【正文】 定時，減小 k 可降低車體固有振動頻率Mk?0?，但 k 值過小會使車體振動過程中的懸架動行程增大，并使非簧載質量 m 的振動位移也增大，甚至導致車輪離開地面，對汽車操縱穩(wěn)定性產生不利后果。汽車在 35 實際使用中，簧載質量 M 隨汽車的裝載情況而變，當 k 值一定時，Mk?0?將隨 M 減小而增大。因此，理想的懸架彈性特性應具有變剛度或非線性特性，即隨汽車載荷的變化，懸架剛度能自動增大或減小，以減小懸架限位塊碰撞車身的機率，使車體免遭撞擊。 （ 2）懸架阻尼 汽車懸架系統(tǒng)中裝有減振器。減振器阻尼對車體固有頻率的影響不大，但卻能使車體振動迅速衰減，改善車內乘員的舒適感。研究表明，懸架阻尼的大小還對操縱穩(wěn)定性和制動方向穩(wěn)定性產生影響。 （ 3） 輪胎 輪胎徑向剛度 tk 與 輪胎結構、尺寸和氣壓有關，若以 tk 與懸架剛度 k 之比 kkr t? 來表示，則可見，對于一定型號的輪胎，降低胎內氣壓（即剛度 tk 減小）可改善平順性，但也將增加車輪的側向偏離，以惡化操縱穩(wěn)定性，應予以注意。 （ 4） 非簧載質量 在整車質量一定時，減小非簧 載質量 m 可改善平順性。目前多數(shù)轎車采用獨立懸架結構，優(yōu)點之一可在一定總質量下減小非簧載質量 m ，改善平順性。 使用因素對平順性的影響 道路不平是引起汽車振動的主要原因，當汽車在不平路面行駛時，前、后車橋和車體都經常受來自道路的沖擊。路面越惡劣，行駛速度越高，車體加速度均方根值越大。當激勵頻率與車輛系統(tǒng)的一階主頻率 1? 或二階主頻率 2? 重和時，將產生車體的共振，加速車體的振動。路面的激勵頻率由路面譜的頻率分量和車速決定，因此對應一定的路面必有某一引起車體共振的車速，行駛時應遠離共振車速。 此外，汽車的技術狀況不正常，如減振器油液黏度過大或漏油及密封失效等故障，均將導致車體振動加劇、沖擊頻繁、平順性惡化。 36 結 論 本次設計為 紅旗盛世 高級 轎車懸架系統(tǒng)設計。設計的基本步驟為根據(jù)給定車型的各項基本參數(shù)計算出懸架的剛度，靜撓 度，動撓度，以及減振器的阻尼系數(shù)，最大卸荷力，再經過校核應力及平順性分析，運動學分析后選取適當尺寸 。 在基本形式的選取中選擇獨立式懸架，其特點為當一邊車論發(fā)生跳動時，另一邊車輪不受干擾，這樣提高了汽車的平穩(wěn)性和舒適性。并且現(xiàn)代轎車前后懸架大都采用了獨立懸架，并已成為一種發(fā)展趨勢。 在平順性分析中，建立兩自由度的平順性分析模型，取值繪制影響平順性的特性曲線。最后針對汽車的操縱穩(wěn)定性，編寫車輪橫向運動和車輪外傾角分析程序，總結了影響汽車操縱穩(wěn)定性因素。這些工作使數(shù)據(jù)的選取更加適當，使所設計的汽車懸架系統(tǒng)的性能得 到改善。有一定的實際應用意義。 37 參考文獻 [1] 余志生 .汽車理論 .機械出版社 ,2021 年 6 月 [2] 劉惟信 .汽車設計 .清華大學出版社 ,2021 年 [3] 陳家瑞主編．汽車構造，人民交通出版社， 2021 年 [4] 崔心存主編 .現(xiàn)代汽車新技術 . 北京 :人民交通出版社 ,2021 [5] 吳宗澤主編 .機械設計師手冊 . 北京 :機械工程出版社 ,2021 [6] 細川武志編 .魏朗譯 .汽車構造圖冊 .北京 :人民交通出版社 ,2021 [7] 陳家瑞 .汽車構造 .北京： 人民交通出版社， 2021 [8] 趙學敏 .汽車底盤構造與維 修 .北京：國防工業(yè)出版社， [9] 許先鋒 .隨機路面輸入的汽車平順性仿真分析 .美國 MDI2021年 ADAMS中國用戶年會會議論文， [10] 高樹新 .汽車行駛平順性評價方法述評 . [11] 蔣立盛 .汽車設計手冊 整車 底盤卷（ ， ） .長春汽車研究所， [12] 林寧 .汽車設計 .機械工業(yè)出版社， [13] 吳宗澤 .機械設計實用手冊 第二版 .化學工業(yè)出版社， [14] 曾慶東 .機動車減振器設計 .機械工業(yè)出版社， 1999， 11 38 致 謝 本畢業(yè)設計是在 施邵寧老師 的指導下完成的。在 本次設計 過程中， 我遇到過很多問題，每次遇到問題的時候我就去找老師，每次導師都是給我耐心的解 答，從涉及到的每一個知識點一直講到我明白為止，從來沒有厭煩過。 施邵寧老師 治學嚴謹，在汽車方面的的知識和經驗非常豐厚 ， 他 對我的悉心教導和對工作的負責態(tài)度令我非常感動 。 在本次設計中 ，老 師 非常關注 我的設計工作， 給我提出了很多寶貴的 意見，也對我的設計給予了很大的支持，對我完成此次設計給予了非常大 的幫助。因此， 在 此 畢業(yè)設計即將完成之際，首先 我要 對我的導師表示衷心的感謝！對 我們來講，雖然以前進行過 一些簡單的 機械 方面的課程 設計，但都是零件的設計，而這次進行的是汽車 懸架 設計，是一項艱難的 任務 ，同時 對我們 也是一種考驗。其次，在設計過程中 我 還得到許多其他老師與同學的幫助，在此 我也要 對他們表示深深的謝意。 39 附錄 1 懸架系統(tǒng) 當人們想到汽車性能，通常先到的是是馬力，轉矩和 0 到 60 公里的加速度。但是如果駕駛者不能操縱汽車，這些由發(fā)動機產生的功率將毫無用處。這就是為什么汽車設計師在剛掌握了四沖程內燃機時就 把精力轉移到了懸架系統(tǒng)。 2021 本田雙們轎車雙橫臂懸架 2021 本田雙們轎車雙橫臂懸架 懸架的作用是最大限度的增加輪胎與地面間的摩擦力而使操縱穩(wěn)定和確保乘客舒適。 這里我們將探討懸架如何工作，發(fā)展和未來的研究方向。 如果路面是純平的，沒有坎坷，懸架就不是必要的。但路面不很平坦，即使是剛鋪好的公路也不是很完美，而使得車輪受到干擾，這些不平將使車輪受力，根據(jù)牛頓運動定律，力都具有大小和方向。路面上的碰撞導致車輪相對 路面垂直移動，車輪碰撞劇烈還是輕微決定他的大小。 40 如果沒有這個內部結構，所有的車輪的能量都以同樣的方向傳到車架。這樣會產生車輪與路面完全脫離，然后在向下的重力作用下車輪回到路面，因此我們需要一個能夠吸收垂直加速度的系統(tǒng)使車架與車身在車輪與地面碰撞時無干擾的行駛。 汽車懸架系統(tǒng)，用它的各個組成部分，提供了所有解決辦法。 懸架是底盤的組成部分，底盤包括了位于車身下方的所有重要系統(tǒng)。 這些系統(tǒng)包括： 車 架 —— 結構 ,承載組件 ,它支持 了 發(fā)動機和 車 身 ,由懸架支撐。 懸架 系統(tǒng) —— 裝置，支撐重量，吸收和減少振動，幫助保持車輪接觸。 轉向系統(tǒng) —— 機械裝置，使得駕駛者指導和指揮汽車。 41 輪胎和車輪 —— 部件，使得汽車可以通過與路面的附著力或摩擦力進行移動。 所以懸架在任何汽車上都很是重要的系統(tǒng)。通過上面的圖片看下懸架的三大組成：彈簧，減振器，和橫向穩(wěn)定桿。 彈簧 當今的彈簧系統(tǒng)基于四種基本設計： 螺旋彈簧 —— 最常見的彈簧種類，它實質上是一與一根軸螺旋盤繞的重負荷扭力棒。螺旋彈簧的壓縮和伸展吸收了輪胎上下移動產生的能量。 鋼板彈 簧 —— 這種彈簧由若干層金屬 (以下簡稱 葉 )聯(lián)系在一起 ,作為一個 單位。他最初是用在馬車上，直到 1985年被用在大多數(shù)美國汽車上，直到今天大部分的卡車和重型汽車也在應用。 鋼板彈簧 螺旋彈簧 扭桿簧 —— 扭桿簧是利用金屬棒的扭曲特性而產生類似螺旋彈簧的性能。它的一端支撐在車架上，另一端支撐在前臂上，前臂就相當于一個杠桿相對與扭桿垂直移動。當車輪發(fā)生碰撞，垂直的移動傳遞到前臂，通過杠桿作用傳到扭桿。然后扭桿沿著軸的方向扭曲而產生彈簧力。在 19 世紀 50 年代到 60 年代歐洲汽車廣泛的應用這種彈簧系統(tǒng)， 42 扭桿彈簧 空氣彈簧 —— 空氣彈簧系 統(tǒng) ,由位于車輪和車身之間的圓柱曲面空氣裝置組成，利用它的空氣可壓縮性來吸收車輪振動。這個概念事實上已有上百年的歷史了，在馬車時代就產生了。那個時代的空氣彈簧由皮革作為隔板充氣而成，很像個婁。在 19 世紀 30 年代它們被替換成塑橡膠。 基于彈簧在車上的位置，例如，在車輪和車架之間 設計師為了方便會談成簧 空氣彈簧 上質量和簧下質量 彈簧：簧上質量和簧下質量 簧上質量是汽車支撐在彈簧以上的質量，簧下質量大概的定義為路面和懸架之間的質量。車輛行駛時彈簧的剛度影響簧上質量的響應。低剛度汽車 ，像 奧拓轎車 (林肯城市轎車 )，可以緩解撞擊，和提供一個非常好的行駛平順性。但是這樣的車容易在制動和加速時俯沖或下蹲，在轉彎時搖擺或側傾。剛剛度汽車，如 如運動轎車 (馬自 瑪雅塔 )，他緩解 崎嶇 道路 的沖擊較差，但是他能做很小的車身運動，這意味著他能很積極的行駛，甚至過彎。 所以，彈簧本身看起來是很簡單的裝置，可設計和實施卻需要平衡乘坐舒適性和可操縱性，這是很復雜的。使得事情更復雜的是，只有彈簧不能提供完美的駕駛平順性，為什么呢？因為彈簧在吸收能量上非常出色，可在消退能量上不是很好，另一結構，被稱為減振器可以做到這點 。 43 減振器 如果沒有減振器，彈簧將以不可控制的速度延長和釋放碰撞時吸收的能量。彈簧將以其自然頻率繼續(xù)跳動直到所有最初的能量被耗盡。一個只有彈簧的懸架會產生非常跳動的行駛性，并依據(jù)地形的不同，成為不可控制的汽車。 減振器內部或者說是緩沖器，是一個阻尼的過程控制使彈簧不動的裝置。減振器通過將懸架運動產生的動能轉化為可被液壓油消退的熱能，使振動的頻率和振幅減小。想要知道他是如何工作的，最好的方法是進入減振器內部看看他的結構和功能。 減振器基本上為一個位于車架和車輪之間的油泵。他的上部分連接在車架上（如簧上質量）， 下部分連接在半軸上，靠近車輪（如簧下質量）。一種最常見的減振器，雙筒式液力減振器，他的上部連接在活塞桿上，活塞桿反過來接在活塞上，活塞反向位于充滿液壓油的筒內。筒的內部為工作腔，外層為儲油腔。儲油腔儲存多余的液壓油。 當汽車在顛簸路面是行行走，導致彈簧卷曲和伸展，彈簧能量通過上部轉移到減振器，向下傳到活塞桿再到活塞。通過節(jié)流口油液隨著活塞的上下移動鎦流進工作腔。因為節(jié)流口相對很小，只有很少的油液在大的液壓下通過。這就使得活塞減慢，反過來使彈簧減慢。 減振器有兩個工作行程，壓縮形成和伸展行程。壓縮行程發(fā)生在活 塞想下運動時，壓縮油液進入活塞下腔。伸展行程發(fā)生在活塞向作腔上部移動時壓縮活塞上部的油液。典型的轎車和輕型卡車的延伸行程比壓縮行程阻力大?；谶@點，壓縮行程控制汽車的簧下質量，而延伸行程控制較重的簧上質量。 所有現(xiàn)代的減振器都是速度敏感，懸架動的越快減振器提供的阻力越大。這使減振器能夠適應各種路況和控制行駛中的汽車會產生的任何不希望的移動，其中包括 跳動 ,左搖右擺 ,制動俯沖和加速度蹲下 。 橫向穩(wěn)定桿 橫向穩(wěn)定桿 橫向穩(wěn)定桿與減振器一起使用，給行駛的汽車提供額外的穩(wěn)定性。他是一個金 44 屬質地的桿 ，橫跨整個車軸并且有效的連接了兩邊的懸架。 當一邊車輪的懸架上下跳動，橫向穩(wěn)定桿將移動轉移到另一側車輪。這就使得行駛平順性更好和減小了車身搖晃。尤其是，他克服了車身在轉彎時的側傾。因為這點，現(xiàn)在幾乎所有汽車都安裝橫向穩(wěn)定桿作為標準配置，即使沒有安裝它也易于在任何時間安裝。