【正文】 第二類是直接從國(guó)外引進(jìn)的車用空氣懸架系統(tǒng)。而一個(gè)車用鋼板彈簧系統(tǒng)的價(jià)格，只有一萬(wàn)多元。這和媒體的呼吁有關(guān)。謝謝你們給了我最美好的回憶。但 汽車行駛的路面不可能絕對(duì)的平坦 ， 即使是剛鋪好的公路 只要 有細(xì)微的缺陷， 也是與 汽車的車輪 相聯(lián)系的 。 對(duì)在 發(fā)動(dòng)機(jī) 工作力量上開動(dòng)的汽車上 的煙酒 被稱為車輛動(dòng)力學(xué)研究， 需要了解其中的一些概念來(lái)理解為。 在本文 中，我們將探討汽車懸架如何工作，多年來(lái)如何的發(fā)展和未來(lái)中的走向。 感謝我的老師們，是你們傳授我技能，尤其感謝我的指導(dǎo)老師 武志斐老師，他不辭辛苦幫我修改論文，讓我學(xué)習(xí)到更多的知識(shí)，并且抽空給我講解有關(guān)制圖方面的技巧以及給我的畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了一些好的例據(jù)，讓我能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成基本任務(wù)。中國(guó)車用空氣懸架系統(tǒng)行業(yè)應(yīng)當(dāng)走產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的道路，把高校的技術(shù)理論優(yōu)勢(shì)和企業(yè)實(shí)踐有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。 3）經(jīng)濟(jì)性分析 一個(gè)最便宜的車用空氣懸架系統(tǒng)，其價(jià)格也是三四萬(wàn)元。西安沃爾沃、常州依維柯、亞星奔馳等引進(jìn)車型上的空氣懸架系統(tǒng)就屬于這一類。 30 7 技術(shù)與經(jīng)濟(jì)性分析 1）技術(shù)背景 車用空氣懸架系統(tǒng)是流行于當(dāng)今發(fā)達(dá)國(guó)家汽車行業(yè)的先進(jìn)產(chǎn)品。 D 根據(jù)伸張行程的最大卸荷力 0F 計(jì)算工作缸直徑 D 28 ? ?)1(4 20?? p FD ? （ 6－ 7） 式中， ??p 為工作缸最大允許壓力，取 3～ 4Mpa； ? 為連桿直徑與缸筒直徑之比，雙筒式減振器取 ? ＝ ～ ，單筒式減振器取 ? ＝ ～ 。 減振器如圖 6－ 3b 所示安裝時(shí)，減振器的阻尼系數(shù)占用下式計(jì) 算 ????222cos2a nms? (6－ 4) 式中， a為減振器軸線與鉛垂線之間的夾角。兩者之間保持 Y? ＝ (～ ) S? 的關(guān)系。該圖具有如下特點(diǎn)：阻力－速度特性由四段近似直線線段組成，其中壓縮行程和伸張行程的阻力－速度特性各占兩段；各段特性線的斜率是減振器的阻尼系數(shù) vF/?? ，所以減振器有四個(gè)阻尼系數(shù)?；钊锨挥蛪荷撸魍ㄩy關(guān)閉，上腔內(nèi)的油液推開伸張閥流入下腔。 (3) 當(dāng)車橋（或車輪）與車橋間的相對(duì)速度過(guò)大時(shí)，要求減振器能自動(dòng)加大液流量，使阻尼力始終保持在一定限度之內(nèi)，以避免承受過(guò)大的沖擊載荷。 設(shè)計(jì)減振器時(shí)應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求是，在使用期間保證汽車行駛平順性的性能穩(wěn)定。汽車車身和車輪振動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的液體在流經(jīng)阻尼孔時(shí)的摩擦和液體的粘性摩擦形成了振動(dòng)阻力，將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并散發(fā)到周圍空氣中去，達(dá)到迅速衰減振動(dòng)的目的。如果發(fā)生在后輪，會(huì)使汽車增加了過(guò)多轉(zhuǎn)向的可能。 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(diǎn)橡膠件變形，穩(wěn)定桿側(cè)傾角剛度會(huì)減小 15%30%。 根據(jù)質(zhì)心公式，簧載質(zhì)量質(zhì)心高度為： ngg GG RGhGS ? ???? （ 52） 式中： G為滿載整車質(zhì)量， G=25000kg； nG 為非簧載總質(zhì)量， nG =2500kg； cR 為車輪靜力半徑， cR =540mm； gh 為滿載時(shí)整車重心高度， gh =1800mm。橫向穩(wěn)定桿帶來(lái)的不利因素有：當(dāng)汽車在坑洼不平的路面行駛時(shí)，左右輪之間有垂向相對(duì)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(huì)影響汽車的平順性 ]11[ 。還可以將上面的兩根推力桿傾斜布置，構(gòu)成一個(gè)三角形架，他和下面的兩根縱向推力桿構(gòu)成一個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)。其中，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)發(fā)揮著非常重要的作用。在 18 設(shè)計(jì)車身高度調(diào)節(jié)器時(shí)，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(dòng)作 ]9[ 。 在靜平衡位置時(shí)，有 0pp? ， 0VV? ，代人式 (4－ 6)可得到靜平衡位置的彈簧剛度為 dfdAppAVkpC e ffae ff )(200 ??? （ 4－ 7） 從中可以看出，要想獲得較軟的剛度，應(yīng)該增大 0V ，但在布置上又不允許占用過(guò)高的空間，因而常常采用增加輔助氣室的辦法來(lái)達(dá)到增大 0V ，減小剛度的目的。 2） 頻率與有效面積的變化率 LAe?? 有關(guān)， LAe?? 越大 n 越高。 對(duì)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 eAP/2 ，將參數(shù)代入式子（ 41）得到 后懸空氣彈簧剛度2C =。 設(shè)前懸架非簧載質(zhì)量按 500kg 計(jì)算，前懸架每支空氣彈簧的承受負(fù)載為 i GGiGG usm 1111 ??? 15 式中： G1 為前懸軸載荷為 6370kg， i為空氣彈簧個(gè)數(shù)， 1sG 為前懸簧載質(zhì)量， 1uG 為前懸非簧載質(zhì)量。 由式 （ 4一 l） 可知，空氣彈簧的有效承壓 面 積及其交化率對(duì)空氣彈簧剛度的影響顯著。 以橡膠囊為主要元件的囊式空氣彈簧，在用來(lái)承受內(nèi)壓張力的鋼質(zhì)腰環(huán)分割下來(lái)，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(jiǎn)單，制造容易，因此成本低；又因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)橡膠膜的曲率變化小，所以使用壽命長(zhǎng)。 鋼板彈簧非獨(dú)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 ]6[ 。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(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)。要求懸架應(yīng)有足夠的動(dòng)撓度，防止破壞路面上行駛時(shí)經(jīng)常碰撞緩沖塊。 用途不同的汽車，對(duì)平順性要求不一樣。為了減小汽車的角振動(dòng)，一般汽車前、后懸架偏頻之比約為 21/nn =。前輪定位參數(shù)有 主銷內(nèi)傾角 為 3176。 10 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。延時(shí)機(jī)構(gòu)由緩沖彈簧和油壓減振器組成。因此要有一定的強(qiáng)度，布置的方式要合理。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(shí)可沿該壁面發(fā)生變形，受壓面積隨變形而變化。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。但如果阻尼過(guò)大又會(huì)使反應(yīng)遲鈍并向車身傳遞過(guò)多的高頻振動(dòng)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。 7 2 空氣懸架結(jié)構(gòu) 空氣懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 空氣懸架系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) 空氣彈簧懸架具有變剛度、剛度小、振動(dòng)頻率低、車身高度不變等優(yōu)點(diǎn)?？諝鈶壹芡怀龅膬?yōu)點(diǎn)是平順性好，維修少，壽命長(zhǎng)，對(duì)承運(yùn)的乘客和貨物的保護(hù)比鋼板彈簧懸架有著很大的提高，而對(duì)整車和路面的損壞程度也大大減少。在空載或少量載荷時(shí)貨車的平順性及其差，這樣會(huì)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?，F(xiàn)代轎車大都是采用獨(dú)立式懸架，按其結(jié)構(gòu)形式的不同，獨(dú)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。 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)螺旋彈簧 只具備緩沖作用，多用于轎車獨(dú)立懸掛裝置。 (1)空氣彈簧 空氣彈簧是由橡膠囊所圍成的一個(gè)密閉容器，在其中貯入壓縮空氣，利用空氣的可壓縮性實(shí)現(xiàn)其彈簧的作用。沖擊力傳到車架和車身時(shí)，可能引起汽車機(jī)件的早期損壞，傳給乘員和貨物時(shí)，將使乘員感到極不舒適，貨物也可能受到損傷。由于汽車行駛的路面不可能絕對(duì)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(shí)，這種沖擊力將達(dá)到很大的數(shù)值。 (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(lái)，主要有空氣彈簧，鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧等 。鋼板彈簧除具有緩沖作用外，還有一定的減震作用。彈性系統(tǒng)在受到?jīng)_擊后，將會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，減震器可以使振幅迅速減小，以避免持續(xù)的振動(dòng)給駕駛員的不舒適和疲勞。不過(guò)，獨(dú)立懸架存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修不便的缺點(diǎn)。載貨汽車空載時(shí)汽車的舒適性會(huì)比滿載時(shí)差的很多，尤其是大型工程運(yùn)輸車在凹凸不平的路面甚至是露天礦山上長(zhǎng)時(shí)間往返的行駛時(shí)，這種情況更加明顯。 懸架技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 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(lái)越多。 懸架設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 對(duì)懸架提出的設(shè)計(jì)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(dòng)的能力 ； （ 3） 保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性 ； （ 4） 汽車制動(dòng)或加速時(shí)，要保證車身穩(wěn)定性，減少車身縱傾，轉(zhuǎn)彎時(shí)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、占用空間尺寸要小 ； （ 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 ?？諝庾鳛榭諝鈴椈傻墓ぷ鹘橘|(zhì)，內(nèi)摩擦極小，與板簧相比空氣彈簧本身只有少量阻尼，所以空氣懸架必須裝有阻尼器，而且其阻尼要相應(yīng)增加以達(dá)到迅速衰減振動(dòng)的目的。 (1)囊式空氣彈簧 囊式空氣彈簧是由夾有簾線的橡膠氣囊、密閉在容器中的壓縮氣體所組 成。 (2)膜式空氣彈簧 膜式空氣彈簧的構(gòu)造是在金 屬外筒與內(nèi)筒或缸筒與活塞之間放置橡皮膜，通過(guò)膜的變形實(shí)現(xiàn)整體伸縮。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向傳力機(jī)構(gòu)是空氣懸架的重要組成部件，要承受汽車的側(cè)向力，縱向力及其力矩。汽車空氣懸架的高度控制閥一般分為機(jī)械式和電磁式，按其組成可分為帶延時(shí)機(jī)構(gòu)高度控制閥和不帶延時(shí)機(jī)構(gòu)高度控制閥 由于目前在國(guó)內(nèi)空氣懸架多采用機(jī)械式高度閥，因而在此針對(duì)帶延時(shí)機(jī)構(gòu)和不帶延時(shí)機(jī)構(gòu)的兩種機(jī)械式高度闊進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。當(dāng)車輛行駛在不平路面或轉(zhuǎn)彎時(shí)，車輪產(chǎn)生跳動(dòng)或轉(zhuǎn)彎離心力都會(huì)使車架產(chǎn)生傾斜，連接在車架上的高度控制閥的控制桿就會(huì)轉(zhuǎn)過(guò)一定的角度，當(dāng)車輛載荷增加時(shí)，空氣彈簧被壓縮 ，車架整體下移，高度控制閥控制桿向上旋轉(zhuǎn)，使控制閥的充氣閥門打開，壓縮空氣經(jīng)高度控制閥向氣囊內(nèi)充氣，在氣壓的作用下，車架回升，高度控制閥的控制桿隨之向下旋轉(zhuǎn)，使控制閥的充氣閥門的開度逐漸變小直至關(guān)閉，此時(shí)車架恢復(fù)到設(shè)定高度，即空氣彈簧氣囊回升到原來(lái)的高度；當(dāng)車輛載荷下降時(shí)，空氣彈簧氣囊在其腔內(nèi)壓縮空氣的作用下伸長(zhǎng)，車架整體上移，高度控制閥控制桿向下旋轉(zhuǎn)，使控制閥的放氣閥門打開，壓縮空氣經(jīng)高度控制閥向外界排出，車架下降，高度控制閥控制桿隨之向上旋轉(zhuǎn)，使控制閥的放氣閥門的開度逐漸變小直至關(guān)閉，此時(shí)車架逐漸恢復(fù)到 設(shè)定高度 ]5[ 。整車的主要質(zhì)量參數(shù)有整車整備質(zhì)量為 9805kg，額定載質(zhì)量為 15000kg，最大總質(zhì)量為25000kg， 前軸與中軸的軸距為 3 800mm，中軸與后軸的軸距為 1380mm；前懸輪距為1958mm，后懸輪距為 1800mm；車輪靜力半徑為 540mm，滿載時(shí)整車重心高度為 1800mm。采用鋼板彈簧的載貨汽車的偏頻略高 于轎車，前懸架約為 ，后懸架則可能超過(guò) ，采用空氣彈簧后，這一數(shù)值可以進(jìn)一步降低，載貨汽車為 。 考慮到貨車的前、后軸荷的差別，推薦 12 )~( cc ff ? 。 懸架動(dòng)撓度 懸架的動(dòng)撓度 df 是指從滿載平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允許的最大形變。 懸架 的彈性特性有線性彈性特性和非線性彈性特性兩種。轎車簧上質(zhì)量在使用中雖然變化不大，但為了減少車軸對(duì)車架的撞擊，減少轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的側(cè)傾與制動(dòng)時(shí)的前俯角和加速時(shí)的后仰角，也應(yīng)當(dāng)采用剛度可變的非線性懸架。 按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，空氣彈簧可以分為囊式和膜式兩大類，囊式空氣彈簧結(jié)構(gòu)相當(dāng)簡(jiǎn)單，制造方便，但剛度較高，因而常用于大型客車、無(wú)軌電車和載貨汽車，并且常配有輔助氣室 以降低彈簧剛度，膜式空氣彈簧剛度小，適應(yīng)于用作轎車懸架，但同等空氣壓力和尺寸下其承載能力小，并且動(dòng)剛度會(huì)增大 ]7[ 。 囊式空氣彈簧的有效 面積 變化率對(duì)空氣彈簧的固有頻率的影響較大 ，當(dāng)空氣彈簧在等壓的條件下， 有效面積的變化率 LAe?? =0，本次設(shè)計(jì)選取 LAe?? =0。 根據(jù) GB/T1306191對(duì)汽車的空氣彈簧的規(guī)定，本次選取的彈簧型號(hào)為 B7380X390的囊式空氣彈簧。代入推出 2mG 為 2935kg，每個(gè)空氣彈簧受力為 2P =28763N。對(duì)于 LAe?? 較大的氣囊， H 的 影響不是很明顯。在設(shè)計(jì)空氣彈簧時(shí)，對(duì)這兩個(gè)方面都要加以考慮。 汽車在正常行駛過(guò)程中，由于垂向振動(dòng)或側(cè)傾，車身與車橋之間總會(huì)發(fā)生相對(duì)位移。 19 5 懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的概述 空氣懸架的主要組成部分除了空氣彈簧以外，還有導(dǎo)向桿件、減振器、橫向穩(wěn)定器、高度控制組件及緩沖限位部件等組成。這兩種方式不能承受側(cè)向力，需要橫向推力桿。若只在后懸架中安裝，則會(huì)使汽車趨于過(guò)多轉(zhuǎn)向。 整車側(cè)傾力臂 h的計(jì)算為： sg hSh ?? （ 51） 式中 gS 懸掛質(zhì)量重心高度 ； sh 整車側(cè)傾力矩中心高度 。根據(jù)材料力學(xué)原理可求出穩(wěn)定桿的角剛度。側(cè)傾角剛度過(guò)大而側(cè)傾角過(guò)小的汽車又缺乏汽車發(fā)現(xiàn)側(cè)翻的感覺(jué)