【正文】 35 如 果道路是完全平坦，沒(méi)有違規(guī)行為，懸架就是沒(méi)有必要的了?，F(xiàn)在，有一個(gè)很好的形勢(shì)，那就是全國(guó)上下都在高 舉自主開發(fā)、自主發(fā)展的旗幟。這一類在中國(guó)車用空氣懸架系統(tǒng)市場(chǎng)上占有主導(dǎo)地位。 減振器的工作 缸直徑 D有 （ 45）、 50、 65mm 等幾種。 設(shè)計(jì)時(shí)，先選取 Y? 與 S? 的平均值 ? 。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)油缸中的油液推開補(bǔ)償閥流進(jìn)下腔進(jìn)行補(bǔ)充。 現(xiàn) 代 汽車 大多都是采用筒式減振器，當(dāng)車架與車軸相對(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)車身振動(dòng)的阻力，這種阻力工程上稱為阻尼力。 對(duì)整車側(cè)傾角進(jìn)行簡(jiǎn)單校核，在側(cè)傾角極小時(shí)，根據(jù)繞側(cè)軸的力矩平和條件推出側(cè)傾角為 )( )( hSGC hSG gu gu ?? ?? ?? μ （ 57） 式中：μ為向心加速度， 在此選取 ； gS 為簧載質(zhì)量質(zhì)心高度； uG 為簧載質(zhì)量； h為簧載質(zhì)量側(cè)傾力 臂； ?G 為整車側(cè)傾角剛度。 將上述參數(shù)代入公式可得 gS =1940mm。在設(shè)計(jì)時(shí)一般都采用 4X4X4設(shè)計(jì)思想：四個(gè)氣囊、四個(gè)減震器、四連桿結(jié)構(gòu)。 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)。 LAe?? 越小 n 越低。代入 推出 1mG 為 ，每個(gè)空氣彈簧受力為 gGP m11 ? =。本次設(shè)計(jì)選取雙曲空氣彈簧。當(dāng)懸架變形 f 與所受垂直外力 F 之間不呈固定比例變化時(shí)，彈性特性如圖 3—1 所示。以運(yùn)送人為主的轎車對(duì)平順性的要求最高，大客車次之，載貨車更次之。 ? 30′ ， 主銷后傾角 為 1176。其作 用是：在車輛運(yùn)行時(shí)的正常振動(dòng)中，保證空氣彈簧的高度雖有變化但不起 進(jìn) 、排氣作用 ， 而當(dāng)靜載荷變化或以極低頻率振動(dòng)時(shí)，保證空氣彈簧進(jìn)行充、排氣，以使在汽車正常的振動(dòng)中高度閥的進(jìn)、排氣閥不會(huì)頻繁地打開，從而減少壓縮空氣的浪費(fèi)。這就可以獲得在標(biāo)準(zhǔn)高度下很軟，而在大位移時(shí)變硬的特性，即合適的非線性彈簧特性。 (4)高度控制閥 高度控制閥是空氣彈懸架系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分，其主要功能是：①隨整車載荷變化保持合理的懸架行程；②高速時(shí)降低車身高度，保持車身穩(wěn)定性，減少空氣阻力；⑨在起伏不平的路面上，可以提高車身高度從而提高了汽車的通過(guò)性，空氣彈簧的優(yōu)越性通過(guò)安裝高度控制閥充分的顯現(xiàn)出來(lái)。 鋼板彈簧在不同的載荷下產(chǎn) 生不同的彎曲，這樣會(huì)導(dǎo)致整車到地面的距離總是在發(fā)生變化，如果保持彈簧的彈性而增加載荷的話，這會(huì)降低彈簧的固有頻率甚至使彈簧的特性發(fā)生改變。 5 1 2 3 4 5 圖 12 獨(dú)立懸架 非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪由一根整體式車架相連，車輪連同車橋一起通過(guò)彈性懸架懸掛在車架或車身的下面。由于沒(méi)有減震和傳力的功能，還必須設(shè)有專門的減震器和導(dǎo)向裝置。為了緩和沖擊，在汽車行駛系統(tǒng)中，除了采用彈性的充氣輪胎之外，在懸架中還必須裝有彈性元件，使車架（或車身）與車橋（或車輪）之間作彈性聯(lián)系。 以下對(duì)懸架重要的組成部分進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。 (三 )減振裝置 減振裝置主要是用來(lái)消耗振動(dòng)能量，衰減振動(dòng)。目前的重型載貨汽車一直面臨著一個(gè)問(wèn)題就是：汽車載重量和平順性 之間的矛盾。因此，對(duì)空氣懸架的設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的研究也顯得越來(lái)越重要。 空氣彈簧的類型 空氣彈簧的結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)成很多類型，根據(jù)壓縮空氣所用容器不同，可以將空氣彈簧分為囊式、膜式兩種形式。這是提高空氣彈簧系統(tǒng)隔振效果的有效措施之一 ]4[ 。當(dāng)車輛在平直路面上行駛時(shí)，高度閥的充氣閥門和排氣閥門均關(guān)閉，空氣彈簧氣囊內(nèi)即不充氣也不放氣，車架高度保持不變。偏頻越小，則汽車的平順性越好。選定偏頻以后，再利用式 (3— 2)即可計(jì)算出懸架的靜撓度。 空載與滿載時(shí)簧上質(zhì)量變化大的貨車和客車，為了減少振動(dòng)頻率和車身高度的變化，應(yīng)當(dāng)選用剛度可變的非線性懸架?？諝鈴椈删徛駝?dòng)時(shí)， 彈簧內(nèi)氣體狀態(tài)變化視為等溫變化， n=1；空氣彈簧劇烈振動(dòng)時(shí)，彈簧內(nèi)氣體狀態(tài)變化視為絕熱過(guò)程，n=1． 3～ 1． 4，本次設(shè)計(jì)選取 n=。 jGGjGG usm 2222 ??? 式中： 后 懸軸 載荷為 2G =12740kg， j為空氣彈簧個(gè)數(shù)， 2sG 為 后 懸簧載質(zhì)量， 后 懸非簧載質(zhì)量 2uG =1000kg。 定義彈簧的有效面積 dfdVAeff /?? （ 4－ 4） 可以得到 e ffakke ffa ApV VpAppP ???????? ???? 00)( （ 4－ 5） 將上式對(duì)位移求導(dǎo)可得空氣彈簧得剛度為 dfdApVVpAVVkpdfdAppAdfdpCe ffakke ffkke ffae ff???????? ???????002100)( （ 4－ 6） 這表明空氣彈簧的剛度由兩部分構(gòu)成，分別由氣體體積的變化和有效面積的變化而引起。 圖 4— 2 不帶延時(shí)機(jī)構(gòu)的高度閥 示意 圖 高度閥的主要特性參數(shù)有截止頻率一般為 1Hz，不感帶 ? mm，動(dòng)作延遲時(shí)間為13? s，低 流量為 120 L/Min， 標(biāo)準(zhǔn)流量 為 350 L/Min， 排氣氣流流速為 875 L/min。通 過(guò)，在汽車的前、后懸架中都裝有橫向穩(wěn)定桿，或者只在前懸架中安裝。 22 穩(wěn)定桿的角剛度計(jì)算 橫向穩(wěn)定桿的機(jī)構(gòu)如圖 54所示。的范圍內(nèi)，側(cè)傾角剛度滿足設(shè)計(jì)要求。這時(shí)，彈性元件起主要作用 。 25 圖 6— 1 雙筒式液力減振器 1— 活塞 2— 工作缸筒 3— 貯油缸筒 4— 底閥座 5— 導(dǎo)向座 6— 回流孔活塞桿 7— 油封 8— 防塵罩 9— 活塞桿 主要參數(shù)的選擇計(jì)算 ? 減振器在卸荷閥打開前，減振器中的阻力 F與減振器振動(dòng)速度 v 之間有如下關(guān)系 vF ?? (6－ 1) 式中， ? 為減振器阻尼系數(shù)。實(shí)際上應(yīng)根據(jù)減振器的布置特點(diǎn)確定減振器的阻尼系數(shù)。 2)后懸架的減震器的設(shè)計(jì) 根據(jù)前懸架的計(jì)算方法，懸架阻尼力 SDm GCiVF ????? 22 ? 式中： ? 為懸架相對(duì)阻尼比，考慮到舒適性較好的因素及汽車最新實(shí)用手冊(cè)， 為懸架阻尼比，前懸架取 ? =； DV 為 減振器測(cè)試時(shí)的加載速度 ，取 DV =； i為汽車車輪和減振器跳動(dòng)行程杠桿比，本設(shè)計(jì)取 i=1； C 為懸架剛度 ，即 2C =； 29 sG 為懸架簧載質(zhì)量， 即后 懸架 2sG 為 11740kg，代入上述數(shù)據(jù)可得 懸架阻尼力 2mF = 2 21 1 1 7 4 1 8 3 ?? = 根據(jù)后減振器垂直布置，懸架壓縮時(shí) , 壓縮阻力 2DF = ，復(fù)原時(shí) , 復(fù)原阻力 2ZF =。 第三類是有的企業(yè)以引進(jìn)消化吸收國(guó)外先進(jìn)的車用空氣懸架系統(tǒng)技術(shù)為基礎(chǔ)，兼顧中國(guó)汽車狀況、道路情況和運(yùn)輸特點(diǎn)，堅(jiān)持先進(jìn)性和可靠性相結(jié)合的原則，依據(jù)用戶的具體車型進(jìn)行二次開發(fā)和個(gè)性化設(shè)計(jì)，確保結(jié)構(gòu)匹配的合理性和科學(xué)性，量體裁衣，改善底盤的整體性能。 本論文取得了一些成果，但是由于工作量較大、時(shí)間短、個(gè)人知識(shí)能力尤其是理論水平還較為欠缺，還有許多不足之處，今后 會(huì)對(duì)空氣懸架 做進(jìn)一步 深入 的研究 。 接著，在向下的 重 力的作用下 ，車輪可以 大幅度 回 路面。 34 附錄 A 譯文 汽車懸架如何工作 By William Harris University of Michigan 當(dāng)人們思考汽車性能的時(shí)候，他們通常想到 的是馬力，扭矩和加速度 。 中國(guó)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。當(dāng)前，在發(fā)達(dá)國(guó)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)。此時(shí)的活塞速度稱為卸荷速度 xv 。 ? 的表達(dá)式為 scm2?? ? (6－ 2) 式中， c為懸架系統(tǒng)垂直剛度； sm 為簧上質(zhì)量。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 。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。它對(duì)簧上質(zhì)量的側(cè)傾角有影響。當(dāng)車身受到側(cè)頃力作用時(shí)，地面通過(guò)兩根斜向布置的導(dǎo)向桿的約束反力的臺(tái)力 Y來(lái)平衡。②使車橋 (或車輪 )按一定軌跡相對(duì)車身或車架跳動(dòng)。③ A型架式，實(shí)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(dòng)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(dāng)充氣壓力提高時(shí)，roroPP 1? 接近 1時(shí)，再提高，則對(duì)降低固有頻率無(wú)明顯影響。同時(shí)，膜式空氣彈簧可以通過(guò)改變活塞底部形狀來(lái)控制有效承壓面積變化率，以獲得理想彈性特性。 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，從而提高了汽車的平順性。 本設(shè)計(jì)選取 1df =90mm， 2df =60mm。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。其前懸架采用四連桿機(jī)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。②是車橋或車輪按一 定軌跡相對(duì)車身或車架跳動(dòng)。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。 (2)導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是承受汽車的縱向力、力矩及橫向力。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(jì)中 — 對(duì)永恒的矛盾 ]2[ 。 非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，左、右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過(guò)懸架和車價(jià)（或車身）連接；獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，左、右車輪通過(guò)各自的懸架與車架（或車身）連接。從而空氣彈簧的設(shè)計(jì)與研究也越來(lái)越受到車輛設(shè)計(jì)人員的青睞。 1 載貨汽車的懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 目錄 摘要 .....................................................................Ⅰ Abstract……………………………………………… …………… .…… ...………………… 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(shì) ...................................... 6 懸架技術(shù)的 研究現(xiàn)狀 ........................................... 6 懸架技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) ........................................... 6 懸架設(shè)計(jì)的技術(shù)要求 ........................................... 6 2 空氣懸架結(jié)構(gòu) ........................................................... 7 空氣懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介 .................................................. 7 空氣懸架系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu) ....................................... 7 空氣彈簧的類型 ............................................... 7 導(dǎo)向機(jī)構(gòu) ..................................................... 8 高度控制閥 ................................................... 8 空氣懸架系統(tǒng)的工作原理 ............................................ 8 3 懸架主要參數(shù)的確定 .................................................... 10 載貨汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù) ........................................