【正文】 前輪定位參數(shù)與主銷軸的布置 筒式減振器上鉸鏈的中心與橫擺臂外端的球鉸鏈中心的連線為麥弗遜懸架的主銷軸線。并使車輪與車身的傾斜同向，以增強(qiáng)不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)。 2)懸架上載荷變化時，前輪定位參數(shù)要有合理的變化特性，車輪不應(yīng)產(chǎn)生縱向加速度。 螺旋彈簧材料的選擇可參考下表 42： 彈簧鋼種 應(yīng)用 6 70 、 85 汽車板簧、圓形螺旋彈簧、 12mm 的小型彈簧 55Si2Mn 55SiMnB 用作 25mm 汽車板簧、螺旋彈簧、氣缸閥簧 55SiMnVB 汽車板簧、螺旋彈簧、氣缸閥簧 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 60SiMn 60SiMnA 汽車板簧、螺旋彈簧、氣缸閥簧 55CrMnA 60CrMnA 50mm 的螺旋彈簧和鋼板彈簧 表 42部分彈簧鋼種在汽車上的應(yīng)用 材料選用 60CrMnA (5) 彈簧的強(qiáng)度校核 螺旋彈簧的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力可以表示為： 1 2cc f GdDi? ?? 式 (44) 動載荷下的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力表示為： 1 2dd f GdDi? ?? 式 (45) 前懸架： ?1c? ，1d?= ?1c? 后懸架： ?2c? ，2d?= ?2c? 選取彈簧許用扭轉(zhuǎn) 應(yīng)力時，應(yīng)根據(jù)懸架結(jié)構(gòu)型式和工作特點(diǎn)來確定，一般推薦滿載需用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 500 ~ 700MPa，彈簧最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力在 980 ~ 1078MPa范圍內(nèi)。 圖 41 前懸架振動示意圖 解三角形 ABC： 502 )4 50( 504c os 222 1?? ????? cf 1cf = 同理，可以求出后懸架 螺旋彈簧的靜 撓度為：2cf= mmff cd ?? 2df=2cf= （ 3） 螺旋彈簧的主要尺寸的確定 1) 彈簧 中徑 D和鋼絲直徑 d 取 前懸架 1D =110mm 1d =15mm 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 28 頁 后懸架 2D =90mm 2d =15mm 2) 工作圈數(shù) i 可按下式求得： 438Gdi cD? 式 (43) 式中 G—— 彈簧材料的剪切彈性模量，取 10G MPa?? ； c—— 螺旋彈簧剛度。為此，應(yīng)該使前懸架具有的側(cè)傾角剛度要略 大于后懸架的側(cè)傾角剛度?！?3176?！?4176。它對簧上質(zhì)量的側(cè)傾角有影響；側(cè)傾角過大或過小都不好。對轎車， df 取 7—9cm；對大客車 , df 取 5～ 8cm；對貨車 df 取 6～ 9cm。 選擇貨車滿載時前后懸架的偏頻分別為： ZHn ? ， ZHn ? 所以 ??nn ，滿足要求 。對普通級以下轎車滿載的情況，前懸架偏頻要求在1． 00～ 1． 45Hz，后懸架則要求在 1． 17～ 1． 58Hz。為了改善微型轎車后排乘客的乘坐舒適性，有時取后懸架的偏頻低于前懸架的偏頻。因此，欲保證汽車有良好的行駛平順性，必須正確選取懸架的靜撓度。因現(xiàn)代汽車的質(zhì)量分配系數(shù) ε 近似等于 1，于是汽車前、后軸上方車身兩點(diǎn)的振動不存在聯(lián)系。 圖 34 斜置單臂式獨(dú)立懸架 本論文懸架方案的選擇為前麥弗遜懸架后 斜置單臂式獨(dú)立懸架 。單斜臂繞與汽車縱軸線成一定角度 (0 90 )?????? 的軸線擺動。橫置的螺栓 15 穿過轉(zhuǎn)向球銷的環(huán)形槽，以防止球銷在螺栓出現(xiàn)意外松動時滑脫。 U形夾則把車輪支架支承在 U 形彎腳中。它放在彈簧托盤 3上，保護(hù)鍍鉻的桿 2。但同時也有很多不足比如穩(wěn)定性差 .抗側(cè)傾和制動點(diǎn)頭能力弱 .增加穩(wěn)定桿以后有所緩解但無法從根本上解決問題 .耐用性不高 .減震器容易漏油需要定期更換。所以麥弗遜的一個最大的設(shè)計特點(diǎn)就是結(jié)構(gòu)簡單，結(jié)構(gòu)簡單能帶來兩個直接好處那就是：懸架重量輕和占用空間小。 發(fā)動機(jī)前置的汽車，常采用麥弗遜式前懸架。 不同形式的懸架占用的空間尺寸不 同，占用橫向尺寸大的懸架影響發(fā)動機(jī)的布置和從車上拆裝發(fā)動機(jī)的困難程度；占用高度空間小的懸架，則允許行李箱寬敞，而且底部平整，布置油箱容易。 3) 懸架側(cè)傾角剛度 當(dāng)汽車作穩(wěn)態(tài)圓周行駛時，在側(cè)向力作用下，車廂繞側(cè)傾軸線轉(zhuǎn)動，并將此轉(zhuǎn)動角度稱之為車廂側(cè)傾角。側(cè)傾中心位置高，它到車身質(zhì)心的距離縮短，可使側(cè)傾力臂及側(cè)傾力矩小些，車身的側(cè)傾角也會減小。 獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)形式分析 獨(dú)立懸架又分為雙橫臂式、單橫臂式、雙縱臂式、單縱臂式、單斜臂式、麥弗遜式和扭轉(zhuǎn)梁隨動臂式等幾種。缺點(diǎn)是：由于整車布置上的限制，鋼板彈簧不可能有足夠的長度（特別是前懸架），使之剛度較大，所以汽車平順性較差；簧下質(zhì)量大；在不平路面上行駛時，左、右車輪相互影響 ，并使車軸（橋）和車身傾斜；當(dāng)兩側(cè)車輪不同步跳動時，車輪會左、右搖擺使前輪容易產(chǎn)生敗陣；前輪跳動時，懸架易于轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動干涉；當(dāng)汽車直線行駛在凹凸不平的路段上時，由于左右兩側(cè)車輪反向跳動或只有一側(cè)車輪跳動時，不僅車輪外傾角有變化，還會產(chǎn)生不利的軸轉(zhuǎn)向特性；汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，離心力也會產(chǎn)生不利的軸轉(zhuǎn)向特性；車軸（橋）上方 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 19 頁 要求有與彈簧行程相適應(yīng)的空間。 5）有良好的隔聲能力。 在設(shè)計懸架時必須考慮以下幾個方面的要求： 1）保證汽車有良好的行駛平順性。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 17 頁 第 3 章 汽車懸架方案的選擇 懸架的設(shè)計要求 懸架是保證車輪或車橋與汽車承載系統(tǒng)之間具有彈性聯(lián)系并能傳遞載荷、緩和 路面沖擊 、衰減振動以及調(diào)節(jié)汽車行駛中的車身位置等有關(guān)裝置的總稱。子午線輪胎的特 點(diǎn)是滾動阻力小、溫升低、胎體緩沖性能和附著性能都比斜交輪胎要好，裝好后耗油低、耐磨損壽命長、高速性能好。轎車及輕型貨車的車速高，動負(fù)荷大，系數(shù)應(yīng)取下限；重型貨車，重型自卸車的車速低，此系數(shù)可略偏高。為了避免超載，此系數(shù)取 ~ 之間。 在輪胎的選 擇上需要遵循的基本原則是： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 15 頁 （ 1） 滿足輪胎負(fù)荷的要求 所選輪胎在使用中承受的靜負(fù)荷值應(yīng)等于或接近輪胎的靜負(fù)荷值，我國各種汽車的輪胎和輪輞的規(guī)格及其額定負(fù)荷可查輪胎的國家標(biāo)準(zhǔn)。 綜上 ，對于設(shè)計的貨車初步選取的發(fā)動機(jī)型式為： 6 缸直列水冷式汽油機(jī)。 3) 發(fā)動機(jī)冷卻形式的選擇 發(fā)動機(jī)按冷卻方式分為水冷和風(fēng)冷發(fā)動機(jī)兩種，后者的優(yōu)點(diǎn)是冷卻系統(tǒng)簡單，維修方便，對沙漠和異常氣候環(huán)境的適應(yīng)性好，但存在冷卻不均，消耗功率大和噪聲大等缺點(diǎn)，在汽車上應(yīng)用不多，只在 22kW 以下的小發(fā)動機(jī)和軍用越野車上有所應(yīng)用。 2) 發(fā)動機(jī)排列形式的選擇 按汽缸排列形式，發(fā)動機(jī)又有直列、水平對置和 V 型等區(qū)別。 在選用發(fā) 動機(jī)型式時，除了上述因素外，還要考慮燃料使用的平衡，汽油大部分供應(yīng)汽車，而柴油用途廣泛，需要的部門多。 ? =3mm 汽車發(fā)動機(jī)的選擇 (1) 發(fā)動機(jī)的選型 在汽車發(fā)動機(jī)基本型式的選擇中首先應(yīng)確定的是采用汽油機(jī)還是柴油機(jī)，其次是汽缸的排列型式和發(fā)動機(jī)的冷卻方式。 離去角： ? =26176。 minR = （ 4） 汽車的通過性參數(shù) 總體設(shè)計要確定的通過性參數(shù)有：最小離地間隙 minh 、接近角 ? 、離去角 ? 及縱向通過半徑 ? 。該值越小燃油經(jīng)濟(jì)性越好。 3） 最高車速 maxaV 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 最高車速 maxaV =125km/h 4） 汽車 的比功率和比轉(zhuǎn)矩 這兩個參數(shù)分別表示發(fā)動機(jī)最大功率和最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量之比。 汽車類別 0maxD maxID 最高車速 比功率 比轉(zhuǎn)矩 輕型貨車 ~ 6amt? ~ ~ 90~120 15~21 38~44 表 26 輕型載貨汽車的動力性參數(shù)的取值范圍 根據(jù)表 26， 可以初步選取直接檔動力因數(shù)為： 0max ? 。 車型 空載 滿載 前軸 后軸 前軸 后軸 貨車 42? 后輪單胎 32%～ 40% 60%～ 68% 50%～ 59% 41%～ 50% 表 23 4 2后輪單胎平頭形式的貨車軸荷分配范圍 綜上 ， 汽車的質(zhì)量參數(shù)如下： 裝載質(zhì)量 Gm （ t） 整備質(zhì)量 0m （ t） 總質(zhì)量 am （ t） 整備質(zhì)量利用系 數(shù)0m? 表 24 汽車的質(zhì)量參數(shù) 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 空載 滿載 前軸 后軸 前軸 后軸 54% 46% 35% 65% 表 25 設(shè)計貨車的軸荷分配 汽車主要性能參數(shù)的選擇 （ 1） 汽車的動力性參數(shù) 汽車的動力性參數(shù)主要有直接檔和一檔最大動力因數(shù)、最高車速、加速時間、汽車的比功率和比轉(zhuǎn)矩等。因此，在總體設(shè)計時應(yīng)根據(jù)汽車的布置型式、使用條件及性能要求合理地選定其軸荷分配。 （ 2） 汽車的總質(zhì)量 am 汽車的總質(zhì)量是指已整備完好、裝備齊全并按規(guī)定載滿客、貨時的汽車質(zhì)量。 其中裝載質(zhì)量的參數(shù)已給定，即 Gm = （ 1） 汽車的整備質(zhì)量 0m 汽車的整備質(zhì)量就是汽車經(jīng)整備后在完備狀態(tài)下的自身質(zhì)量，即指汽車 在 加滿 燃料、輪滑油 、工作油液及發(fā)動機(jī)冷卻水和裝備齊全后但未載人、貨時的質(zhì)量。城市大客車的后懸一般不大于其軸距的 60%，絕對值不大于 。前懸的長度與汽車的類型、驅(qū)動形式、發(fā)動機(jī)的布置形式和駕駛室的形式以及布置密切相關(guān)。 設(shè)計時依然可以通過內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角間的關(guān)系來初選出輪距。但輪距也不宜過大，否則，會使汽車的總寬和總質(zhì)量過大。 轉(zhuǎn)彎半徑越小，則汽車轉(zhuǎn)向所需場地就越小。因此，在選擇軸距時應(yīng)綜合考慮有關(guān)方面的影響。 總長 ： 貨車及越野車不大于 12m； 一般大客車不大于 12m， 鉸接式大客車不大于 18m； 牽引車帶半掛車不大于 16m， 汽車拖帶掛車不大于 20m， 掛車長度不大于 8m。 汽車主要參數(shù)的選擇 汽車主要尺寸的確定 汽車的主要尺寸參數(shù)包括 外廓尺寸、 軸距、輪距、總長、總寬、前 懸 、后懸、接近角、離去角、最小離地間隙等?？傎|(zhì)量在 19~26t 的公路運(yùn)輸車采用三軸形式，總質(zhì)量更大的汽車宜采用四軸和四軸以上的形式。完成汽車的總體設(shè)計及懸架的主要結(jié)構(gòu)元件 螺旋 彈簧等的設(shè)計 ，然后對前后懸架進(jìn)行設(shè)計匹配，滿足前后懸架的偏頻要求。 現(xiàn)有的被動懸架將逐漸向半主動、主動懸架過 渡。運(yùn)用磁蓄能原理，結(jié)合參數(shù)估計自校正控制器，可望設(shè)計出高性能低功耗的電磁蓄能式 自適應(yīng)主動懸架， 使主動懸架 由理論轉(zhuǎn)化 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 4 頁 為實(shí) 際應(yīng)用。 主動懸架研究也集中在兩個方面： 1）可靠性； 2）執(zhí)行器。在國外，改變減振液粘性的方法主要有電流變液體和磁流變液體兩種。 被動懸架是傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，剛度和阻尼都是不可調(diào)的，依照隨機(jī)振動理論，它只能保證在特定的路況下達(dá)到較好效果．但它的理論成熟、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠， 成本相對低廉且不需額外能量， 因而應(yīng)用最為廣泛．在我國現(xiàn)階段，仍然有較高的研究價值．被動懸架性能的研究主要集中在三個方面： 1） 通過對汽車進(jìn)行受力分析后，建立數(shù)學(xué)模型，然后再用計算機(jī)仿真技術(shù)或有限元法尋找懸架的最優(yōu)參數(shù) 2） 研究可變剛度彈簧和可變阻尼的減振器， 使懸架在絕大部分路況上保持 良好的運(yùn)行狀態(tài)； 3） 研究導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使汽車懸架在滿足平順性的前提下，穩(wěn)定性有 大的提高。 在半主動和主動懸架的研究 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 3 頁 方面起步晚，與國 外的差距大。 20世紀(jì) 80 年代，世界各大著名的汽車公司和生產(chǎn)廠家競相研制開發(fā)這種懸 架。 隨著道路交通的不斷發(fā)展， 汽車車速有了很