【正文】 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)勢也只有在采用了高度控制閥的情況下才能充分體現(xiàn)。高度控制閥（以下稱高度閥）分為機械式和電磁式，按組成分為帶延時機構和不帶延時機構?？紤]到目前國內空氣懸架多采用機械式高度閥，因此針對帶延時機構和不帶延時機構的兩種機械式高度閥進行研究。不帶延遲機構的高度閥工作原理：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；車架恢復到一定高度后，控制桿會返回平衡位置，此時進氣閥被關閉，壓縮空氣關斷。當車體荷重減少時，車體上升，空氣彈簧伸長，與荷重增加時情況相反，控制桿被拉下，進、排氣閥打開，空氣彈簧內的空氣經(jīng)節(jié)流通道和活塞內的通道排出。 不帶延時機構的高度閥示意圖 高度閥的主要特性參數(shù)有截止頻率一般為1Hz，不感帶mm，動作延遲時間為s，低流量為120 L/Min，標準流量為350 L/Min，排氣氣流流速為875 L/min。6 懸架導向機構的設計 懸架導向機構的概述及強度受力計算空氣懸架的主要組成部分除了空氣彈簧以外，還有導向桿件、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。其中，導向機構發(fā)揮著非常重要的作用。導向傳力機構是空氣懸架中的重要部件，要承受汽車的縱向力、側向力及其力矩，因此要有一定的強度，布置方式要合理，避免運動干涉?？諝鈴椈稍趹壹苤兄饕惺艽怪?，減振、消振，如果導向機構設計得不合理，則會增加空氣彈簧的負擔，甚至會發(fā)生扭曲、摩擦等現(xiàn)象，惡化減振效果，縮短彈簧的壽命。汽車空氣懸架導向機構的主要作用是：①在車架(或承載式車身)與車橋(或車輪)之間傳遞力或力矩。②使車橋(或車輪)按一定軌跡相對車身或車架跳動。（1） 前平行導向桿的受力和強度1） 前后載荷（D2載荷狀態(tài)） 導向桿受力分析 導向桿斷面圖 （） （） () () （） ()式中c=337 mm e= mm A= 得 = = 導向桿材料的 則高的破壞安全率及降伏安全率分別為=＞ 合格 =＞ 合格 則低的破壞安全率及降伏安全率分別為=＞ 合格 =＞ 合格 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，從而使汽車的側傾角剛度值也較小，結果是汽車轉彎側傾嚴重，影響了汽車的行駛穩(wěn)定性。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傾角剛度以改善汽車的行駛穩(wěn)定性。橫向穩(wěn)定桿帶來的好處除了可以增加懸架的側傾角剛度，從而減小汽車轉向時車身的側傾角外，適當?shù)剡x擇前、后懸架的側傾角剛度比值，也有助于使汽車獲得所需的不足轉向特性。通過，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。若只在后懸架中安裝，則會使汽車趨于過多轉向。橫向穩(wěn)定桿帶來的不利因素有：當汽車在坑洼不平的路面行駛時，左右輪之間有垂向相對位移，由于橫向穩(wěn)定桿的作用，增加了車輪處的垂向剛度，會影響汽車的平順性。在有些懸架中，橫向穩(wěn)定桿還兼起部分導向桿系的作用，其余情況下則設計時應當注意避免與懸架的導向桿系發(fā)生運動干涉。為了緩沖隔振和降低噪聲，橫向穩(wěn)定桿與車輪及車架的連接處均有橡膠支承。 穩(wěn)定桿的橫向載荷及強度 橫拉桿的受力軸力 （）式中=3300 kg θ=則=3415 kg施加在桿上的拉伸（或壓縮）應力= 則＞ 合格 ＞ 合格 懸架及整車的剛度先分別計算前、后軸的側傾剛度，然后再計算整車側傾剛度 前軸的整車參數(shù) 后軸的整車參數(shù)整車的側傾剛度連接前后側傾中心的軸線稱為側傾軸。側傾力矩和側傾角這里 181。= , W=16000kg , H=1310mm 把 h=635mm , G= 代入得：因為要求滿足的側傾角為： （允許有的誤差），所以合格7 減振器機構類型及主要參數(shù)的選擇計算 減震器分類 懸架中用得最多的減振器是內部充有液體的液力式減振器。汽車車身和車輪振動時，減振器內的液體在流經(jīng)阻尼孔時的摩擦和液體的粘性摩擦形成了振動阻力，將振動能量轉變?yōu)闊崮?，并散發(fā)到周圍空氣中去，達到迅速衰減振動的目的。如果能量的耗散僅僅是在壓縮行程或者是在伸張行程進行，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。后者因減振作用比前者好而得到廣泛應用。根據(jù)結構形式不同，減振器分為搖臂式和筒式兩種。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?！?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、總長度短等優(yōu)點，在轎車上得到越來越多的應用。設計減振器時應當滿足的基本要求是，在使用期間保證汽車行駛平順性的性能穩(wěn)定?，F(xiàn)代汽車大多都是采用筒式減振器，當車架與車軸相對運動時，減振器內的油液與孔壁間的摩擦形成了對車身振動的阻力，這種阻力工程上稱為阻尼力。阻尼力會將車身的振動能轉化為熱能，被油液和殼體所吸收。人們?yōu)榱烁玫貙崿F(xiàn)轎車的行駛平穩(wěn)性和安全性，將阻尼系數(shù)不固定在某一數(shù)值上，而是隨汽車運行的狀態(tài)而變化，使懸掛性能總是處在最優(yōu)的狀態(tài)附近。因此，有些汽車的減振器是可調式的可根據(jù)傳感器信號自動選擇。 (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。這時，彈性元件起主要作用。 (2) 在懸架伸張行程中（車橋和車架相互遠離），減振器阻尼力應大，迅速減振。 (3) 當車橋（或車輪）與車橋間的相對速度過大時，要求減振器能自動加大液流量，使阻尼力始終保持在一定限度之內，以避免承受過大的沖擊載荷。 雙向作用筒式減振器工作原理說明。在壓縮行程時，指汽車車輪移近車身，減振器受壓縮，此時減振器內活塞向下移動。活塞下腔室的容積減少，油壓升高，油液流經(jīng)流通閥流到活塞上面的腔室（上腔）。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。這些閥對油的節(jié)約形成懸架受壓縮運動的阻尼力。減振器在伸張行程時，車輪相當于遠離車身，減振器受拉伸。這時減振器的活塞向上移動?；钊锨挥蛪荷?，流通閥關閉，上腔內的油液推開伸張閥流入下腔。由于活塞桿的存在，自上腔流來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，這時儲油缸中的油液推開補償閥流進下腔進行補充。由于這些閥的節(jié)流作用對懸架在伸張運動時起到阻尼作用。 由于伸張閥彈簧的剛度和預緊力設計的大于壓縮閥，在同樣壓力作用下，伸張閥及相應的常通縫隙的通道載面積總和小于壓縮閥及相應常通縫隙通道截面積總和。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。本次設計選取雙筒式液力減振器。 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—導向座 6—回流孔活塞桿 7—油封 8—防塵罩 9—活塞桿在本說明書書中記述了關于減震器選定的規(guī)格和實際設定時的注意事項。在本說明書中，主要進行了阻尼力的計算。（1） 阻尼力的求法： 阻尼比分布V前軸ψ后軸ψ(100mm/s)~~(300mm/s)~~(600mm/s)~~： （2）前輪減震器的阻尼力 首先求最初的臨界阻尼系數(shù) 在這里，=。W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取下限值，平均值，上限值三點計算計算數(shù)據(jù)如下： 阻尼力分布V(m/s)Ccψ范圍ψF=CcψV(Kg)0. 1(100mm/s)~0. 3(300mm/s)~2164336490. 6(600mm/s)~216540864一般的，對應于各個不同速度，求每個減震器的阻尼力的方法較多。但由于在生產(chǎn)減震器時，是把V=，因此，在V=，V=，阻尼力與計算值不吻合的情況也很多。為此一般的方法是把V=，為基準，預備2～3件在其基準上下變化的試制品，進行實車乘坐舒適性評價，其結果最終決定圖紙上的結構尺寸。結論本次設計對懸架系統(tǒng)進行了結構上的設計，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計，以及對導向機構的選擇、側傾力臂的計算、穩(wěn)定桿的角剛度計算、側傾角的校核進行了導向機構的設計，和對懸架減震器的計算選擇。文章從空氣懸架的結構入手，著重研究了空氣彈簧的結構形式和懸架機構，對空氣懸架的核心部件——空氣彈簧進行了力學性能的分析。本論文取得了一些成果，但是由于工作量較大、時間短、個人知識能力尤其是理論水平還較為欠缺，還有許多不足之處，今后會對空氣懸架做進一步深入的研究。參考文獻[1]王望予. 汽車設計[M].,2004.[2]唐新蓬. 汽車總體設計[M] 北京：高等教育出版社 2010.[3]張小虞，葉平. 汽車工程手冊(設計篇)[M].人民交通出版社2001.[4]張英會主編 彈簧[M] 北京：機械工業(yè)出版社 1982.[5] 喻凡,黃宏成 汽車空氣懸架的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].汽車技術,2001.[6] [J].汽車技術,1994.[7] ,1995.[8] [M] ,北京: .[9] HyunChul Sohn KeumShik Hong Semiactive control of the Macpherson suspension system: hardwareintheloop simulations. SAE Technical Paper Series, 2000.[10]Watanabe, Y. Mechanical and control design of a variable geometry active suspension system[J], Vehicle System Dynamics, 19990.致謝 本人通過這幾個月的實踐學習，了解了空氣彈簧的工作原理以及設計的計算方法， 也了解了現(xiàn)階段我國的空氣懸架的發(fā)展水平。在這幾個月的時間里，輔導我的老師給了我很大的幫助，學校的指導老師也給我不少的指導，使我在這兩個月的時間里，真正有所得，有所收獲，對此，我很感激。在這次畢業(yè)設計完成后，我們將結束我們的大學生活，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！