【正文】 彈簧材料的剪切彈性模量，查表取 ? aMP mD —— 彈簧中徑，取 100mm 代入計(jì)算得： d= 計(jì)算結(jié)果圓整為鋼絲直徑 d=12mm，彈簧外徑 D=112mm，彈簧有效工作圈數(shù) n=8。 側(cè)傾外傾系數(shù) 側(cè)傾外傾系數(shù)示意圖如圖 。 圖 主銷內(nèi)傾角 Φ 圖 側(cè)傾中心高度 21 側(cè)傾中心高度示意圖如圖 。 主銷后傾拖距，是指沿著輪胎平面與道路平面的交線，從主銷與道 路平面的交點(diǎn)到輪胎接地中心處的距離。并且當(dāng)車輪前方向縱向軸轉(zhuǎn)時(shí)為正。 ） 空載剛度 cWc fFfFC ?? 空載s = mmN / 15c ???? 后輪外傾角示意圖如圖 所示。 又由于懸架動(dòng)撓度： cd ff ~? 取 mmff cd 4 ???? 了得到良好的平順性，因當(dāng)采用較軟的懸架以降低偏頻，但軟的懸架在一定載荷下其變形量也大，對(duì)于一般轎車而言，懸架總工作行程（靜擾度與動(dòng)擾度之和）應(yīng)當(dāng)不小于160mm。選定偏頻以后，再利用式（ 43）即可計(jì)算出懸架的靜撓度。對(duì)普通級(jí)以下轎車滿載的情況，前懸架偏頻要求在 ～1． 45Hz，后懸架則要求在 ～ ?？紤]到貨車前、后軸荷的差別和駕駛員的乘坐舒適性，取前懸架的靜撓度值大于后懸架的靜撓度值，推薦 2cf =(0． 6～ 0． 8) 1cf 。 當(dāng)采用彈性特性為線性變化的懸架時(shí)，前、后懸架的靜撓度可用下式表示 111 cgmfc ? 222 cgmfc ? （ 42） 式中， g為重力加速度 將（ 42）代入（ 41）得 11 5 cfn ? 22 5 cfn ? （ 43） 分 析上式可知：懸架的靜撓度 fc 直接影響車身振動(dòng)的偏頻 n。 17 第 4章 懸架主要參數(shù)的確定 懸架靜撓度 fc ，是指汽車滿載靜止時(shí)懸架上的載荷 Fw 與此時(shí)懸架剛度 c 之比， 即cFf Wc /? 。當(dāng)懸架變形 f與所受垂直外力 F之間呈固定比例變化時(shí)，彈性特性為一直線，稱為線性彈性特性，此時(shí)懸架剛度為常數(shù)。 通過(guò) Ｋ＆Ｃ 特性的研究， 可以起到如下作用：（１）整車前期開發(fā)階段懸架系統(tǒng)的架構(gòu)； （２）在虛擬評(píng)審階段驗(yàn)證懸架和整車動(dòng)力學(xué)仿真模型 ；（ ３）在逆向設(shè)計(jì)和對(duì)比車型的研究中，進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)車型調(diào)查研究； （４）在樣車試制的各個(gè)不同階段，支持底盤調(diào)試工作。0k 1k 16 的懸架運(yùn)動(dòng)。 ＆Ｃ特性 懸架 系統(tǒng)是底盤的靈魂，也是汽車操縱穩(wěn)定性的靈魂，要研究操穩(wěn)必須研究懸架 。0k ，即α 0? 。0k 為垂直載荷重新分配后每個(gè)車輪的平均側(cè)偏剛度，則兩個(gè)車輪的 側(cè)偏角為 ? =39。 無(wú)側(cè)向力作用時(shí)，令 0w 為車軸左、右車輪的垂直載荷， 0k 為每個(gè)車輪的側(cè)偏剛度 有側(cè)向力作用時(shí)，設(shè)左、右車輪垂直載荷沒(méi)有發(fā)生變化，則相應(yīng)的側(cè)偏角 0? 為 0? =02kFY (314) 實(shí)際上，在側(cè)向力作用下，左、右車輪垂直載荷均發(fā)生變化。這將使車輪垂直載荷在左、右車輪上是不相等（外側(cè)車輪是增加垂直反力的，而在內(nèi)側(cè)車輪則是減少垂直反力的），將影響輪胎的側(cè)偏特性，導(dǎo)致汽車穩(wěn)態(tài)響應(yīng)發(fā)生變化。 若已知懸架的線剛度，即可算出該懸架的側(cè)傾角剛度。即： Δ ZF ／Δ tS (311) (2) 懸架的側(cè)傾角剛度 車身側(cè)傾時(shí)受到懸架的彈性恢復(fù)力偶矩，可以用等效彈簧的概念來(lái)進(jìn)行分析。 a 非獨(dú)立懸架 具有非獨(dú)立懸架的汽車車身作垂直位移時(shí)所受到的彈性恢復(fù)力，就是彈簧直接作用于車身的彈性力。但側(cè)傾中心過(guò)高會(huì)使車身傾斜時(shí)輪距變化大，加速輪胎的磨損。 汽車的側(cè)傾 車身側(cè)傾軸線 車身相對(duì)地面轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)軸線稱為車身側(cè)傾軸線。 所謂的汽車操縱穩(wěn)定性，是指汽車能正 確地按照駕駛員通過(guò)操縱轉(zhuǎn)向系所確定的方向行駛，且在外力干擾下，能保持穩(wěn)定或經(jīng)過(guò)干擾后在一定時(shí)間內(nèi)恢復(fù)穩(wěn)態(tài)工況的性能。 (2) 盡量減少非簧載質(zhì)量。減小非懸掛質(zhì)量，使懸掛質(zhì)量與非懸掛質(zhì)量的比值較大，可以減小高頻共振區(qū)車身振動(dòng)加速度和減少車輪離開地面的機(jī)率。 圖 34 示出了車身加速度、車輪相對(duì)動(dòng)載荷和彈簧行程與阻尼比 (相對(duì)阻尼系數(shù) )之間的關(guān)系。 c―減振器的衰減能力很強(qiáng)的情況，車身沒(méi)有振動(dòng)，車身的位移很快恢復(fù)到原位。 目前，在懸架設(shè)計(jì)中，只不過(guò)是力求減小固有頻率隨載荷而變化的幅度 (或范圍 )，從而不同程度地改善汽車行駛平順性。由于剛度 c 隨載荷而改變，可以使得在載荷變化時(shí)，保持車身振動(dòng)的固有頻率不變，從而獲得良好的汽車行駛平順性。一般鋼板彈簧懸架即屬此類。各種車型車身固有頻率 0n的實(shí)用范圍為：貨車 ～ 2Hz；旅行客車 ～ ；高級(jí)轎車 1～ 。 從圖 31 可知，車身固有頻率 0n 低于 3Hz 就可以保證人體最敏感的 4～ 8Hz 處于減震區(qū)。 由試驗(yàn)得知，為了保持汽車具有良好的平順性，車身振動(dòng)的固有頻率應(yīng)接近人體所習(xí)慣的步行時(shí)的身體上、下運(yùn)動(dòng)的頻率 1～ (60～ 85 次 /min)，振動(dòng)的加 速度的極限允許值為 ～ 。從圖 31 可以看出，當(dāng)車身固有頻率越低曲線越低，車身加速度均方根值越小。 目前主要參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO2631 來(lái)評(píng)價(jià)汽車平順性，它把乘員承受的疲勞 降低工效界限表示為振動(dòng)加速度均方根值隨頻率變化的函數(shù)。 （ 9） 便于維修、保養(yǎng)。 （ 5） 懸架構(gòu)件的質(zhì)量要小尤其是其非懸掛部分的質(zhì)量要盡量小。因而在 設(shè)計(jì)懸架時(shí)必須考慮以下幾個(gè)方面的要求 ： （ 1） 通過(guò)合理設(shè)計(jì)懸架的彈性特性及阻尼特性確保汽車具有良好的行駛平順性，具有較低的振動(dòng)頻率、較小的振動(dòng)加速度值和合適的減振性能，并能避免在懸架的壓縮伸張行程極限點(diǎn)發(fā)生硬沖擊，同時(shí)還要保證輪胎具有足夠的接地能力。 其原理是當(dāng)一側(cè)車輪相對(duì)車身位移比另外一側(cè)位移大時(shí)，穩(wěn)定桿承受扭矩，由其自身剛性限制這種傾斜，特別是前輪，可有效防止因一側(cè)車輪遇障礙物時(shí)，限制該側(cè)車輪跳動(dòng)幅度。 （ 4）制動(dòng)時(shí)，應(yīng)使車身有抗前俯作用；加速時(shí)，有抗后仰作用。因此，懸架中某些傳力構(gòu)件同時(shí)還承擔(dān)著使車輪按一定軌跡相對(duì)于車架和車身跳動(dòng)的任務(wù)，因而這些傳力構(gòu)件還起導(dǎo)向作用，故稱導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用來(lái)確定車輪相對(duì)于車架或車身的運(yùn)動(dòng)，傳遞除垂直力以外的各種力和力矩。 4 第 2章 汽車懸架概述 懸架是汽車的車架與車橋或者車輪之間的一切傳力、連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力矩，并且緩沖衰減由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊，以保證汽車能平順行駛。這一部分的研究稱為懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究。 汽車懸架系統(tǒng)的研究 與設(shè)計(jì) 主要是為了提高汽車整車的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。 （ 4）汽車制動(dòng)或加速時(shí)，要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾，轉(zhuǎn)彎時(shí)車身側(cè)傾角要合適。要正確地選擇懸架方案和參數(shù)，在車輪上、下跳動(dòng)時(shí)，使主銷定位角變化不大、車輪運(yùn)動(dòng)與導(dǎo)向機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)要協(xié)調(diào)，避免前輪擺振；汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，應(yīng)使之稍有不足轉(zhuǎn)向特性。利用減振器的阻尼作用，使汽車振動(dòng)的振幅連續(xù)減小，直至振動(dòng)停止。 圖 11 為扭轉(zhuǎn)梁后懸架示意圖 圖 11 扭轉(zhuǎn)梁后懸架 懸架的功能 懸架的主要作用是傳遞作用在車輪和車身之間的一切力和力矩，比如支撐力、制動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)力等，并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車身的沖擊載荷、衰減由此引起的振動(dòng)、保證乘員的舒適性、減小 貨物和車輛本身的動(dòng)載荷。11章 緒論 懸架的重要性 現(xiàn)代汽車除了保證其基本性能，即行駛性、轉(zhuǎn)向性和 制動(dòng)性等之外，目前正致力于提高安全性與舒適性，向高附加價(jià)值、高性能和高質(zhì)量的方向發(fā)展。舒適性與車身的固有振動(dòng)特性有關(guān)，而車身的固有振動(dòng)特性又與懸架的特性相關(guān)。為了迅速衰減這種振動(dòng)和抑制車身、車輪的共振，減小車輪的振幅，懸架應(yīng)裝有減振器，并使之具有合理的阻尼。在簧上質(zhì)量變化的情況下，車身高度變化要小，因此，應(yīng)采用非線性彈性特性懸架。 （ 3）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。 （ 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。 后一部分主要是對(duì)懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行工作，主要是研究在車輪與車身發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)如何引導(dǎo)和約束車輪的運(yùn)動(dòng) 、 車輪定位及影響轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)的一些懸架 參數(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。這樣懸架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)研究就包括了懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)兩個(gè)方面的內(nèi)容。 彈性元件受沖擊后會(huì)產(chǎn)生持續(xù)的振動(dòng)，使乘坐不適，因此，設(shè)有減振器將振動(dòng)迅速衰減，使振幅迅速減小。 車輪相對(duì)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(duì)汽車某些行駛性能（特別是操縱穩(wěn)定性）有不利的影響。 （ 3） 汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，應(yīng)使車身側(cè)傾角小，在 側(cè)向加速度作用下，車身側(cè)傾角≤ 67 度，并使車輪與車身的傾斜同向，以增強(qiáng)不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)。 橫向穩(wěn)定器實(shí)際是一根近似 U型的桿件，兩個(gè)端頭與車輪剛性連接，用來(lái) 防止 車身產(chǎn)生過(guò)大側(cè)傾。此外，懸架對(duì)整車操縱穩(wěn)定性、抗縱傾能力也起著決定性的作用。 （ 4） 側(cè)傾中心及縱傾中心位置恰當(dāng)，汽車轉(zhuǎn)向時(shí)具有抗側(cè)傾能力，汽車制動(dòng)和加速時(shí)能保持車身的 穩(wěn)定，避免發(fā)生汽車在制動(dòng)和加速時(shí)的車身縱傾 (即所謂“點(diǎn)頭”和“后仰” )。 （ 8） 制造成本低。 良好的汽車行駛平順性不僅能保證乘員的舒適與所運(yùn)貨物的 完整無(wú)損，而且還可以提高汽車的運(yùn)輸生產(chǎn)率、降低燃油消耗、延長(zhǎng)零件的使用壽命及提高零件的工作可靠性等。在一定隨機(jī)路面不平度的輸入下，車身加速度的均方根值的大小，取決于車身加速度 Z 對(duì)路面