主動(dòng)懸架這一先進(jìn)的懸架系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用將越來越普及。即使經(jīng)過慎重的權(quán)衡，通過最優(yōu)控制理論使懸掛系統(tǒng)在平順性和操縱穩(wěn)定性之間尋求一個(gè)折衷的方案，而這種最優(yōu)的折衷也只能是在特定的道路狀態(tài)和速度下達(dá)到。比如，汽車不同的行駛狀態(tài)對(duì)懸架有不同的要求。所謂行駛平順性是指汽車在行駛過程中，保持駕駛員和乘員處于振動(dòng)環(huán)境中具有一定的舒適度，或保持所載物資完好的能力。目前，在國(guó)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。同時(shí)我國(guó)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。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。四、研究工作進(jìn)度 周 次 1—4周 5—6 周 7—13周 14—16周 17—19周應(yīng)完成的內(nèi)容調(diào)研查資料讀閱參考文獻(xiàn)，外文翻譯文獻(xiàn)綜述開題報(bào)告后懸架系統(tǒng)形式選擇主要參數(shù)確定總布置圖、及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖總結(jié)撰寫畢業(yè)論文答辯五、主要參考文獻(xiàn) 1 萬(wàn)沛霖. 電動(dòng)汽車關(guān)鍵技術(shù)[M].北京: 北京理工大學(xué)出版社,19982 陳妙農(nóng). 國(guó)內(nèi)外電動(dòng)汽車發(fā)展?fàn)顩r[J].電器工業(yè),20033 李興虎. ,20054 陳家瑞， 人民交通出版社,20055 王望予. 機(jī)械工業(yè)出版社,20116 余志生. 機(jī)械工業(yè)出版社,20097 李鵬. ,20068 Jonsson, Simulation of Dynamical Behaviour of a Front Wheel Suspension, Vehicle System Dynamics, 1999,Vol. 20, No. 5:269281六、指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日七、系級(jí)教學(xué)單位審核意見：審查結(jié)果： □ 通過 □ 完善后通過 □ 未通過 負(fù)責(zé)人簽字：年 月 日附錄2 文獻(xiàn)綜述附錄2 文獻(xiàn)綜述一、課題國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀汽車懸架是車身和車輪之間一切傳力連接裝置的總稱，它把路面作用于車輪的支撐力、牽引力、制動(dòng)力、側(cè)反力和這些力產(chǎn)生的力矩傳遞到車身上以保證汽車的正常行駛。 ： (1)懸架系統(tǒng)總布置圖；(2)完成部分結(jié)構(gòu)圖。 隨著車速的提高，被動(dòng)懸架的缺陷逐漸成為提高汽車性能的瓶頸，為此人們開發(fā)了能兼顧舒適和操縱穩(wěn)定的主動(dòng)懸架．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。按控制形式不同分為被動(dòng)式懸架和主動(dòng)式懸架。在有些情況下，某一零部件兼起兩種或三種作用，比如鋼板彈簧兼起彈性元件及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，麥克弗遜懸架中的減振器柱兼起減振器及部分導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，有些主動(dòng)懸架中的作動(dòng)器則具有彈性元件、減振器和部分導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能。最后，再次感謝學(xué)院所有的領(lǐng)導(dǎo)和老師四年來對(duì)我的栽培和指導(dǎo)。我的畢設(shè)結(jié)束，不僅僅是一個(gè)學(xué)期的結(jié)束，也是我大學(xué)生活的結(jié)束，在即將離開母校之前，我要感謝我美麗的母校。設(shè)計(jì)過程中，有些設(shè)計(jì)過程由于無資料可查詢，我只能根據(jù)自己所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行簡(jiǎn)單的估算，設(shè)計(jì)難免出現(xiàn)偏頗，這也是我畢設(shè)過程中的一點(diǎn)遺憾。從選題的開始，我就知道設(shè)計(jì)過程的不易。主銷軸套筒設(shè)計(jì)如圖73，具體尺寸見零件圖。懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的具體形式選擇應(yīng)根據(jù)車輛的用途，綜合考慮成本和車輛的運(yùn) 行條件作具體分析，本章則概述了燭式懸架的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式有很多，根據(jù)不同的用途有多種。由于側(cè)傾角剛度未知，故可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取橫向穩(wěn)定器參數(shù)： L=1020mm ，a=68mm，b=70mm, =182mm，圓角半徑R=25mm。當(dāng)用于獨(dú)立懸架時(shí)（參見圖61），橫向穩(wěn)定器側(cè)傾角剛度與車輪處的等效側(cè)傾角剛度之間的換算關(guān)系可如下求出：設(shè)汽車左右車輪接地點(diǎn)處分別作用大小相等，方向向反的垂向力微量d，在該二力作用下左右車輪處的垂直位移為d，相應(yīng)的橫向穩(wěn)定桿部受到的垂向力和位移分別為d和 d，由于此時(shí)要考察的是穩(wěn)定桿在車輪處的等效側(cè)傾角剛度，因而不考慮懸架中彈簧的作用力，則必然有d 與d所作的功相等，即d?d= d? d 而作用在桿上的彎矩和轉(zhuǎn)角分別為d= dLd=2d/L式中， L——橫向穩(wěn)定器兩端點(diǎn)之間的距離由此可得出桿的角剛度=d/ d= (61)同理可知車輪的等效角剛度= (62)式中， B——為車輪輪距由此可得= (63)由于連接點(diǎn)處橡膠件的變形，穩(wěn)定桿的側(cè)傾角會(huì)較小15%~30%當(dāng)穩(wěn)定桿兩端受到大小相等、方向相反的垂直力P作用時(shí)（參加圖62），其端點(diǎn)的位移f可用材料力學(xué)的辦法求出，具體為：f= (64)式中，E——材料的彈性模量，E=MPaI——穩(wěn)定桿的截面慣性矩，I=d——穩(wěn)定桿的直徑，mmP——端點(diǎn)作用力，Nf——端點(diǎn)位移，mm其余各量意義參見圖62，由式(64)可知橫向穩(wěn)定桿的角剛度==3EI/2 (65)當(dāng)角剛度給定時(shí)，由此可得出穩(wěn)定桿直徑dd= (66)一般情況下，如圖62所示的橫向穩(wěn)定桿的最大應(yīng)力發(fā)生在截面B的內(nèi)側(cè)（其原理與螺旋彈簧內(nèi)側(cè)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力大于外側(cè)類似），其大小與B處的圓角半徑R有關(guān),因?yàn)镽決定了此處的曲度系數(shù)。此時(shí)外側(cè)懸掛收縮，內(nèi)測(cè)懸掛舒張，那么橫向穩(wěn)定桿就會(huì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生一定的彈力，阻止車輛側(cè)傾[17]。減振器型式及其他尺寸見圖53和表3和表4，減振器形式選擇CG型，基長(zhǎng)選l=70mm，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)需要，活塞行程取S=175mm，貯油桶外徑=（），取=30mm，壁厚取2mm，防塵罩外徑取40mm。此時(shí)的活塞速度稱為卸荷速度。 減振器的阻尼系數(shù)選擇減振器的阻尼系數(shù)不僅與非簧載質(zhì)量和懸架剛度有關(guān)，還與相對(duì)阻系數(shù)有關(guān)。 減振器性能參數(shù)選擇減振器的性能參數(shù)主要有兩個(gè)：相對(duì)阻尼系數(shù)和阻尼系數(shù)δ 。減振器工作過程中產(chǎn)生的熱量靠貯油缸筒3散發(fā)。根據(jù)它們不同的工作要求，各閥系設(shè)計(jì)計(jì)算和裝配都有所不同。由于汽車行駛的路面狀況不同，所用的減震器要求也會(huì)有所不同。又可以分為單筒式、雙筒式和充氣筒式三種[14]。減震器的阻尼力主要是由油液流經(jīng)節(jié)流小孔、縫隙的節(jié)流壓力差產(chǎn)生的，他能有有的衰減簧載質(zhì)量與非簧載質(zhì)量的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，提高車輛的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。圖42 螺旋彈簧catia三維圖 本章小結(jié)綜上所述，彈簧各項(xiàng)參數(shù)確定如下：彈簧鋼絲直徑d=10mm，彈簧外徑D=110mm，彈簧有效工作圈數(shù)i=7,彈簧總?cè)?shù)=9，彈簧自由高度=355mm，彈簧節(jié)距t=4