【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 02sin???????式中： ； ； r=296mm；d=173mm；??10??3 rs=40mm；bv=1500mm；c+o=513mm；帶入上式求得 為：?h圖 5—3 麥弗遜式懸架的尺寸 和 P 的計(jì)算法和圖解法whsvwrdKpbh????tancos2????i5i?? mrdKPbhsv ???????? ?????本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）17第六章 橫向穩(wěn)定桿的設(shè)計(jì)為了降低汽車(chē)的固有頻率以改善行使穩(wěn)定性，現(xiàn)代汽車(chē)的垂直剛度較小，從而使汽車(chē)的側(cè)傾角剛度值也很小，結(jié)果使汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)車(chē)身側(cè)傾嚴(yán)重，影響了汽車(chē)行使的穩(wěn)定性。為此，現(xiàn)代汽車(chē)大多都裝有橫向穩(wěn)定桿來(lái)加大懸架的側(cè)傾角剛度以改善汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性。橫向穩(wěn)定桿在獨(dú)立懸架中的典型安裝方式如圖 71 所示。當(dāng)左右車(chē)輪同向等幅跳動(dòng)時(shí)，橫向穩(wěn)定桿不起作用；當(dāng)左右車(chē)輪有垂向的相對(duì)位移時(shí)，穩(wěn)定桿受扭，發(fā)揮彈性元件的作用。橫向穩(wěn)定桿帶來(lái)的好處除了可增加懸架的側(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，恰當(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)獲得所需要的不足轉(zhuǎn)向特性。通常，在汽車(chē)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。若只在后懸架中安裝，則會(huì)使汽車(chē)趨于過(guò)多轉(zhuǎn)向。橫向穩(wěn)定桿圖 61 橫向穩(wěn)定桿本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18帶來(lái)的不利因素有：當(dāng)汽車(chē)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(chē)輪處的垂向剛度，回影響汽車(chē)的行駛平順性。在有些懸架中，橫向穩(wěn)定桿還兼起部分導(dǎo)向桿系的作用，其余情況下則在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意避免與懸架的導(dǎo)向桿系發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。為了緩沖隔振和降低噪聲，橫向穩(wěn)定桿與車(chē)輪及車(chē)架的連接處均有橡膠支承。前懸架彈簧剛度 的計(jì)算：spK 式中 懸架剛度 （61）212???????nmspsu su 根據(jù)結(jié)構(gòu)需要，選定從懸架支撐點(diǎn)到螺旋彈簧中心之間的距離 m=280mm，從懸架支撐點(diǎn)到輪胎中心之間的距離 n=350mm。因此，前懸架每個(gè)彈簧的剛度為： mNnmKsusp / ???????????后懸架彈簧剛度 的計(jì)算：sp選定從懸架支撐點(diǎn)到螺旋彈簧中心之間的距離 m=375mm，從懸架支撐點(diǎn)到輪胎中心之間的距離 n=375mm。因此，后懸架每個(gè)彈簧的剛度為： mNnmKsusp /???????????前懸架的側(cè)傾角剛度 為：1? mNnBKsp / ??????????????????后懸架的側(cè)傾角剛度 為：?nmsp / 22 ??????????????????由 （62）215.???KCb?則穩(wěn)定桿的角剛度： mNb /..12 ???????? （63）????????)()(323cblaLlEIPf本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）19式中 E－－－材料的彈性模量， ?? d－－－穩(wěn)定桿的直徑，mm P－－－端點(diǎn)作用力，N f－－－端點(diǎn)位移，mm I－－－穩(wěn)定桿的截面慣性矩， 4,6mdI??前懸架橫向穩(wěn)定桿直徑 d： mcblaLlECdb2 )()( ))(4 234 2312? ?????? ???????? ?????????式中：E——材料的彈性模量，E=10 5MPa；L——橫向穩(wěn)定桿兩端點(diǎn)間的距離；所以本次設(shè)計(jì)橫向穩(wěn)定桿的直徑 d=22mm。 圖 62 橫向穩(wěn)定桿設(shè)計(jì)示意圖本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20第七章 減振器設(shè)計(jì) 減振器概述懸 架 系 統(tǒng) 中 由 于 彈 性 元 件 受 沖 擊 產(chǎn) 生 振 動(dòng) ， 為 改 善 汽 車(chē) 行 駛 平 順 性 ， 懸 架中 與 彈 性 元 件 并 聯(lián) 安 裝 減 振 器 ， 為 衰 減 振 動(dòng) ， 汽 車(chē) 懸 架 系 統(tǒng) 中 采 用 減 振 器 多 是液 力 減 振 器 ， 其 工 作 原 理 是 當(dāng) 車(chē) 架 （ 或 車(chē) 身 ） 和 車(chē) 橋 間 受 振 動(dòng) 出 現(xiàn) 相 對(duì) 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ，減 振 器 內(nèi) 的 活 塞 上 下 移 動(dòng) ， 減 振 器 腔 內(nèi) 的 油 液 便 反 復(fù) 地 從 一 個(gè) 腔 經(jīng) 過(guò) 不 同 的 孔隙 流 入 另 一 個(gè) 腔 內(nèi) 。 此 時(shí) 孔 壁 與 油 液 間 的 摩 擦 和 油 液 分 子 間 的 內(nèi) 摩 擦 對(duì) 振 動(dòng) 形成 阻 尼 力 ， 使 汽 車(chē) 振 動(dòng) 能 量 轉(zhuǎn) 化 為 油 液 熱 能 ， 再 由 減 振 器 吸 收 散 發(fā) 到 大 氣 中 。在 油 液 通 道 截 面 和 等 因 素 不 變 時(shí) ， 阻 尼 力 隨 車(chē) 架 與 車(chē) 橋 （ 或 車(chē) 輪 ） 之 間 的 相 對(duì)運(yùn) 動(dòng) 速 度 增 減 ， 并 與 油 液 粘 度 有 關(guān) 。 減 振 器 與 彈 性 元 件 承 擔(dān) 著 緩 沖 擊 和 減 振 的任 務(wù) ， 阻 尼 力 過(guò) 大 ， 將 使 懸 架 彈 性 變 壞 ， 甚 至 使 減 振 器 連 接 件 損 壞 。 因 面 要 調(diào)節(jié) 彈 性 元 件 和 減 振 器 這 一 矛 盾 。 (1) 在 壓 縮 行 程 （ 車(chē) 橋 和 車(chē) 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 。 這 時(shí) ， 彈 性 元 件 起 主 要 作 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 。 (3) 當(dāng) 車(chē) 橋 （ 或 車(chē) 輪 ） 與 車(chē) 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 。 減振器分類(lèi)減 振 器 按 結(jié) 構(gòu) 形 式 不 同 ， 分 為 搖 臂 式 和 筒 式 兩 種 。 雖 然 搖 臂 式 減 振 器 能 在本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）21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 。 筒 式 減 振 器 工 作 壓 力 雖 然 僅 為（ ～ 5MPa） ， 但 是 因 為 工 作 性 能 穩(wěn) 定 而 在 現(xiàn) 代 汽 車(chē) 上 得 到 廣 泛 的 應(yīng) 用 。 筒式 減 振 器 又 分 為 單 筒 式 、 雙 筒 式 和 充 氣 筒 式 三 種 。 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 乘 用 車(chē) 上 得 到 越 來(lái)越 多 的 應(yīng) 用 。 減振器主要性能參數(shù) 相對(duì)阻尼系數(shù)確定表 汽車(chē)懸架的偏頻及相對(duì)阻尼比空氣彈簧 鋼制彈簧轎車(chē) 載貨汽車(chē) 轎車(chē) 載貨汽車(chē)前懸架 后懸架 前懸架 后懸架 前懸架 后懸架 前懸架 后懸架偏 頻n/Hz 相對(duì)阻尼比 ? 由表 初選前、后懸架平均阻尼系數(shù)： ；??.2壓縮、伸張行程時(shí)的相對(duì)阻尼系數(shù)一般取： SY?)5~(本次設(shè)計(jì)取 倍。前懸架，伸張行程時(shí)的相對(duì)阻尼系數(shù) ，?SY?后懸架，伸張行程時(shí)的相對(duì)阻尼系數(shù) ，?S?..22S前懸架，伸張行程時(shí)的相對(duì)阻尼系數(shù) ，?SY后懸架，伸張行程時(shí)的相對(duì)阻尼系數(shù) ，?S2..2S? 減震器阻尼系數(shù)懸架相對(duì)阻尼比： （71）smC2??本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22式中 ——懸架系統(tǒng)的垂直剛度； C ——懸掛部分的質(zhì)量sm減震器阻尼系數(shù) （72）SCm??2?前懸架，伸張行程時(shí)減振器阻尼 ???ss平均行程時(shí)減振器阻尼 7..?Y?后懸架，伸張行程時(shí)減振器阻尼 ???mCss? 平均行程時(shí)減振器阻 ..??Y? 最大卸荷力 前懸架的最大卸荷力為減小傳到車(chē)身上的沖擊力，當(dāng)減振器活塞振動(dòng)速度達(dá)到一定值時(shí)，減振器打開(kāi)卸荷閥。此時(shí)的活塞速度稱(chēng)為卸荷速度 vx， （73）naAvx??cos?式中 ， vx：卸荷速度，一般為 ~。A：車(chē)身振幅，取 40mm；?：懸架振動(dòng)固有頻率。m/最大卸荷力 （74）xsvF??伸張行程時(shí)的最大卸荷力 Nvxs ????平均行程時(shí)的最大卸荷力 Y6827 后懸架的最大卸荷力為減小傳到車(chē)身上的沖擊力，當(dāng)減振器活塞振動(dòng)速度達(dá)到一定值時(shí)，減振器打開(kāi)卸荷閥。此時(shí)的活塞速度稱(chēng)為卸荷速度 vx， naAvx??cos?式中 ， vx：卸荷速度，一般為 ~。A：車(chē)身振幅，取 40mm；?本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）23：懸架振動(dòng)固有頻率。?m/最大卸荷力 xsvF??伸張行程時(shí)的最大卸荷力 Nvxs ????平均行程時(shí)的最大卸荷力 Y17 筒式減振器主要尺寸 筒式減振器工作直徑可根據(jù)最大卸荷力和缸內(nèi)最大壓力強(qiáng)度來(lái)近似的求工作缸的直徑 （75）)1]([420????PFD式中 [P]工作缸內(nèi)最大允許壓力,取 MPa4~3 連桿直徑與缸筒直徑之比,雙筒式取 50.~.??由 《汽車(chē)筒式減振器尺寸系列及技術(shù)條件》可知:減振器194?TQC的工作缸直徑 有 等幾種。Dm650)4(3、所以筒式減振器工作直徑 可?。?????? ?????????減振器的工作缸直徑為 30mm?????? ?????????減振器的工作缸直徑為 40mm本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）24圖 71 懸架減振器安裝示意圖 油筒直徑貯油筒直徑 ，壁厚取 ，材料可取 鋼 DC)~3.(?m220前貯油筒直徑 434??前后貯油筒直徑 56..后本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）25第八章 平順性分析 平順性概念行駛平順性，是指汽車(chē)在一般行駛速度范圍內(nèi)行駛時(shí)，能保證乘員不會(huì)因車(chē)身振動(dòng)而引起不舒服和疲勞的感覺(jué)，以及保持所運(yùn)貨物完整無(wú)損的性能。由于行駛平順性主要是根據(jù)乘員的舒適程度來(lái)評(píng)價(jià)，又稱(chēng)為乘坐舒適性。 汽車(chē)的等效振動(dòng)分析本設(shè)計(jì)根據(jù)目前現(xiàn)有的測(cè)試條件和計(jì)算精度以及建立整車(chē)模型要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)的要求，建立了二自由度汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型如圖 81。圖 81 二自汽車(chē)振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）26這個(gè)系統(tǒng)能反映車(chē)輪部分在 10～15Hz 范圍產(chǎn)生高頻共振時(shí)的動(dòng)態(tài)特性，它對(duì)平順性和車(chē)輪的接地性有較大影響，更接近汽車(chē)懸掛系統(tǒng)的實(shí)際情況。圖中，M 為懸掛質(zhì)量；m 為非懸掛質(zhì)量；K 為彈簧剛度；C 為減振器阻尼系數(shù)；K t為輪胎剛度。車(chē)輪與車(chē)身垂直位移坐標(biāo)為 z、s，坐標(biāo)原點(diǎn)選在各自的平衡位置，其運(yùn)動(dòng)方程為：無(wú)阻尼自由振動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)方程變成 ??0???szKMsmt由運(yùn)動(dòng)方程可以看出，M 與 m 的振動(dòng)是相互耦合的。若 m 不動(dòng)（s=0）則得z這相當(dāng)于只有車(chē)身質(zhì)量 M 的單自由度無(wú)阻尼自由振動(dòng)。其固有圓頻率zK?0?同樣，若 M 不動(dòng)（Z=0） ，相當(dāng)于車(chē)輪質(zhì)量 m 作單自由度無(wú)阻尼振動(dòng)，于是得0)(??sKst車(chē)輪部分固有頻率 ??tt?ω 0與 ω t是雙質(zhì)量系統(tǒng)，只有單獨(dú)一個(gè)質(zhì)量振動(dòng)時(shí)的部分頻率（偏頻） 。在無(wú)阻尼自由振動(dòng)時(shí)，設(shè)兩個(gè)質(zhì)量以相同的圓頻率 ω 和相角 φ 作簡(jiǎn)諧振動(dòng)，振幅為 zz 20則其解為 ??????tjezs10 ??????tjez20將上面兩個(gè)解代入微分方程組得將 、 代入上式可得MK?20???mKtt?2??0 ?????????sz qzsCt102020??KzM102022 ??zzt012020??z?本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）27此方程組有非零解的條件是 z10和 z20的系數(shù)行列式為零即??0/2020204 ????mKtt ??上式稱(chēng)為系統(tǒng)的頻率方程或特征方程，它的兩個(gè)跟為雙質(zhì)量主頻率 ω 1和ω 2的平方車(chē)身與車(chē)輪兩個(gè)自由度系統(tǒng)的主振型如圖⑵1。在強(qiáng)迫振動(dòng)情況下，激振頻率 ω 接近 ω 1時(shí)產(chǎn)生的低頻共振，按一階主振型振動(dòng)，車(chē)身質(zhì)量 M 的振幅比車(chē)輪質(zhì)量 m 的振幅大將近 10 倍，所以主要是車(chē)身質(zhì)量 M 在振動(dòng)，稱(chēng)為車(chē)身型振動(dòng)。當(dāng)激振頻率 ω 接近 ω 2時(shí)，產(chǎn)生高頻共振，按二階主振型振動(dòng)，此時(shí)車(chē)輪質(zhì)量 m的振幅比車(chē)身質(zhì)量 M 的振幅大將近 100 倍，稱(chēng)為車(chē)輪型振動(dòng)。此時(shí)，由于車(chē)身基本不動(dòng)，所以可將兩個(gè)自由度系統(tǒng)簡(jiǎn)化如圖 82 所示車(chē)輪部分的單質(zhì)量系統(tǒng)，來(lái)分析車(chē)輪部分在高頻共振區(qū)的振動(dòng)。圖 82 車(chē)輪部分單質(zhì)量系統(tǒng)此時(shí)，質(zhì)量 m 的運(yùn)動(dòng)方程為 ??qKssCtt??將各復(fù)振幅代上式，得 jtt?2車(chē)輪位移 z1對(duì) q 的頻率響應(yīng)函數(shù)為1