【正文】 圖21底盤這些制度包括：1）框架—結(jié)構(gòu)，承載組件，支持汽車的引擎和身體，這反過來又受到懸掛支持2）懸掛系統(tǒng)—安裝支持重量，吸收沖擊和削弱，并幫助維持輪胎接觸3）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)—底盤，使駕駛者和直接指導(dǎo)的車輛4）輪胎和輪子—部件的抓地力，使汽車運動的可能和途徑/或與路面摩擦力因此，懸掛是在任何車輛的主要系統(tǒng)之一。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的時候,這種沖擊力將達到很大的數(shù)值.如果沒有中間結(jié)構(gòu)，所有車輪的垂直能量就會轉(zhuǎn)移到車架。但如果駕駛員不能控制車,活塞式發(fā)動機所產(chǎn)生所有的力量是無用的。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)形式和懸架機構(gòu)，對空氣懸架的核心部件——空氣彈簧進行了力學(xué)性能的分析。中國高速公路的高速發(fā)展，必然會促進中國車用空氣懸架系統(tǒng)的發(fā)展。中國有的企業(yè)在自己生產(chǎn)的汽車上用了進口空氣懸架系統(tǒng)，卻陷入了非常尷尬的境地。中國在這些方面遠不及發(fā)達國家：中國汽車超載現(xiàn)象十分嚴重。所以前懸架阻尼力為=懸架壓縮時，壓縮阻力，復(fù)原阻力（為復(fù)原與壓縮力之比，其范圍在10~20之間，這里?。?，代入得= ,=根據(jù)壓縮阻力和復(fù)原阻力選取減振器型號為481700131397號的減振器。在減振器安裝如圖6－3b所示時 (6－6)式中，為卸載速度，～；A為車身振幅，取177。因懸架系統(tǒng)固有振動頻率，所以理論上。式(6－2)表明，相對阻尼系數(shù)的物理意義是：減振器的阻尼作用在與不同剛度c和不同簧上質(zhì)量的懸架系統(tǒng)匹配時，會產(chǎn)生不同的阻尼效果。本次設(shè)計選取雙筒式液力減振器。這些閥對油的節(jié)約形成懸架受壓縮運動的阻尼力。 (1) 在壓縮行程（車橋和車架相互靠近），減振器阻尼力較小，以便充分發(fā)揮彈性元件的彈性作用，緩和沖擊?！?MPa，但是因為工作性能穩(wěn)定而在現(xiàn)代汽車上得到廣泛應(yīng)用。車身側(cè)傾角在2～5。它對簧上質(zhì)量的側(cè)傾角有影響。根據(jù)計算后得知，為前懸架簧載質(zhì)心到側(cè)傾中心的距離，=650mm；為后懸架簧載質(zhì)心到側(cè)傾中心側(cè)傾距離，=680mm：軸距l(xiāng)=4615+1300mm，及（54）所得a=2990mm，一起代入（53）得到=665mm。當車身受到側(cè)頃力作用時，地面通過兩根斜向布置的導(dǎo)向桿的約束反力的臺力Y來平衡。為此，現(xiàn)代汽車大多都裝有橫向穩(wěn)定桿來加大懸架的側(cè)傾角剛度以改善汽車的行駛穩(wěn)定性。②使車橋(或車輪)按一定軌跡相對車身或車架跳動。不帶延遲機構(gòu)的高度閥工作原理：車體荷重增加時，車體下降，空氣彈簧壓縮，控制桿被推向上方，凸輪轉(zhuǎn)動帶動活塞頂開進、排氣閥，風缸中的壓縮空氣通過一段節(jié)流通道流入空氣彈簧；車架恢復(fù)到一定高度后，控制桿會返回平衡位置，此時進氣閥被關(guān)閉，壓縮空氣關(guān)斷。③A型架式，實際上為縱臂式的變形，其側(cè)向剛度較大，可減小車身側(cè)向擺動的加速度，從而減小懸架中出現(xiàn)的附加載荷，多用于重型車的懸架。當在充滿氣體的空氣彈簧上作用外力后，會引起彈簧的微小變形，相應(yīng)的氣體容積變化量為。當充氣壓力提高時，接近1時，再提高，則對降低固有頻率無明顯影響。2）后懸的空氣彈簧剛度計算后懸架有四個氣囊、四個減震器、兩個高度控制閥、兩根橫向推力桿和兩根縱向推力桿構(gòu)成的四連桿結(jié)構(gòu)。同時，膜式空氣彈簧可以通過改變活塞底部形狀來控制有效承壓面積變化率，以獲得理想彈性特性。空氣彈簧是利用橡膠氣囊內(nèi)壓縮空氣的反作用力作為彈性恢復(fù)力的彈性元件。由于空氣彈簧可以設(shè)計的比較柔軟，因而空氣懸架可以得到較低的固有頻率，同時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，從而提高了汽車的平順性。懸架的動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消耗的功。本設(shè)計選取=90mm，=60mm。對高級轎車滿載的情況，～，～。因此，保證汽車有良好的行駛平順性，必須正確的選取懸架的靜撓度。 懸架靜撓度懸架靜撓度是指汽車滿載靜止時懸架上的載荷與此時懸架剛度c之比，即。其前懸架采用四連桿機構(gòu)空氣懸架系統(tǒng), 空氣彈簧布置在橋的正上方, 其作為彈性元件承受全部垂直載荷?？梢源蟠筇岣叱俗氖孢m性。②是車橋或車輪按一定軌跡相對車身或車架跳動。從而可以得到所需的彈性特性。所以對于囊式空氣彈簧來說，適當?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頻率。但在功能好的同時也有其缺點：這種汽車懸架的結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，而且成本非常高。(2)導(dǎo)向機構(gòu)導(dǎo)向機構(gòu)是承受汽車的縱向力、力矩及橫向力。隨著我國高速公路的迅速發(fā)展，公路運輸量的增加，對汽車性能的要求也越來越高，空氣懸架憑著其自身的優(yōu)越性能在貨車上的應(yīng)用必將越來越廣泛。因此，承載能力與平順性一直是載貨汽車懸架系統(tǒng)設(shè)計中—對永恒的矛盾。在經(jīng)濟領(lǐng)域中，由于道路情況不同，運輸?shù)陌踩裕貢r性，靈活性以及運輸?shù)膬r格和效率比直接關(guān)系到企業(yè)的命運和存亡。非獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是，左、右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過懸架和車價（或車身）連接；獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是，左、右車輪通過各自的懸架與車架（或車身）連接。導(dǎo)向裝置主要有以下幾點作用：①在車架或車橋之間傳遞力矩。從而空氣彈簧的設(shè)計與研究也越來越受到車輛設(shè)計人員的青睞。故懸架還應(yīng)當具有減振作用，使振動迅速衰減（振幅迅速減?。］d貨汽車的懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計目錄摘要.....................................................................ⅠAbstract…………………………………………………………….……...…………………Ⅱ 1 緒論 3 懸架的概述 3 懸架的分類 4 重型載貨汽車懸架系統(tǒng)目前的工作狀況 5 懸架技術(shù)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 6 6 6 62 空氣懸架結(jié)構(gòu) 7 空氣懸架結(jié)構(gòu)簡介 7 7 7 8 8 空氣懸架系統(tǒng)的工作原理 83 懸架主要參數(shù)的確定 10 載貨汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù) 10 懸架靜撓度 10 懸架動撓度 11 懸架彈性特性 114 彈性元件的設(shè)計 13 空氣彈簧力學(xué)性能 13 13 15 16 高度控制閥 185 懸架導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 19 懸架導(dǎo)向機構(gòu)的概述 19 橫向穩(wěn)定桿的選擇 19 側(cè)頃力臂的計算方法 20 穩(wěn)定桿的角剛度計算 22 懸架的側(cè)傾角校核 236 減振器機構(gòu)類型及主要參數(shù)的選擇計算 24 分類 24 主要參數(shù)的選擇計算 257 技術(shù)與經(jīng)濟性分析 308 結(jié)論 31參考文獻 32致謝 33附錄A 譯文 34附錄B 外文原文 41附錄C 維圖形…………………………………………………………………………….……………..511 緒論 懸架的概述懸架是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間的一切傳力連接裝置的總稱。持續(xù)的振動易使乘員感到不舒適和疲勞。隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進，生活水平的不斷提高，人們對汽車的乘坐舒適性及各方面的性能提出了更高的要求，這便迫使各汽車生產(chǎn)廠家不斷的引進先進技術(shù)，生產(chǎn)出更好的產(chǎn)品，保持強大的競爭能力。(二)導(dǎo)向裝置導(dǎo)向裝置是指懸架中的某些用來傳力同時還承擔著使車輪按一定軌跡相對車架和車身跳動的任務(wù)的機構(gòu)。432151—彈性元件 2—縱向推力桿 3—減振器 4—橫向穩(wěn)定器 5—橫向推力桿圖11 汽車懸架組成示意圖 懸架的分類根據(jù)導(dǎo)向機構(gòu)型式的不同，汽車懸架又可分為非獨立懸架和獨立懸架。圖13 非獨立懸架 重型載貨汽車懸架系統(tǒng)目前的工作狀況 現(xiàn)代的載貨運輸特點是要求多樣化的，簡單的將貨物從甲地運送到乙地的運輸方式以滿足不了運輸要求。然而根據(jù)以往的研究得知，懸架的剛度越大汽車的行駛平順性和安全性能也就越差?？諝鈴椈傻墓逃蓄l率穩(wěn)定，因此它的彈性性能也穩(wěn)定，這樣就意味著空氣彈簧更加的接近理想狀態(tài)。反之，當載荷減小時，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?，F(xiàn)如今，隨著科技的迅速發(fā)展，很多高檔的客車、轎車以及商用車上已經(jīng)成功的使用了電控空氣懸架，這種懸架使用高度傳感器和電子控制單元來控制空氣彈簧的充氣和排氣，從而更加提高了空氣懸架的控制精度和反應(yīng)速度。囊式空氣彈簧的有效面積變化率較大，剛度較大，振動頻率也較高。因膜式空氣彈簧有效直徑變化較小，其剛度較低，自振頻率較低．膜式空氣彈簧的底座同時也是活塞，該空氣彈簧的有效直徑能通過改變活塞的外形從而得到改變。汽車空氣懸架導(dǎo)向機構(gòu)主要有以下幾點作用：①在車架或車橋之間傳遞力矩。 空氣懸架系統(tǒng)的工作原理在理想狀態(tài)下，裝有空氣彈簧懸架的汽車通過壓縮空氣的壓力能夠隨載荷和道路條件變化進行自動調(diào)節(jié)，不論滿載還是空載整車高度幾乎不會發(fā)生變化。為了滿足舒適性及行駛平穩(wěn)性的要求, 懸架要求全部采用空氣彈簧。30′，前輪前束為0mm1mm。有式可知，懸架的靜撓度直接影響車身振動的偏頻n。原則上轎車的級別越高，懸架的偏頻越小。代人公式（32）得，=，=。這樣可在有限的動撓度范圍內(nèi)，得到比線性懸架更多的動容量。這種懸架除彈性元件、減振器和導(dǎo)向機構(gòu)外，一般還裝有車身高度調(diào)節(jié)裝置。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。在橡膠氣囊正常工作氣壓范圍內(nèi)，膜式空氣彈簧的有效承壓積面變化率比囊式氣彈簧小，即膜式空氣彈簧的剛度比囊式空氣簧小。將上述數(shù)據(jù)代入公式（41），經(jīng)計算可得前懸空氣彈簧剛度=。這種影響在壓力較低時尤為明顯。本次設(shè)計選取=；將上述參數(shù)代入（42）中空氣彈簧固有頻率=。②縱臂式，這種方式增加了設(shè)計的靈活性，可以較好地保證懸架的縱傾特性，車輪跳動時主銷傾角的變化量也能滿足要求?？紤]到目前國內(nèi)空氣懸架多采用機械式高度閥，因此針對帶延時機構(gòu)和不帶延時機構(gòu)的兩種機械式高度閥進行研究。汽車空氣懸架導(dǎo)向機構(gòu)的主要作用是：①在車架(或承載式車身)與車橋(或車輪)之間傳遞力或力矩。 橫向穩(wěn)定桿的選擇為了降低汽車的固有振動頻率以改善行駛平順性，現(xiàn)在轎車懸架的垂直剛度值較小，從而使汽車的側(cè)傾角剛度值也較小，結(jié)果是汽車轉(zhuǎn)彎側(cè)傾嚴重，影響了汽車的行駛穩(wěn)定性。本次設(shè)計選取DND1250CWB459P的前后橫向穩(wěn)定桿的形狀如下圖所示圖5—2 橫向穩(wěn)定桿的外形圖 側(cè)頃力臂的計算方法現(xiàn)在來討論一下側(cè)頃力臂的計算方法， 雙縱臂式非獨立前懸架布置方式如圖5—3所示圖5—3 縱臂式非獨立懸架布置形式在這種懸架中，縱向推力桿只傳遞輪胎到車身的縱向力。將參數(shù)代入上面（54）的公式，可得a=2990mm。將參數(shù)代入公式（56），可得= 懸架的側(cè)傾角校核懸架側(cè)傾角剛度系數(shù)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(fù)力矩。貨車車身側(cè)傾角不要超過。雖然搖臂式減振器能夠在比較大的工作壓力(10—20MPa)條件下工作，但由于它的工作特性受活塞磨損和工作溫度變化的影響大而遭淘汰。因此，有些汽車的減振器是可調(diào)式的可根據(jù)傳感器信號自動選擇。上腔被活塞桿占去了一部分空間，因而上腔增加的容積小于下腔減小的容積，一部分油液于是就推開壓縮閥，流回貯油缸。這使得減振器的伸張行程產(chǎn)生的阻尼力大于壓縮行程的阻尼力，達到迅速減振的要求。的表達式為 (6－2)式中，c為懸架系統(tǒng)垂直剛度；為簧上質(zhì)量。減振器阻尼系數(shù)。此時的活塞速度稱為卸荷速度。1）前懸架的減振器的設(shè)計懸架阻尼力式中：為懸架相對阻尼比，考慮到舒適性較好的因素及汽車最新實用手冊，為懸架阻尼比，前懸架取=；為減振器測試時的加載速度，取=；i為汽車車輪和減振器跳動行程杠桿比，本設(shè)計取i=1；C為懸架剛度，即=；為懸架簧載質(zhì)量，即前懸架為5870kg，代入上述數(shù)據(jù)可得懸架阻尼力=2=16841N前減振器的安裝方向與垂直方向夾角為10176。當前，在發(fā)達國家，100%的中型以上客車都用了空氣懸架系統(tǒng)，40%以上的卡車、掛車和牽引車用了空氣懸架系統(tǒng)。其最大的弊病是在中國不服水土，因為進口空氣懸架系統(tǒng)是國外企業(yè)按照國外的路況、車況和運輸特點設(shè)計的，和中國的路況、車況和運輸特點不相匹配。中國用了空氣懸架系統(tǒng)的中型以上客車在中型以上客車總量中所占的比例不足10%，用了空氣懸架系統(tǒng)的卡車、掛車和牽引車更是微乎其微。 8 結(jié)論本次設(shè)計對懸架系統(tǒng)進行了結(jié)構(gòu)上的設(shè)計，通過對懸架靜、動撓度的計算和懸架彈性特性分析確定了懸架的主要參數(shù)，以及對空氣彈簧的剛度、固有頻率的計算和剛度特性的分析進行了彈性元件的設(shè)計，以及對導(dǎo)向機構(gòu)的選擇、側(cè)傾力臂的計算、穩(wěn)定桿的角剛度計算、側(cè)傾角的校核進行了導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計，和對懸架減震器的計算選擇。附錄A 譯文汽車懸架如何工作By William HarrisUniversity of Michigan當人們思考汽車性能的時候，他們通常想到的是馬力，扭矩和加速度。根據(jù)牛頓運動定律，所有力都有大小和方向兩個方面。汽車的懸架實際上是底盤的一部分，它包括位于下方的車體所有重要的系統(tǒng)。3）扭桿—使用鋼筋提供coilspringlike性能?；谠趶椈晌挥谏宪嚒窜囕喼g的框架—工程師常常感到方便談?wù)劵奢d質(zhì)量和簧下質(zhì)量。雙管設(shè)計里，對減振器，上部安裝連接到活塞桿，而這又是連接到一個活塞，從而在一個充滿液壓油與管坐在最常見的類型之一。在這方面，壓縮周期控制車輛運動的拍體重量，同時擴展控制彈簧重量較重。這降低了輪胎的抓地力能力的道路，以及處理和制動性能。一些專家甚至于說，Bose是在汽車懸架以來最大的一個全獨立設(shè)計推出的進步。t control the car. That39。s ability to smooth out a bumpy road2) Handling a car39