【正文】 車輪向上跳動即懸架壓縮時，活塞 1 向下運動，油液通過 閥Ⅱ進入工作腔上腔，但是由于活塞桿 9占據(jù)了一部分體積，必須有部分油液流經(jīng)閥Ⅳ進入補償腔 C。筒式減振器的質(zhì)量僅為擺臂式的約 1/2，并且制造方便，工作壽命長，因而現(xiàn)代汽車幾乎都采用筒式減振器。故名思義，摩擦式減振器利用兩個緊壓在一起的盤片之間相對運動時的摩擦力提供阻尼。汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用液力式減震器。 符合要求。 ???? (68) 已知 mD =90 mm， d=12 mm，可以算出彈簧指數(shù) C和曲度系數(shù) 39。 = it+d （ 65） 錯誤 !未找到引用源。 Lo， = mm； L1= mm； L= mm。 在滿載狀態(tài)（或常用載荷狀態(tài)下），根據(jù)前軸載荷以及確定的偏頻值，獲得 懸架系統(tǒng)剛度，通過杠桿比推算螺簧剛度。 彈性元件主要有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、空氣彈簧等常用類 型。 rs為磨胎半徑。 本次設(shè)計選擇 L1/L2= 進行設(shè)計。 設(shè)計汽車懸架時，希望輪距變化要小，以減少輪胎磨損， 提高其使用壽命， 因此應(yīng)選擇 L1/L2 在 O． 6 附近；為保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性，希望前 輪定位角度的變化要小，這時應(yīng)選擇 L2/L1 在 附近。 上、下橫臂長度的確定 雙橫臂式懸架的上、下臂長度對車輪上、下跳動時前輪的定位參數(shù)影響很大。)確定，然后找到相應(yīng)的，并在圖58b 上初選，求出主銷后傾角變化率 (推薦懸 架每壓縮 lOmm 時為 1 O′～ 40′ )，如超出范圍，即重新選，直至達(dá)到要求為止。 綜合上 述要求，選擇恰當(dāng)?shù)目骨案┙?，國外已根?jù)設(shè)計經(jīng)驗制定出一套列線 圖，如圖 58所示。但廣西科技大學(xué)（籌） 2021屆畢業(yè)設(shè)計說明書 24 是主銷后傾角變得太大時，會使支承處反力矩過大，同時使得轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對側(cè)向力十分敏感，容易造成車輪擺振或轉(zhuǎn)向盤上力的變化。如車輪上跳，下橫臂軸斜置角α 1為正、上橫臂軸斜置角α 2為負(fù)值或者零值時，主銷后傾角隨車輪的上跳 而增大。 水平面內(nèi)上、下橫臂擺動軸線的布置方案 上、下橫臂軸線在水平面內(nèi)的布置方案有三種，如圖 57： 圖 57 上、下橫臂軸線在水平面內(nèi)的布置方案 下橫臂軸 MM 和上橫臂軸 NN 與縱軸線的夾角，分別用α 1 與α 2 來表示，稱為導(dǎo)向機構(gòu)上、下橫臂軸的水平斜置角 。 1， 2， 6 的跳動規(guī)律是比較好的，目前被廣泛采用。角度的取值見圖注，其正負(fù)號按右手定則確定。為了描述方便，將擺臂空間定位角（圖 54）定義為：擺臂的水平斜置角α，懸架抗前俯角β，懸架斜置初始角θ。如果用鋼板彈簧非獨立懸架時，后懸架的側(cè)傾中心高度要取得更大些。但是前懸架側(cè)傾中心高度受到允許輪距變化的限制且?guī)缀醪豢赡艹^ 150mm（上下擺臂初始角度過大）。 圖 51 雙橫臂式獨立懸架側(cè)傾中心 W 的確定 廣西科技大學(xué)（籌） 2021屆畢業(yè)設(shè)計說明書 20 圖 52 橫臂相互平行的雙橫臂式獨立懸架側(cè)傾中心 W 的確定 本次設(shè)計采用非相互平行的雙橫臂布置。將橫臂內(nèi)外轉(zhuǎn)動點的連線延長，以便得到極點 P，并同時獲得 P點的高度。 對汽車后輪獨立懸架導(dǎo)向機構(gòu)的要求： 1） 懸架上載荷變化時，輪距無顯著變化。在 側(cè)向加速度作用下，車身側(cè)傾角小于等于 6176。 已知： 已知整備質(zhì)量： M1=1655kg,取簧上質(zhì)量 ma： 1555kg,簧下質(zhì)量 mb： 25 4kg. 允許總質(zhì)量： M=1855kg. 空載時前軸單輪軸荷取 50%： Ma＝（ M1mb） 50%／ 2=1222 60%/2= 滿載時前軸單輪軸荷取 50%： Mb＝ (Mmb) 50%/2=1755 50%/2= 表 41 奧迪 R8 FSI quattro 2021 款 相關(guān)數(shù)據(jù) 單位 mm 驅(qū)動方式 中置四驅(qū) 前懸掛類型 雙橫臂 獨立懸架 整備質(zhì)量 1655kg 空載前軸軸載 質(zhì)量 滿載質(zhì)量 1855kg 滿載前軸軸載質(zhì)量 簧下質(zhì)量 25 4kg 懸架剛度： cWc fFfFC ?? 滿載 =( )/250=／ mm (43) 廣西科技大學(xué)（籌） 2021屆畢業(yè)設(shè)計說明書 19 第 5章 雙橫臂獨立懸架導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計 導(dǎo)向機構(gòu)設(shè)計要求 對前輪導(dǎo)向機構(gòu)的設(shè)計要求是： 1） 懸架上載荷變化時，保證輪距變化不超過177。 為了得到良好的平順性，應(yīng)當(dāng)采用較軟的懸架以降低偏頻，但軟的懸架在一定載荷下其變形量也大，對于一般轎車而言，懸架總工作行程（靜擾度與動擾度之和）應(yīng)當(dāng)不小于 160mm。 —— 懸架靜撓度（ cm） 得懸架靜撓度： 25??????? nfc (42) mmf c 25 5 2 ?????????? 懸架動撓度的計算 懸架的動撓度是指懸架從滿載靜平衡位置開始壓縮到結(jié)構(gòu)允許的最大變形 (通常指緩沖塊壓縮到其自由高度的 1/2 或 1/3) 時，車輪中心相對車架 (或車身 )的垂直位移。由前面得各種車型車身固有頻率的實用范圍為：貨車 ～ ；旅行客車 ～ ；高級轎車1～ 。 垂直載荷 W 側(cè)偏剛度K rk 0k 39。 汽車前軸及后軸左、右車輪載荷變動量決定于：前、后懸架的側(cè)傾角剛度、懸掛質(zhì)量、非懸掛質(zhì)量、質(zhì)心位置以及前、后懸架側(cè)傾中心位置等一系列參數(shù)的數(shù)值。顯然 0k 39。0k = 21 rkk? ， 39。如下圖 38 所示： 廣西科技大學(xué)（籌） 2021屆畢業(yè)設(shè)計說明書 15 圖 37 垂直載荷對輪胎側(cè)偏特性的影響 垂直載荷增大后，側(cè)偏剛度隨垂直載荷的增加而加大；但垂直載荷過大時，輪胎與地面接觸區(qū)的壓力變得極不均勻，使輪胎側(cè)偏剛度反而有所減小。但曲線行駛時，由于側(cè)傾力矩的作用，作用在前、后軸左、右車輪上的垂直反力，將是靜止?fàn)顟B(tài)下的垂直反力及由側(cè)傾引起的垂直反力變動量之 和。例如，單橫臂獨立 懸架的側(cè)傾角剛度為 ?K =21 sk 2)( nBm (313) 應(yīng)該指出，上面的計算只適用于小傾角，而且在分析中沒有考慮導(dǎo)向桿系中鉸接點處彈性村套的影響。車身上一側(cè)受到的彈性恢復(fù)力，相當(dāng)于一個上端固定于車身，下端固定于輪胎接地點且垂直于地面，具有 懸架線剛度的螺旋彈簧施加于車身的彈性力。所以，懸架的線剛度就等于兩個彈簧線剛度之和。 2 )懸架的側(cè)傾角剛度 懸架的側(cè) 傾角剛度是指側(cè)傾時 (車輪保持在地面上 )，單位車身轉(zhuǎn)角時，懸架系統(tǒng)給車身總的彈性恢復(fù)力偶矩。該軸線通過車身在前、后軸處橫斷面上的瞬時轉(zhuǎn)動中心，這兩個瞬時中心稱為側(cè)傾中心。影響操縱穩(wěn)定性的主要參數(shù)是車輪偏離角、前輪定位角、導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向桿系的運動協(xié)調(diào)性。由頻率公式得到減少非 簧載質(zhì)量，進而增大了簧載質(zhì)量，同樣有降低汽車固有頻率的效果，從而也有使頻率接近人體習(xí)慣的運動頻率。因此，在汽車設(shè)計中，為提高汽車行駛平順性，采用非簧載質(zhì)量較小的獨立是架更為有利。 圖 34 ,aZ 、 dF 和 (Za bZ )與阻尼比的關(guān)系 圖中曲線走向表示，只是彈簧行程 (Za bZ )曲線是隨阻尼比單調(diào)變化，阻尼比愈大，所要求的彈簧行程愈小，相反，對于車身加速度和車輪動載而言，可找到一個最佳阻尼比值。 為了衰減車身由路面反饋來的自由振動和抑制車身、車輪、車架等的共振，以減小車身的垂直振動所引起的加速度和車輪垂直方向振動的振幅 (減小車輪對地面壓力的變化，防止車輪過于跳離地面 )，懸架系統(tǒng)中應(yīng)具有適當(dāng)?shù)淖枘帷? 懸架系統(tǒng)中的阻尼對汽車行駛平順性的影響 減震器起衰減振動的作用 [14]~ [16]，對汽車平順性有影響，其主要參數(shù)為阻尼系數(shù)，阻尼系數(shù)的選取要根據(jù)具體汽車的型號來選取。 因為 MC =dfdp (36) 可將上式改寫成 pdp=fdf (37) 積分得 ln P=cff +A (38) 因為當(dāng) f= cf 時， P= cp ecff 1? 所以 A= ln cP 1 (39) 因此 P= cP 這就是說，不管載荷如何變，為保持車身固有頻率不變，當(dāng)載荷 P等于大于 cP 時，懸架的特性應(yīng)該是按指數(shù)函數(shù)的規(guī) 律變化。 具有線性彈性特性的汽車，在使用中其車身振動的固有頻率將隨裝載的多少而改變，尤其是后懸架載荷變化很大的貨車和大客車，這種變化會使汽車前后懸架的頻率相差過大，結(jié)果導(dǎo)致汽車車身的猛烈顛簸 (縱向角振動 )，因而使汽車行駛平順性 變壞。 2 )彈性特性 在懸架設(shè)計中，通常把力和變形的關(guān)系曲線，即車輪受到的垂直外力與由此所引起的車輪中心相對于車身位移的關(guān)系曲線，稱為懸架的彈性特性曲線，曲線的斜率為懸架的剛度。 0n 值越低，車身加速度的均方根值越小。 從保持所運貨物完整性的觀點出發(fā)，車身振動加速度也不能過大，如果車身加速度達(dá)到 1g，則未經(jīng)固定的貨物可能離開車廂底板。 圖 31 幅頻特性曲線 懸架彈性特性對汽車行駛平順性的影響 1)車身固有振動頻率 [11] ~[13] 若不考慮輪胎和減震器的影響，則車身固有頻率 廣西科技大學(xué)（籌） 2021屆畢業(yè)設(shè)計說明書 8 0n = ?20w = ?21 MC Hz (31) 式中 0w — 固有角振動頻率， rad/s C— 懸架剛度， N/m M— 簧載質(zhì)量， kg 由于在靜載荷作用下懸架的靜撓度 cf = cMg (32) 則 0n = ?21cfg (33) 當(dāng)以每秒振動次數(shù)表示時， 0n =cf300 Hz (34) 式中 cf — 靜撓度（ cm）。對垂直振動而言，人體對 4— 8Hz的振動最敏感，所以這一頻帶的界限值最低。 廣西科技大學(xué)（籌） 2021屆畢業(yè)設(shè)計說明書 7 第 3章 懸架對汽車主要性能的影響 懸架型式、導(dǎo)向桿系的布置以及懸架參數(shù)的選擇等對汽車性能的影響，并不是孤立的，而是存在著一定的內(nèi)在聯(lián)系。 依靠彈性元件來傳遞車輪或車橋與車架或車身之間的垂向載荷，并依靠其變形來吸收能量，達(dá)到緩沖的目的。 減震器的 外特性 主要指的是 阻力 速度特性 [10]，特性圖如下圖。 懸架的主要特性 懸架的垂直彈性特性 汽車懸架的垂直彈性特性表示作用在懸架上的垂直載荷與在輪軸上方的變形之間的關(guān)系。因而在設(shè)計懸架時必須考慮以下幾個方面的要求 [8]~ [9]： 1 通過合理設(shè)計懸架的彈性特性及阻尼特性確保汽車具有良好的行駛平順性，具有較低的振動頻率、較小的振動加速度值和合適的減振性能，并能避免在懸架的壓縮伸張行程極限點發(fā)生硬沖擊，同時還要保證輪胎具有足夠的接地能力； 2 合理設(shè)計導(dǎo)向機構(gòu)，以確保車輪與車架或車身之間力和力矩可靠傳遞。這樣懸架系統(tǒng)的運動學(xué)研究就包括了懸架運動學(xué)和彈性運動學(xué)兩個方面的內(nèi)容。 后一部分主 要是對懸架的導(dǎo)向機構(gòu)進行工作，主要是研究在車輪與車身發(fā)生相對運動時，懸架導(dǎo)向機構(gòu)如何引導(dǎo)和約束車輪的運動 、 車輪定位及影響轉(zhuǎn)向運動的一些懸架參數(shù)的運動學(xué)特性。 2 按照彈性元件不同所分的種類： 鋼板彈簧懸架、螺旋彈簧懸架、扭桿彈簧懸架、空氣懸架以及油氣懸架等。 為減少車軸對車架或車身的直接沖撞，一些汽車懸架上裝有緩沖塊，起限制移動行程。導(dǎo)向機構(gòu)決定了 車輪跳動時的運動軌跡和車輪定位參數(shù)的變化，以及汽車前后側(cè)傾中心及縱傾中心的位置，從而在很大程度上影響了整車的操縱穩(wěn)定性和抗縱傾能力。為此必須在車輪與車架或車身之間提供彈性連接，依靠彈性元件來傳遞車輪或車橋與車架或車身之間的載荷，并依靠其變形來吸收能量，達(dá)到緩沖的目的。 3 最后以奧迪 R8 四驅(qū)車車型為例設(shè)計前懸架 —— 雙橫臂螺旋彈簧獨立懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計和強 度設(shè)計，并對其結(jié)構(gòu)強度分析。 所以為了適應(yīng)汽車產(chǎn)業(yè)的自主開發(fā)道路，對懸架進