【正文】 雙筒式液力減振器工作原理 雙筒式液力減振器雙筒式液力減振器的工作原理如圖 71所示。此時，孔與油液見的摩擦力及液體分子內(nèi)摩擦便行程對振動的阻尼力，使車身和車架的振動能量轉(zhuǎn)換為熱能，被油液 所吸收，然后散到大氣中。 ???? ??????? CCCK 43 ?????FwN 滿載時有： 彈簧動撓度： dDFfG imWds 438? (610) 帶入數(shù)據(jù)得： 843668 1210 90 443 ??? ????f ds 彈簧最大扭轉(zhuǎn)應(yīng) : 90 102 42 ??? ?????? imGdDKf dsd ??N/ (611) 帶入數(shù)據(jù)得 ??d N/ [錯誤 !未找到引用源。 =8+=10 彈簧節(jié)距： t=(— )Dm —— GB/T1239[1692]圓柱螺旋彈簧 取 t== 90=27mm 彈簧間距：δ =td —— GB/T1239[1692]圓柱螺旋彈簧 δ =2712=15mm 由于設(shè)計彈簧為兩端圈磨平，因此彈簧自由高度為： 取 錯誤 !未找到引用源。鋼板彈簧是汽車最早使用的彈性元件，由于存在諸多設(shè)計不足之處，現(xiàn)逐步被其它種類彈性元件所取代，本設(shè)計選擇螺旋彈簧。此結(jié)構(gòu)也為無主銷結(jié)構(gòu)。這一方面是考慮到布置發(fā)動機方便，另一方面也是為了得到理想的懸架運動特性。運用此圖的步驟如下： 先根據(jù)設(shè)計的允許前俯角 (在 O． 5g 時為 1186。至于采取哪種方案好，要與上下橫臂在縱平面內(nèi)的布置一起考慮。 橫向平面內(nèi)上、下橫臂的布置方案 比較圖 56 a、 b、 c三圖可以清楚地看到，上、下橫臂布置不同，所得側(cè)傾中心位置也不 同，這樣就可根據(jù)對側(cè)傾中心位置的要求來設(shè)計上、下橫臂在橫向平面內(nèi)的布置方案。圖 55給出了六種可能布置方案的主銷后傾角值隨車輪跳動的曲線。 設(shè)計時首先要確定 (與輪距變化有關(guān)的 )前懸架的側(cè)傾中心高度，然后確定后懸架的側(cè)傾中心高度。當(dāng)橫臂相互平行時， P 點位于無窮遠 處。并使車輪與車身的傾斜同向，以增強不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)。 廣西科技大學(xué)（籌） 2021屆畢業(yè)設(shè)計說明書 18 懸架剛度計算 本次設(shè)計車型參考奧迪 R8，發(fā)動機中置四驅(qū)。 懸架的工作行程由靜撓度與動撓度之和組成。 架型式、導(dǎo)向桿系的布置以及懸架參數(shù)的選擇等對汽車性能的影響，并不是孤立的，而是存在著一定的內(nèi)在聯(lián)系。02kFY (317) 廣西科技大學(xué)（籌） 2021屆畢業(yè)設(shè)計說明書 16 圖 38 左右車輪垂直載荷再分配時側(cè)偏剛度 由上圖 39 可知，平均側(cè)偏剛度 39。有的汽車甚至?xí)牟蛔戕D(zhuǎn)向變?yōu)檫^多轉(zhuǎn)向。 廣西科技大學(xué)（籌） 2021屆畢業(yè)設(shè)計說明書 14 圖 36 等效彈簧 參照上圖 37，當(dāng)車廂發(fā)生小側(cè)傾角 dr? 時，等效彈簧的變形量為 ? 2B dr? ,故車廂受到的彈性恢復(fù)力偶矩為 dT=dr? 懸架側(cè)傾角剛度為 ?K = 21 1k 2B (312) 式中 1k 一側(cè)懸架的線剛度； B— 為輪距。 廣西科技大學(xué)（籌） 2021屆畢業(yè)設(shè)計說明書 13 (1) 懸架的線剛度 [17] ~[18] 懸架的線剛度指的是車輪保持在地面上 ,車身作垂直運動時，單位車身位移時，懸架系統(tǒng)給車身的總彈性恢復(fù)力。在離心力的作用下，使轉(zhuǎn)彎半徑變大的特性稱為不足轉(zhuǎn)向，反之，稱為 過度轉(zhuǎn)向。使其頻率接近 人體所習(xí)慣的步行時的身體上、下運動的頻率。 隨阻尼比 ? 增大，在低頻共振區(qū)幅頻特性｜ ,2z /,q ｜ 峰值下降， 車身加速度均方根值，提高平順性。 目前，在懸架設(shè)計中，只不過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。其剛度 G 是常數(shù)。 懸架的動撓度 df 是指從滿載靜平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允許的最大變形 (通常指緩沖塊壓縮到其自由高度的 1／ 2 或 2／ 3)時，車輪中心相對車架 (或車身 )的垂直位移。在一定隨機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 對路面不平度 g 的幅頻特性“｜ Z /g｜”，與車身在懸架上振動的固有頻率 n、非周期性系數(shù) ? 及非簧載質(zhì)量 m的大小有關(guān)。 懸架設(shè)計可以大致分為結(jié)構(gòu)型式及主要參數(shù)選擇和詳細設(shè)計兩個階段，有時還要反復(fù)交叉進行。 經(jīng)常用的是雙向作用的，具有非對稱特性及卸荷閥的減振器。該振動系統(tǒng)也決定了汽車承載系和行駛系許多零部件的動載，并進而影響到這些零件的使用壽命。汽車懸架系統(tǒng)的研究 與設(shè)計的領(lǐng)域 也相應(yīng)地分為兩大部分：一是對汽車平順性產(chǎn)生主要影響的懸架特性；另一是對汽車操縱穩(wěn)定性產(chǎn)生主要影響的懸架特性 。 彈性元件受沖擊后會產(chǎn)生持續(xù)的振動，使乘坐不適，因此，設(shè)有減振器將振動迅速衰減，使振幅迅速減小。 懸架基本概念 懸架概念 保證車輪或車橋與汽車承載系統(tǒng) (車架或承載式車身 )之間具有彈性聯(lián)系并能傳遞載荷、緩和沖擊、衰減振動以及調(diào)節(jié)汽車行駛中的車身位置等有關(guān)裝置的總稱 。我國汽車產(chǎn)業(yè)在經(jīng)過半個世紀的發(fā)展，已經(jīng)初具規(guī)模，但是面臨著能源緊張、技術(shù)落后、自主品牌嚴重缺乏以及國際競爭加劇帶來的壓力。目前適用于中大型的貨卡車上 。 鋼板彈簧簡介 鋼板彈簧是 汽車懸架 中應(yīng)用最廣泛的一種彈性元件，它是由若干片等寬但不等長（厚度可以相等，也可以不相等）的合金彈簧片組合而成的一根近似等強度的彈性梁。 為了完成 2 項功能，懸架使用了彈簧和減震器。導(dǎo)向裝置由導(dǎo)向桿系組成，用來決定車輪相對于車架 (或車身 )的運動特性，并傳遞除彈性元件傳遞的垂直力以外的各種力和力矩。 它最主要的功能是傳遞作用在車輪和車架 (或車身 )之間的一切力和力矩，緩和路面?zhèn)鹘o車架（或車身）的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，以保證 汽車的行駛平順性。在 最后，對本次設(shè)計做出總結(jié)。非獨立懸架的鮮明特色是左、右車輪之間由一剛性梁或非斷開式車橋聯(lián)接，當(dāng)單邊車輪駛過凸起時，會直接影響另一側(cè)車輪。鋼板彈簧懸架中的鋼板彈簧不僅用作彈性元件而且兼起導(dǎo)向的作用。為了使得在彈性變形時各片有相對滑動的可能，在主片卷耳與第二片包耳之間留有較大的空隙。國內(nèi)能夠生產(chǎn)高檔次汽車鋼板懸架彈簧的企業(yè)只有 4 家：一汽集團遼陽汽車彈簧廠、東風(fēng)汽車懸架彈簧有限公司、重慶紅巖汽車彈簧廠、山東汽車彈簧廠，他們都具有生產(chǎn)多種疊片簧、漸變剛度彈簧 、少片變截面鋼板彈簧和雙曲率半徑及平直段的汽車鋼板彈簧的能力。 2 對螺旋彈簧進行結(jié)構(gòu)強度分析 介紹鋼板彈簧懸架結(jié)構(gòu)強度分析方法和過程。此外，懸架中確保車輪與車架或車身之間所有力和力矩可靠傳遞并決定車輪相對于車架或車身的位移特性的連接裝置統(tǒng)稱為導(dǎo)向機構(gòu)。 (2) 獨立懸架中沒有這樣的剛性梁，左右車輪各自 “ 獨立 ” 地與車架或車身相連或構(gòu)成斷開式車橋，按結(jié)構(gòu)特點又可細分為橫臂式、縱臂式、斜臂式等。懸架彈性運動學(xué)是闡述由于輪胎和路面之間的力和力矩引起的車輪定位等主要懸架參數(shù)的變化特性。由于懸架的參數(shù)影響到許多整車特性，并且涉及其他總成的布置，因而一般要與總布置共同協(xié)調(diào)確定。 懸架是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力矩，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的振動，以保證汽車能平順行駛。 目前主要參照國際標準 ISO2631 來評價汽車平順性，它把乘員承受的疲勞 降低工效界限表示為振動加速度均方根值隨頻率變化的函數(shù)。 由試驗得知，為了保持汽車具有良好的平順性，車身振動的固有頻率應(yīng)接近人體所習(xí)慣的步行時的身體上、下運動的頻率 1～ (60～ 85 次 /min)，振動的加速度的極限允許值為 ～ 。各種車型廣西科技大學(xué)（籌） 2021屆畢業(yè)設(shè)計說明書 9 車身固有頻率 0n 的實用范圍為：貨車 ～ 2Hz；旅行客車 ～ ；高級轎車 1～。這時，在曲線上任意點 M，必須滿足 P／ MC =f= cf =常數(shù) (35) 式中 P— 特性曲線上任意點 M 的載荷； MC — 任意點 M 的懸架剛度； f— 求剛度 MC 時的次切矩 (不是懸架從原點的變形 )，也有人稱 f 為懸架的折算靜撓度； 廣西科技大學(xué)（籌） 2021屆畢業(yè)設(shè)計說明書 10 cf — 在靜載荷 cp 時，為汽車獲得較為良好平順性所要求的懸架靜撓度。 c―減振器的衰減能力很強的情況，車身沒有振動，車身的位移很快恢復(fù)到原位。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，廣西科技大學(xué)（籌） 2021屆畢業(yè)設(shè)計說明書 12 可以減小高頻共振區(qū)車身振動加速度和減少車輪離開地面的機率。 懸架與汽車操縱穩(wěn)定性 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)過干擾后在一定時間內(nèi)恢復(fù)穩(wěn)態(tài)工況的性能。但側(cè)傾中心過高會使車身傾斜時輪距變化大，加速輪胎的磨損。即： Δ ZF ／ Δ tS (311) (2) 懸架的側(cè)傾角剛度 [19] 車身側(cè)傾時受到懸架的彈性恢復(fù)力偶矩，可以用等效彈簧的概念來進行分析。） 側(cè)傾時垂直載荷對穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的影響 在正常工作狀態(tài)下，汽車左、有車輪的垂直載荷大體上是相等的。由于左、右車輪的側(cè)偏角相等，故有 YF =1k α +rk α (315) 或 α =rYkkF?1 (316) 若令 39。 由此可知，在側(cè)向力作用下，若汽車前軸左、右車輪垂直載荷變動量較大，汽車趨向于增加不足轉(zhuǎn)向量；若后鈾左、右車輪垂直載荷變動量較大，汽車趨于減少不足轉(zhuǎn)向量一般應(yīng)使汽車有適度的不足轉(zhuǎn)向特性。轎車對平順性的 要求最高，客車次之，載貨車更次之。故選擇動撓度為 8cm 即：?df 80mm。 3） 汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，應(yīng)使車身側(cè)傾角小。 導(dǎo)向機構(gòu)的布置參數(shù) 側(cè)傾中心 雙橫臂式獨立懸架的側(cè)傾中心由如圖 51 所示方式得出。平行是為了使得在曲線行駛時前、后軸上的輪荷變化接近相等，從而保證中性轉(zhuǎn)向特性（保證轉(zhuǎn)向特性這并不是唯一的措施）；而盡可能高則是為了使車身的側(cè)傾限制在允許范圍內(nèi)。 廣西科技大學(xué)（籌） 2021屆畢業(yè)設(shè)計說明書 21 圖 53 雙橫臂式獨立懸架的縱傾中心 懸架橫臂的定位角 獨立懸架中的擺臂鉸鏈軸大多為空間傾斜布置。 4 方案：彈簧壓縮后傾角減小，拉伸時增大； 5 方案：彈簧壓縮后傾角減小，拉伸時增大； 6方案：彈簧壓縮后傾角增大，拉伸時減小。上下橫臂軸斜置角不同的組合方案，對車輪跳動時前輪定位參數(shù)的變化規(guī)律有很大的影響。當(dāng)車輪上調(diào)時，懸架壓縮 10mm，主銷后傾角變化范圍為 10′ ~40′。 圖 58 選擇上、下橫臂軸線縱向傾角的線圖 充分考慮，本次設(shè)計按照圖 57b）方案進行布置。根據(jù)我國轎車設(shè)計的經(jīng)驗，在初 選尺寸時， L1/L2 取 為宜。使人不會造成傷害及不舒服的感覺；對貨物可減少其被破壞的可能性。由導(dǎo)向機構(gòu)及安裝要求得： Lw= mm。K — 曲度系數(shù)，為考慮簧圈曲率對強度影響的系數(shù)， CCCK 1439。 第 7章 振器的結(jié)構(gòu)類型與主要參數(shù)的選擇 減振器的功能是吸收懸架垂直振動的能量，并轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉，使振動迅速衰減。與筒式液力減減振器振器相比，搖臂式減振器的活塞行程要短得多，因此其工作油壓可高達7530MPa，而筒式只有 。當(dāng)車輪。由于庫侖摩擦力隨相對運動速度的提高而減小，并且很易受油、水等的影響，無法滿足平順性的要求，因此雖然具有質(zhì)量小、造價低、易調(diào)整等優(yōu)點，但現(xiàn)代汽車上已不再采用這類減振器。 小結(jié) 綜上可以最終選定彈簧的參數(shù)為：彈簧鋼絲直徑 d=12mm，彈簧中徑 Dm=90mm，彈簧外徑 D=102m，彈簧有效工作圈數(shù) i=8。 =8 27+12=228mm 彈簧校核 彈簧剛度的計算公式為：iDGdC mS 348? (66) 代入數(shù)據(jù)計算可得彈簧剛度 SC 為： 廣西科技大學(xué)（籌） 2021屆畢業(yè)設(shè)計說明書 31 90 3 4434 ??? ???? iDGdC mSN/mm 彈簧選擇符合剛度要求。雙橫臂式獨立懸架的懸架剛度 C的計算方法 ,如下圖所示 : 圖 61 雙橫臂式獨立懸架的懸架剛度 C 的計算方法 懸架剛度 C和彈簧剛度 Cs 關(guān)系： CsiCOSC m 2????????? ?