【正文】 全國上下都在高舉自主開發(fā)、自主發(fā)展的旗幟。中國高速公路的高速發(fā)展，必然會促進(jìn)中國車用空氣懸架系統(tǒng)的發(fā)展。業(yè)界的人們常常把空氣懸架系統(tǒng)與發(fā)動機一起并稱為汽車上價格最高的零部件。中國有的企業(yè)在自己生產(chǎn)的汽車上用了進(jìn)口空氣懸架系統(tǒng)，卻陷入了非常尷尬的境地。這一類在中國車用空氣懸架系統(tǒng)市場上占有主導(dǎo)地位。中國在這些方面遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國家：中國汽車超載現(xiàn)象十分嚴(yán)重。其最大的優(yōu)點是：不僅可以提高乘員的乘坐舒適性，而且可以對道路起到保護作用。所以前懸架阻尼力為=懸架壓縮時，壓縮阻力，復(fù)原阻力（為復(fù)原與壓縮力之比，其范圍在10~20之間，這里取），代入得= ,=根據(jù)壓縮阻力和復(fù)原阻力選取減振器型號為481700131397號的減振器。減振器的工作缸直徑D有（45）、50、65mm等幾種。在減振器安裝如圖6－3b所示時 (6－6)式中，為卸載速度，～；A為車身振幅，取177。減振器如圖6－3c所示安裝時，減振器的阻尼系數(shù)用下式計算 (6－5)分析式(6－3)～式(6－4)可知：在下橫臂長度n不變的條件下，改變減振器在下橫上的固定點位置或者減振器軸線與鉛垂線之間的夾角。因懸架系統(tǒng)固有振動頻率，所以理論上。設(shè)計時，先選取與的平均值。式(6－2)表明，相對阻尼系數(shù)的物理意義是：減振器的阻尼作用在與不同剛度c和不同簧上質(zhì)量的懸架系統(tǒng)匹配時，會產(chǎn)生不同的阻尼效果。在沒有特別指明時，減振器的阻尼系數(shù)是指卸荷閥開啟前的阻尼系數(shù)而言。本次設(shè)計選取雙筒式液力減振器。由于活塞桿的存在，自上腔流來的油液不足以充滿下腔增加的容積，主使下腔產(chǎn)生一真空度，這時儲油缸中的油液推開補償閥流進(jìn)下腔進(jìn)行補充。這些閥對油的節(jié)約形成懸架受壓縮運動的阻尼力。 雙向作用筒式減振器工作原理說明。 (1) 在壓縮行程（車橋和車架相互靠近），減振器阻尼力較小，以便充分發(fā)揮彈性元件的彈性作用，緩和沖擊。現(xiàn)代汽車大多都是采用筒式減振器，當(dāng)車架與車軸相對運動時，減振器內(nèi)的油液與孔壁間的摩擦形成了對車身振動的阻力，這種阻力工程上稱為阻尼力。～5MPa，但是因為工作性能穩(wěn)定而在現(xiàn)代汽車上得到廣泛應(yīng)用。如果能量的耗散僅僅是在壓縮行程或者是在伸張行程進(jìn)行，則把這種減振器稱之為單向作用式減振器，反之稱之為雙向作用式減振器。車身側(cè)傾角在2～5。如果發(fā)生在后輪，會使汽車增加了過多轉(zhuǎn)向的可能。它對簧上質(zhì)量的側(cè)傾角有影響。根據(jù)材料力學(xué)原理可求出穩(wěn)定桿的角剛度由于連接點橡膠件變形，穩(wěn)定桿側(cè)傾角剛度會減小15%30%。根據(jù)計算后得知，為前懸架簧載質(zhì)心到側(cè)傾中心的距離，=650mm；為后懸架簧載質(zhì)心到側(cè)傾中心側(cè)傾距離，=680mm：軸距l(xiāng)=4615+1300mm，及（54）所得a=2990mm，一起代入（53）得到=665mm。根據(jù)質(zhì)心公式，簧載質(zhì)量質(zhì)心高度為： （52）式中：G為滿載整車質(zhì)量，G=25000kg；為非簧載總質(zhì)量，=2500kg；為車輪靜力半徑，=540mm；為滿載時整車重心高度，=1800mm。當(dāng)車身受到側(cè)頃力作用時，地面通過兩根斜向布置的導(dǎo)向桿的約束反力的臺力Y來平衡。橫向穩(wěn)定桿帶來的不利因素有：當(dāng)汽車在坑洼不平的路面行駛時，左右輪之間有垂向相對位移，由于橫向穩(wěn)定桿的作用，增加了車輪處的垂向剛度，會影響汽車的平順性。為此，現(xiàn)代汽車大多都裝有橫向穩(wěn)定桿來加大懸架的側(cè)傾角剛度以改善汽車的行駛穩(wěn)定性。還可以將上面的兩根推力桿傾斜布置，構(gòu)成一個三角形架，他和下面的兩根縱向推力桿構(gòu)成一個四連桿機構(gòu)。②使車橋(或車輪)按一定軌跡相對車身或車架跳動。其中，導(dǎo)向機構(gòu)發(fā)揮著非常重要的作用。不帶延遲機構(gòu)的高度閥工作原理：車體荷重增加時，車體下降，空氣彈簧壓縮，控制桿被推向上方，凸輪轉(zhuǎn)動帶動活塞頂開進(jìn)、排氣閥，風(fēng)缸中的壓縮空氣通過一段節(jié)流通道流入空氣彈簧；車架恢復(fù)到一定高度后，控制桿會返回平衡位置，此時進(jìn)氣閥被關(guān)閉，壓縮空氣關(guān)斷。在設(shè)計車身高度調(diào)節(jié)器時，必須采取必要的措施以防止在此類情況下車身高度調(diào)節(jié)器頻繁動作。③A型架式，實際上為縱臂式的變形，其側(cè)向剛度較大，可減小車身側(cè)向擺動的加速度，從而減小懸架中出現(xiàn)的附加載荷，多用于重型車的懸架。在靜平衡位置時，有，代人式(4－6)可得到靜平衡位置的彈簧剛度為 （4－7）從中可以看出，要想獲得較軟的剛度，應(yīng)該增大，但在布置上又不允許占用過高的空間，因而常常采用增加輔助氣室的辦法來達(dá)到增大，減小剛度的目的。當(dāng)在充滿氣體的空氣彈簧上作用外力后，會引起彈簧的微小變形，相應(yīng)的氣體容積變化量為。2）頻率與有效面積的變化率有關(guān)，越大n越高。當(dāng)充氣壓力提高時，接近1時，再提高，則對降低固有頻率無明顯影響。對于同一種空氣彈簧，變指數(shù)、有效面積不變，有效面積的變化率仍然為零，橡膠氣囊內(nèi)壓縮氣體工作壓力，取，將參數(shù)代入式子（41）得到后懸空氣彈簧剛度=。2）后懸的空氣彈簧剛度計算后懸架有四個氣囊、四個減震器、兩個高度控制閥、兩根橫向推力桿和兩根縱向推力桿構(gòu)成的四連桿結(jié)構(gòu)。設(shè)前懸架非簧載質(zhì)量按500kg計算，前懸架每支空氣彈簧的承受負(fù)載為式中：G為前懸軸載荷為6370kg，i為空氣彈簧個數(shù)，為前懸簧載質(zhì)量，為前懸非簧載質(zhì)量。同時，膜式空氣彈簧可以通過改變活塞底部形狀來控制有效承壓面積變化率，以獲得理想彈性特性。由式（4一l）可知，空氣彈簧的有效承壓面積及其交化率對空氣彈簧剛度的影響顯著?？諝鈴椈墒抢孟鹉z氣囊內(nèi)壓縮空氣的反作用力作為彈性恢復(fù)力的彈性元件。以橡膠囊為主要元件的囊式空氣彈簧，在用來承受內(nèi)壓張力的鋼質(zhì)腰環(huán)分割下來，氣囊被分為不同節(jié)數(shù)，并據(jù)此分為單曲、雙曲和多曲氣囊三種，囊式空氣彈簧結(jié)構(gòu)比較簡單，制造容易，因此成本低；又因為工作時橡膠膜的曲率變化小，所以使用壽命長。由于空氣彈簧可以設(shè)計的比較柔軟，因而空氣懸架可以得到較低的固有頻率，同時空氣彈簧的變剛特性使得這一頻率在較大的載荷變化范圍內(nèi)保持不變，從而提高了汽車的平順性。鋼板彈簧非獨立懸架的彈性特性可視為線性的，而帶有副簧的鋼板彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧等，均為剛度可變的非線性彈性特性懸架。懸架的動容量系指懸架從靜載荷的位置起，變形到結(jié)構(gòu)允許的最大變形為止消耗的功。當(dāng)懸架變形廠與所受垂直外力F之間呈固定比例變化時，彈性特性為一直線，稱為線性彈性特性，此時懸架剛度為常數(shù)。本設(shè)計選取=90mm，=60mm。要求懸架應(yīng)有足夠的動撓度，防止破壞路面上行駛時經(jīng)常碰撞緩沖塊。對高級轎車滿載的情況，～，～。用途不同的汽車，對平順性要求不一樣。因此，保證汽車有良好的行駛平順性，必須正確的選取懸架的靜撓度。為了減小汽車的角振動，一般汽車前、后懸架偏頻之比約為=。 懸架靜撓度懸架靜撓度是指汽車滿載靜止時懸架上的載荷與此時懸架剛度c之比，即。前輪定位參數(shù)有主銷內(nèi)傾角為3176。其前懸架采用四連桿機構(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。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。可以大大提高乘坐的舒適性。延時機構(gòu)由緩沖彈簧和油壓減振器組成。②是車橋或車輪按一定軌跡相對車身或車架跳動。因此要有一定的強度，布置的方式要合理。從而可以得到所需的彈性特性。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)此橡皮膜伸縮時可沿該壁面發(fā)生變形，受壓面積隨變形而變化。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頻率。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。但在功能好的同時也有其缺點：這種汽車懸架的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，而且成本非常高。但如果阻尼過大又會使反應(yīng)遲鈍并向車身傳遞過多的高頻振動和沖擊，所以減振器阻尼的匹配是否合理將影響懸架的性能。(2)導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)向機構(gòu)是承受汽車的縱向力、力矩及橫向力。2 空氣懸架結(jié)構(gòu) 空氣懸架結(jié)構(gòu)簡介空氣彈簧懸架具有變剛度、剛度小、振動頻率低、車身高度不變等優(yōu)點。隨著我國高速公路的迅速發(fā)展，公路運輸量的增加，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。空氣懸架突出的優(yōu)點是平順性好，維修少，壽命長，對承運的乘客和貨物的保護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。因此，承載能力與平順性一直是載貨汽車懸架系統(tǒng)設(shè)計中—對永恒的矛盾。在空載或少量載荷時貨車的平順性及其差，這樣會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。在經(jīng)濟領(lǐng)域中，由于道路情況不同，運輸?shù)陌踩?，守時性，靈活性以及運輸?shù)膬r格和效率比直接關(guān)系到企業(yè)的命運和存亡?，F(xiàn)代轎車大都是采用獨立式懸架，按其結(jié)構(gòu)形式的不同，獨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。非獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是，左、右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過懸架和車價（或車身）連接；獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是，左、右車輪通過各自的懸架與車架（或車身）連接。車輪相對于車架和車身跳動時，車輪（特別是轉(zhuǎn)向輪）的運動軌跡應(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。導(dǎo)向裝置主要有以下幾點作用：①在車架或車橋之間傳遞力矩。(3)螺旋彈簧只具備緩沖作用，多用于轎車獨立懸掛裝置。從而空氣彈簧的設(shè)計與研究也越來越受到車輛設(shè)計人員的青睞。(1)空氣彈簧空氣彈簧是由橡膠囊所圍成的一個密閉容器，在其中貯入壓縮空氣，利用空氣的可壓縮性實現(xiàn)其彈簧的作用。故懸架還應(yīng)當(dāng)具有減振作用，使振動迅速衰減（振幅迅速減?。_擊力傳到車架和車身時，可能引起汽車機件的早期損壞，傳給乘員和貨物時，將使乘員感到極不舒適，貨物也可能受到損傷。載貨汽車的懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計目錄摘要.....................................................................ⅠAbstract…………………………………………………………….……...…………………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 6 6 62 空氣懸架結(jié)構(gòu) 7 空氣懸架結(jié)構(gòu)簡介 7 7 7 8 8 空氣懸架系統(tǒng)的工作原理 83 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 懸架動撓度 11 懸架彈性特性 114 彈性元件的設(shè)計 13 空氣彈簧力學(xué)性能 13 13 15 16 高度控制閥 185 懸架導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 19 懸架導(dǎo)向機構(gòu)的概述 19 橫向穩(wěn)定桿的選擇 19 側(cè)頃力臂的計算方法 20 穩(wěn)定桿的角剛度計算 22 懸架的側(cè)傾角校核 236 減振器機構(gòu)類型及主要參數(shù)的選擇計算 24 分類 24 主要參數(shù)的選擇計算 257 技術(shù)與經(jīng)濟性分析 308 結(jié)論 31參考文獻(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…………………………………………………………………………….……………..511 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。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，這種沖擊力將達(dá)到很大的數(shù)值。持續(xù)的振動易使乘員感到不舒適和疲勞。(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。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，保持強大的競爭能力。鋼板彈簧除具有緩沖作用外，還有一定的減震作用。(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還承擔(dān)著使車輪按一定軌跡相對車架和車身跳動的任務(wù)的機構(gòu)。彈性系統(tǒng)在受到?jīng)_擊后，將會產(chǎn)生振動，減震器可以使振幅迅速減小，以避免持續(xù)的振動給駕駛員的不舒適和疲勞。432151—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)向機構(gòu)型式的不同，汽車懸架又可分為非獨立懸架和獨立懸架。不過，獨立懸架存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修不便的缺點。圖13 非獨立懸架 重型載貨汽車懸架系統(tǒng)目前的工作狀況 現(xiàn)代的載貨運輸特點是要求多樣化的，簡單的將貨物從甲地運送到乙地的運輸方式以滿足不了運輸要求。載貨汽車空載時汽車的舒適性會比滿載時差的很多，尤其是大型工程運輸車在凹凸不平的路面甚至是露天礦山上長時間往返的行駛時，這種情況更加明顯。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。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?？諝鈴椈傻墓逃蓄l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)。對懸架提出的設(shè)計要求有：（1）保證汽車有良好的行駛平順性；（2）具有適合的衰減振動的能力；（3）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性；（4）汽車制動或加速時，要保證車身穩(wěn)定性，減少車身縱傾，轉(zhuǎn)彎時車身側(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?。唬?）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，還要保證有足夠的強度和壽命。反之，當(dāng)