【正文】 目錄摘要 1Abstract 21緒論 3 3 4 52空氣懸架結(jié)構(gòu) 7 7 空氣懸架系統(tǒng)的工作原理8 3 空氣懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) 10 10 10 11 13 13............................................................... 144 懸架主要參數(shù)的確定 16 大客車(chē)的結(jié)構(gòu)參數(shù) 16 懸架靜撓度 18 懸架動(dòng)撓度 18 懸架彈性特性 195 彈性元件的設(shè)計(jì) 20 空氣彈簧力學(xué)性能 21 高度控制閥 226 懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24 懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的概述及強(qiáng)度受力計(jì)算 24 橫向穩(wěn)定桿的選擇 26 穩(wěn)定桿的橫向載荷及強(qiáng)度 26 懸架及整車(chē)的剛度 277 減振器機(jī)構(gòu)類(lèi)型及主要參數(shù)的選擇計(jì)算 30 減震器分類(lèi) 30 32總結(jié) 34參 考 文 獻(xiàn) 35致 謝 36摘要本設(shè)計(jì)書(shū)首先收集了懸架的一些知識(shí)，在此基礎(chǔ)上提出了空氣懸架優(yōu)缺點(diǎn)。空氣懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，由于空氣彈簧只能夠傳遞垂直載荷，在空氣選懸架系統(tǒng)當(dāng)中必須設(shè)置導(dǎo)向桿系來(lái)傳遞縱向力和側(cè)向力，但空氣懸架系統(tǒng)中的導(dǎo)向桿系通?；匦纬蛇^(guò)約束，在車(chē)輪跳動(dòng)過(guò)程當(dāng)中在導(dǎo)向桿內(nèi)產(chǎn)生超靜定力，導(dǎo)向桿系的 設(shè)計(jì)必須使這種超靜定力盡可能地小，導(dǎo)向桿系的設(shè)計(jì)還涉及到車(chē)輪定位參數(shù)的 變化，傳動(dòng)軸角度的 變化，與轉(zhuǎn)向系干涉等問(wèn)題，另外導(dǎo)向桿系的設(shè)計(jì)與汽車(chē)的縱傾中心，側(cè)傾中心也有密切關(guān)系。傳統(tǒng)的金屬?gòu)椈蓱壹艿墓逃蓄l率剛度一般是固定的，當(dāng)空氣彈簧質(zhì)量變化時(shí)，根據(jù)公式，則懸架系統(tǒng)的固有頻率也隨之發(fā)生變化，隨著彈簧質(zhì)量的增加，懸架系統(tǒng)的固有頻率f下降，反之f上升，如果汽車(chē)的簧載質(zhì)量變化較大的話，這種影響就更加突出。2002～2003年的大致情況是：鄭州宇通在2003年自主開(kāi)發(fā)，加上選配N(xiāo)EWWAY及Reyco的的空氣懸架，年裝車(chē)近500～800臺(tái)套；揚(yáng)州亞星年產(chǎn)客車(chē)及底盤(pán)8000多臺(tái)，其中選用Neway及Reyco的空氣懸架；東風(fēng)杭汽近兩年客車(chē)及客車(chē)底盤(pán)的產(chǎn)量都在8000～9000臺(tái)水平徘徊，先后采用Neway和科曼的空氣懸架；一汽客底主要選用Neway或Reyco的空氣懸架；廈門(mén)金龍、蘇州金龍一邊選用Neway、科曼或其他國(guó)外公司的產(chǎn)品，一邊在進(jìn)行自主開(kāi)發(fā)?！笆逡?guī)劃”預(yù)測(cè)，2005年大中型客車(chē)年需求量為12～16萬(wàn)輛(其中大型客車(chē)為3～5萬(wàn)輛，中型客車(chē)為9～11萬(wàn)輛)，2002年7月，交通部頒布實(shí)施《營(yíng)運(yùn)客車(chē)類(lèi)型劃分及等級(jí)評(píng)定》(JT/T3252002)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，新頒布實(shí)施的標(biāo)準(zhǔn)里面對(duì)大中型客車(chē)配置懸架類(lèi)型作了規(guī)定，其中高級(jí)大中型客車(chē)必須采用空氣懸架，這為空氣懸架產(chǎn)品的推廣使用創(chuàng)造了一個(gè)良好的外部環(huán)境。這些特點(diǎn)決定了空氣懸架具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)乘坐更舒適安全；(2)改善車(chē)輛的行駛平順性；(3)延長(zhǎng)輪胎和制動(dòng)片的使用壽命；(4)負(fù)載變化時(shí)車(chē)身高度不變；(5)減少電氣、空調(diào)、排氣系統(tǒng)、車(chē)橋、車(chē)身和底盤(pán)的維修成本；(6)減少對(duì)道路的沖擊，保護(hù)路面，降低高速公路的維修費(fèi)用；(7)延長(zhǎng)車(chē)輛的使用壽命并增加折舊值?？諝鈶壹芟到y(tǒng)是以空氣彈簧為彈性元件，利用氣體的可壓縮性實(shí)現(xiàn)其彈性作用的?？蛙?chē)市場(chǎng)的快速發(fā)展將大大拉動(dòng)空氣懸架的需求增長(zhǎng)。我國(guó)空氣懸架的應(yīng)用發(fā)展空氣懸架在我國(guó)的應(yīng)用落后國(guó)外幾十年，直到近幾年，隨著高檔客車(chē)制造技術(shù)的引進(jìn)以及人們對(duì)舒適性要求的提高，加上國(guó)家對(duì)客車(chē)等級(jí)劃分的標(biāo)準(zhǔn)要求，空氣懸架才開(kāi)始逐步應(yīng)用起來(lái)。而常用的空氣彈簧的靜剛度和動(dòng)剛度。這包括兩個(gè)方面：一是根據(jù)懸架設(shè)計(jì)所要的參數(shù)設(shè)計(jì)空氣彈簧，這些參數(shù)包括空氣彈簧頻率，剛度，容積，有效面積等；二是空氣彈簧橡膠囊的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)，橡膠氣囊的設(shè)計(jì)和制造直接決定空氣彈簧的性能和壽命。鄭 重 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果?？諝鈴椈杉皽p振器引用了標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)于該部分的內(nèi)容，在文章末尾有注釋。但彈性系統(tǒng)在受到?jīng)_擊后，將產(chǎn)生振動(dòng)。反之，當(dāng)載荷減小時(shí)，彈簧內(nèi)的氣壓下降，剛度減小，故空氣彈簧具有較理想的彈性特性。(4)扭桿彈簧將用彈簧桿做成的扭桿一端固定于車(chē)架，另一端通過(guò)擺臂與車(chē)輪相連，利用車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)扭桿的扭轉(zhuǎn)變形起到緩沖作用，適合于獨(dú)立懸掛使用。由此可見(jiàn)，上述這三個(gè)組成部分分別起緩沖、減振和導(dǎo)向的作用，然而三者共同的任務(wù)則是傳力。非獨(dú)立懸架具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、強(qiáng)度高、保養(yǎng)容易、行車(chē)中前輪定位變化小的優(yōu)點(diǎn)，但由于其舒適性及操縱穩(wěn)定性都較差，在現(xiàn)代轎車(chē)中基本上已不再使用，多用在貨車(chē)和大客車(chē)上。隨著我國(guó)高速公路的迅速發(fā)展，公路運(yùn)輸量的增加，對(duì)汽車(chē)性能的要求也越來(lái)越高，空氣懸架憑著其自身的優(yōu)越性能在貨車(chē)上的應(yīng)用必將越來(lái)越廣泛。(2)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是承受汽車(chē)的縱向力、力矩及橫向力。但在功能好的同時(shí)也有其缺點(diǎn)：這種汽車(chē)懸架的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，而且成本非常高。所以對(duì)于囊式空氣彈簧來(lái)說(shuō)，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(dòng)頻率。從而可以得到所需的彈性特性。②是車(chē)橋或車(chē)輪按一定軌跡相對(duì)車(chē)身或車(chē)架跳動(dòng)?？梢源蟠筇岣叱俗氖孢m性。：由于空氣彈簧可以設(shè)計(jì)得比較柔軟，因而空氣懸架可以得到較低的固有振動(dòng)頻率，同時(shí)空氣彈簧的變剛度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(chē)的行駛平順性。，沒(méi)有大的沖擊載荷?？諝鈴椈傻膭偠扰c彈簧的有效面積的變化率dF/dx有關(guān)，所以對(duì)于有效面積變化率較大的囊式空氣彈簧來(lái)說(shuō)，彈簧剛度較大，振動(dòng)頻率較高。所以可以選用囊式空氣彈簧。 為了保證汽車(chē)的車(chē)身穩(wěn)定的平置于懸架上，在后軸上布置兩個(gè)高度控制閥 高度閥控制原理圖車(chē)身的升降是通過(guò)車(chē)身升降電控開(kāi)關(guān)的控制，在二位三通電磁閥A、二位三通電磁閥B、單向閥和空氣彈簧高度控制閥（以下稱高度閥）的共同作用下空氣彈簧內(nèi)充氣或排氣而實(shí)現(xiàn)的。 高度閥的充、排氣閥均為關(guān)閉狀態(tài)。空氣彈簧的壓縮空氣重新被高度閥封閉。c)氣囊的放氣和車(chē)身的降落過(guò)程： 由于A閥的氣源口被關(guān)閉，排氣口被打開(kāi)，所以氣囊內(nèi)的壓縮空氣通過(guò)單向閥沿充氣管路經(jīng)A閥的排氣口排出，車(chē)身開(kāi)始下降，使杠桿向上回轉(zhuǎn)而逐漸打開(kāi)高度閥的充氣閥門(mén)，但是，因?yàn)锳閥的氣源口被關(guān)閉，使高度閥的氣源閥門(mén)也相應(yīng)關(guān)閉，所以此時(shí)高度閥的充氣閥門(mén)并無(wú)氣流通過(guò)，氣囊中壓縮空氣仍有單向閥經(jīng)A閥的排氣口排出，直至氣囊內(nèi)的氣壓降到大氣壓力。 杠桿由最高位置向下回轉(zhuǎn)。此時(shí)杠桿向下回轉(zhuǎn)，在其作用下高度閥的充氣閥門(mén)由最大開(kāi)度逐漸變小，充氣速度和車(chē)身的升速也隨之變慢，當(dāng)車(chē)身達(dá)到最高位置時(shí)，在杠桿的作用下，高度閥的充氣閥門(mén)被關(guān)閉而停止向氣囊充氣，使車(chē)身停留在該高度，即車(chē)身的最高位置。d)2)因?yàn)闇p振器的自由長(zhǎng)度及連接強(qiáng)度有限，所以無(wú)止境的反彈，必然會(huì)造成減振器的破壞。當(dāng)車(chē)輪向下跳動(dòng)即懸架伸張時(shí)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，工作腔中的壓力升高，油液經(jīng)閥1流入下腔，提供大部分伸張阻力，還有一部分油液經(jīng)過(guò)活塞桿與導(dǎo)向座間的縫隙由回流孔進(jìn)入補(bǔ)償腔，同樣由于活塞桿所占據(jù)的體積，當(dāng)活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，必定有部分油液經(jīng)閥3流入工作腔下腔。 V形桿 一些大客車(chē)的后懸架采用這種機(jī)構(gòu)。，活動(dòng)端跨距的選擇我在這里選用固定端跨距大，活動(dòng)端小的倒八字結(jié)構(gòu)。將，代人式（31）得到 ； （）式中， 的單位為mm。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。此時(shí)，懸架剛度是變化的，其特點(diǎn)是在滿載位置(圖中點(diǎn)8)附近，剛度小且曲線變化平緩，因而平順性良好；距滿載較遠(yuǎn)的兩端，曲線變陡，剛度增大。其彈性元件是由夾有簾線的橡膠囊或模和充入其內(nèi)腔的壓縮空氣所組成的。容積比、氣體壓縮系數(shù)基本上決定了理想空氣彈簧的力學(xué)性能。前懸的空氣彈簧剛度K計(jì)算: =10600 =114γ+當(dāng)靜剛度比γ=1時(shí) 當(dāng)動(dòng)剛度比γ= 用下式計(jì)算固有頻率： （）式中g(shù)為重力加速度980。汽車(chē)在正常行駛過(guò)程中，由于垂向振動(dòng)或側(cè)傾，車(chē)身與車(chē)橋之間總會(huì)發(fā)生相對(duì)位移。6 懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的概述及強(qiáng)度受力計(jì)算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。橫向穩(wěn)定桿帶來(lái)的好處除了可以增加懸架的側(cè)傾角剛度，從而減小汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)車(chē)身的側(cè)傾角外，適當(dāng)?shù)剡x擇前、后懸架的側(cè)傾角剛度比值，也有助于使汽車(chē)獲得所需的不足轉(zhuǎn)向特性。= , W=16000kg , H=1310mm 把 h=635mm , G= 代入得：因?yàn)橐鬂M足的側(cè)傾角為： （允許有的誤差），所以合格7 減振器機(jī)構(gòu)類(lèi)型及主要參數(shù)的選擇計(jì)算 減震器分類(lèi) 懸架中用得最多的減振器是內(nèi)部充有液體的液力式減振器。雙筒充氣液力減振器具有工作性能穩(wěn)定、干摩擦阻力小、噪聲低、總長(zhǎng)度短等優(yōu)點(diǎn)，在轎車(chē)上得到越來(lái)越多的應(yīng)用。 (2) 在懸架伸張行程中（車(chē)橋和車(chē)架相互遠(yuǎn)離），減振器阻尼力應(yīng)大，迅速減振。這時(shí)減振器的活塞向上移動(dòng)。在本說(shuō)明書(shū)中，主要進(jìn)行了阻尼力的計(jì)算。文章從空氣懸架的結(jié)構(gòu)入手，著重研究了空氣彈簧的結(jié)構(gòu)形式和懸架機(jī)構(gòu)，對(duì)空氣懸架的核心部件——空氣彈簧進(jìn)行了力學(xué)性能的分析。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)完成后，我們將結(jié)束我們的大學(xué)生活，走向自己的工作崗位，在此，衷心的祝愿我的老師們能夠工作順利，生活幸福！。參考文獻(xiàn)[1]王望予. 汽車(chē)設(shè)計(jì)[M].,2004.[2]唐新蓬. 汽車(chē)總體設(shè)計(jì)[M] 北京：高等教育出版社 2010.[3]張小虞，葉平. 汽車(chē)工程手冊(cè)(設(shè)計(jì)篇)[M].人民交通出版社2001.[4]張英會(huì)主編 彈簧[M] 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 1982.[5] 喻凡,黃宏成 汽車(chē)空氣懸架的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].汽車(chē)技術(shù),2001.[6] [J].汽車(chē)技術(shù),1994.[7] ,1995.[8] [M] ,北京: .[9] HyunChul SohnW是彈簧上載荷：2420kg，g是重力加速度：9800 在阻尼比的推薦范圍內(nèi)取下限值，平均值，上限值三點(diǎn)計(jì)算計(jì)算數(shù)據(jù)如下： 阻尼力分布V(m/s)Ccψ范圍ψF=Cc由于活塞桿的存在，自上腔流來(lái)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(shí)儲(chǔ)油缸中的油液推開(kāi)補(bǔ)償閥流進(jìn)下腔進(jìn)行補(bǔ)充。 雙向作用筒式減振器工作原理說(shuō)明。現(xiàn)代汽車(chē)大多都是采用筒式減振器，當(dāng)車(chē)架與車(chē)軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的油液與孔壁間的摩擦形成了對(duì)車(chē)身振動(dòng)的阻力，這種阻力工程上稱為阻尼力。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。若只在后懸架中安裝，則會(huì)使汽車(chē)趨于過(guò)多轉(zhuǎn)向。導(dǎo)向傳力機(jī)構(gòu)是空氣懸架中的重要部件，要承受汽車(chē)的縱向力、側(cè)向力及其力矩，因此要有一定的強(qiáng)度，布置方式要合理，避免運(yùn)動(dòng)干涉。 高度控制閥高度控制閥是空氣懸架系統(tǒng)的重要組成部分，其作用是保證車(chē)輛在任何靜載荷下與路面保持一定的高度，而且空氣彈簧的優(yōu)勢(shì)也只有在采用了高度控制閥的情況下才能充分體現(xiàn)。由于空氣彈簧無(wú)法承受側(cè)向力及轉(zhuǎn)矩，必須為懸架選擇恰當(dāng)?shù)膶?dǎo)向桿系。剛度是空氣彈簧的重要性能參數(shù)，用如下理論公式空氣彈簧垂直剛度K計(jì)算： ()式中γ為剛度比，Pa為絕對(duì)壓力（/），A為空氣彈簧的有效面積，V為彈簧的體積，P為示壓強(qiáng)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。由于空氣彈簧可以設(shè)計(jì)的比較柔軟，因而空氣懸架可以得到較低的固有頻率，同時(shí)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(chē)的平順性。懸架的動(dòng)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