【正文】 60 6800 8000 () () () 8 10 200 780 790 8500 9650 () () () 8 10 12 220 810 820 9700 11050 12400 () () () 表 210國產(chǎn)汽車輪胎的規(guī)格、尺寸及使用條件 本章小節(jié) 本章完成了汽車的總體設計部分，包括汽車主要參數(shù)的選擇 以及 發(fā)動機和輪胎的選擇。 4）汽車制動或加速時要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾；轉(zhuǎn)彎時車身側(cè)傾角要合適。 獨立懸架的優(yōu)點是： 簧下質(zhì)量??；懸架占用的空間?。粡椥栽怀惺艽怪绷?，所以可以用剛度小的彈簧，使車身振動頻率降低，改善了汽車的行駛平順性；由于采用斷開式車軸，所以能降低發(fā)動機的位置高度，使整車的質(zhì)心高度下降，改善了汽車的行駛穩(wěn)定性；左、右車輪各自獨立運動互不影響，可減小車身的傾斜和振動，同時在起伏的路面上能獲得良好的地面附著能力； 獨立懸架主要用于 轎車和部分輕型貨車、客車及越野車 。若主銷后傾角變化大，容易使轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生擺振；若車輪外傾角變化大，會影響汽車直線行駛穩(wěn)定性，同時也會影響輪距的變化和輪胎的磨損速度。 前懸架采用縱置鋼板彈簧非獨立懸架時，因前輪容易發(fā)生擺振現(xiàn)象，不能保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性，所以汽車的前懸架多采用獨立懸架。在中型車上能放下大型發(fā)動機，在小型車上也能放下中型發(fā)動機，讓各種發(fā)動機的匹配更靈活。橫向穩(wěn)定桿的拉桿 5 的上球鉸固定在支架 4內(nèi)。如圖 34所示。 汽車前、 后懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性的主要參數(shù)之一。考慮到貨車前、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。選定偏頻以后，再利用式 (4— 2)即可計算出懸架的靜撓度。 （ 3）懸架側(cè)傾角剛度及其在前、后軸的分配 懸架側(cè)傾角剛度系指簧上質(zhì)量產(chǎn)生單位側(cè)傾角時懸架給車身的彈性恢復力矩。 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 26 頁 此外，還要求汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，在 0． 4g的側(cè)向加速度作用下，前、后輪側(cè)偏角之差 δ1δ2應當在 1176。可以通過振動時螺旋彈簧位置的改變來尋找?guī)缀侮P(guān)系根據(jù)已知的懸架靜撓度來求出螺旋彈簧的靜撓度，如圖 41所示： 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 27 頁 圖中 cf —— 前懸架的靜撓度，已知 cf =； 1cf —— 螺旋彈簧的靜撓度。 ，輪距變化大會引起輪胎早期磨損。 2)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，應使車身側(cè)傾角小，并使車輪與車身的傾斜反向，以減小過多轉(zhuǎn)向效應。 4)汽車制動時，應使車身有抗前俯作用；加速時，有抗后仰作用。故設計符合強度要求。對轎車，前、后懸架側(cè)傾角剛度比值一般為 1． 4～ 2． 6。貨車車身側(cè)傾角不超過 6176。 對于轎車 /dcff的值應不小于 ，大客車應不小于 ，載貨汽 車 。原則上轎車的級別越高，懸架的偏頻越小。 在選取前、后懸架的靜撓度值1cf和2cf時，應當使之接近，并希望后懸架的靜撓度2cf比前懸架的靜撓度1cf小些，這有利于防止車身產(chǎn)生較大的縱向角振動。 本章小節(jié) 本章對汽車的懸架 做了 系統(tǒng)的 介紹，并對各種懸架的結(jié)構(gòu)型式和性 能特點進行了 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 23 頁 分析， 確定了前后懸架的類型為前麥弗遜式獨立懸架和后 斜置單臂式獨立懸架 。副車架 6是為了車身連接而采 用的。當車輪上跳時，輔助彈簧壓在管 1的封蓋上。我們知道，汽車懸架屬于運動部件，運動部件越輕，那么懸架響應速度和回彈速度就會越快，所以懸架的減震能力也就越強；而且懸架質(zhì)量減輕也意味著彈簧下質(zhì)量減輕，那么在車身重量一定的情況下，舒適性 也越好。因此，懸架占用的空間尺寸也用來作為評價指標之一。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。這種懸架主要用在總質(zhì)量大些的商用車前、后懸架以及某些乘用車的后懸架上。 2）具有合適的衰減振動能力。但子午線輪胎制造較困難、造價不如斜交輪胎。對于在良好路面上行駛，車速不高的貨車，此系數(shù)允許取 。 （ 2） 發(fā)動機主要性能指標的選擇 1） 發(fā)動機最大功率 maxep 3m a x m a x m a x1 3 6 0 0 7 6 1 4 0a De a aTm g f CAp v v? ???????? 式中： maxep — 發(fā)動機最大功率， kw ； 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 14 頁 T? — 傳動系的傳動效率，對單級主減速器驅(qū)動橋的 42? 式汽車取 ? ? ； am — 汽車總質(zhì)量， kg ； g — 重力加速度， 2/ms ； f — 滾動阻力系數(shù)，對載貨汽車取 。直列式的結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、造價 低廉、工作可靠、寬度小、易布置，因而在中型及以下的貨車上和排量不大的轎車上使用。 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 13 頁 1) 汽油機與柴油機的選擇 與汽油機相比，柴油機具有燃料經(jīng)濟性好，工作可靠，壽命長，使用成本低及排污少等優(yōu)點。這些參數(shù) 取值主要是根據(jù)汽車的類型和道路條件 ., 其范圍見 表 28: 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 12 頁 車型 minh /mm ? /（ 176。比功率是評價汽車動力性能如速度性能和加速性能的綜合指標，比轉(zhuǎn)矩則反映了汽車的比牽引力和牽引能力。 1） 直接檔最大動力因數(shù) 0maxD 0maxD 的選擇主要是根據(jù)對汽車加速性和燃油經(jīng)濟性的要求，以及汽車類型、用途和道路條件而異。除包括汽車的整備質(zhì)量及裝載量外，載貨汽車還應計入駕駛室坐滿人的質(zhì)量。輕型及以上的貨車的后懸一般在 ~。如圖 21，兩軸汽車在轉(zhuǎn)向時，若不考慮輪胎的側(cè)向偏離，則為了滿足內(nèi)外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角間的匹配應保證當汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，全部車輪繞同一瞬時轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，各車輪只有滾動而無側(cè)滑的要求其內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪理想 的轉(zhuǎn)角關(guān)系如圖 21 所示，由下式?jīng)Q定： 0c o t c o t i CO D O KB D L?? ?? ? ? 其中內(nèi)輪最大轉(zhuǎn)角 0 ? ? ，外輪最大轉(zhuǎn)角 ?? ，軸距 L=3200mm，可計 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 8 頁 算出 K=964mm。由圖可知，當外轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角達到最大值 max? 時，轉(zhuǎn)彎半徑 R為最小。 （ 2） 軸距 L 軸距 L 的選擇要考慮它對整車其他尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)和使用性能的影響。 （ 2） 驅(qū)動形式 汽車的用途、總質(zhì)量和對車輛通過性能的要求等，是影響選取驅(qū)動形式的主要因素。 電動器件的優(yōu)越性， 將會取代液壓器件。由于主動懸架采用了大量的傳感器、單片機、輸出輸入電路和各種接口，元器件的增加降低了懸架的可靠性，所以加大元件的集成程度，是一個不 可逾越的階段。 半主動懸架的研究集中在兩個方面： 1）執(zhí)行策略的研究； 2）執(zhí)行器的研究。 豐田、洛特斯、沃爾沃、奔馳等在汽車上進行了較為成功的試驗。工作原理是：根據(jù)簧上質(zhì)量相對車輪的速度響應、 加速度響應等反饋信號， 按照一定的控制規(guī)律調(diào)節(jié)彈簧的阻尼力或者剛度．半主動懸架產(chǎn)生力的 方式與被動懸架相似 ， 但其阻尼或剛度系數(shù)可根據(jù)運行狀態(tài)調(diào)節(jié)，這和主動懸架極為相似． 有 級式半主動懸架是將阻尼分成幾級，阻尼級由駕駛員根據(jù)“路感” 選擇或由傳感器信號自動選擇。 本論文的研究內(nèi)容 是根據(jù)給定參數(shù)對汽車進行總體設計，然后對前后懸架進 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 2 頁 行設計匹配，滿足前后懸架的偏頻要求。獨立懸架按車輪運動形式可分為如下 3 種： 1）車輪在汽 車橫向平面內(nèi)擺動的懸架（橫臂式獨立懸架，分為單橫臂式和雙橫臂式 ） 。 為了 防止車身在轉(zhuǎn)彎時發(fā)生過大的橫向側(cè)傾 ，為前 后 懸架 各 匹配了一個橫向穩(wěn)定桿，提高 懸架的 側(cè)傾剛度 。 懸架既要滿足汽車的舒適性要求，又要滿足其操縱穩(wěn)定性的要求，而這兩方面又是互相對立的。 在完成 汽車的總體設計的基礎上 ， 分析 懸架 的 類型及結(jié)構(gòu)特點 ， 為汽車 選擇前后懸架的類型。典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、導向機構(gòu)以及減震器等組成，個別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。 非獨立懸架：特點是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，車輪連同車橋一起通過彈性元件懸掛在車架或車身上。 它是一系列路況的折中，很難適應各種復雜路況，減 振的效果較差。 隨著道路交通的不斷發(fā)展， 汽車車速有了很 犬的提高，被動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 懸架。 在半主動和主動懸架的研究 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 3 頁 方面起步晚，與國 外的差距大。在國外，改變減振液粘性的方法主要有電流變液體和磁流變液體兩種。運用磁蓄能原理，結(jié)合參數(shù)估計自校正控制器，可望設計出高性能低功耗的電磁蓄能式 自適應主動懸架， 使主動懸架 由理論轉(zhuǎn)化 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 4 頁 為實 際應用。完成汽車的總體設計及懸架的主要結(jié)構(gòu)元件 螺旋 彈簧等的設計 ，然后對前后懸架進行設計匹配，滿足前后懸架的偏頻要求。 汽車主要參數(shù)的選擇 汽車主要尺寸的確定 汽車的主要尺寸參數(shù)包括 外廓尺寸、 軸距、輪距、總長、總寬、前 懸 、后懸、接近角、離去角、最小離地間隙等。因此，在選擇軸距時應綜合考慮有關(guān)方面的影響。但輪距也不宜過大，否則，會使汽車的總寬和總質(zhì)量過大。前懸的長度與汽車的類型、驅(qū)動形式、發(fā)動機的布置形式和駕駛室的形式以及布置密切相關(guān)。 其中裝載質(zhì)量的參數(shù)已給定，即 Gm = （ 1） 汽車的整備質(zhì)量 0m 汽車的整備質(zhì)量就是汽車經(jīng)整備后在完備狀態(tài)下的自身質(zhì)量，即指汽車 在 加滿 燃料、輪滑油 、工作油液及發(fā)動機冷卻水和裝備齊全后但未載人、貨時的質(zhì)量。因此，在總體設計時應根據(jù)汽車的布置型式、使用條件及性能要求合理地選定其軸荷分配。 汽車類別 0maxD maxID 最高車速 比功率 比轉(zhuǎn)矩 輕型貨車 ~ 6amt? ~ ~ 90~120 15~21 38~44 表 26 輕型載貨汽車的動力性參數(shù)的取值范圍 根據(jù)表 26， 可以初步選取直接檔動力因數(shù)為： 0max ? 。該值越小燃油經(jīng)濟性越好。 離去角： ? =26176。 在選用發(fā) 動機型式時，除了上述因素外，還要考慮燃料使用的平衡，汽油大部分供應汽車，而柴油用途廣泛，需要的部門多。 3) 發(fā)動機冷卻形式的選擇 發(fā)動機按冷卻方式分為水冷和風冷發(fā)動機兩種，后者的優(yōu)點是冷卻系統(tǒng)簡單，維修方便，對沙漠和異常氣候環(huán)境的適應性好，但存在冷卻不均，消耗功率大和噪聲大等缺點，在汽車上應用不多，只在 22kW 以下的小發(fā)動機和軍用越野車上有所應用。 在輪胎的選 擇上需要遵循的基本原則是： 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 15 頁 （ 1） 滿足輪胎負荷的要求 所選輪胎在使用中承受的靜負荷值應等于或接近輪胎的靜負荷值，我國各種汽車的輪胎和輪輞的規(guī)格及其額定負荷可查輪胎的國家標準。轎車及輕型貨車的車速高，動負荷大，系數(shù)應取下限；重型貨車，重型自卸車的車速低，此系數(shù)可略偏高。 西南交通大學本科 畢業(yè)設計 第 17 頁 第 3 章 汽車懸架方案的選擇 懸架的設計要求 懸架是保證車輪或車橋與汽車承載系統(tǒng)之間具有彈性聯(lián)系并能傳遞載荷、緩和 路面沖擊 、衰減振動以