【正文】 9 本次設計 [p]＝ 3Mpa λ＝ 前懸架減振器工作缸直徑： 后懸架減振器工作缸直徑： 油筒直徑 貯油筒直徑 Dc=（ ～ ） D，壁厚取 2mm。 40mm； W—— 為懸架系統(tǒng)的固有頻 率； Vx為卸荷速度，一般為 ～ ，本次設計 Vx 取 。此時的活塞速度稱為卸荷速度 Vx。例如，減振器如下（圖 62）所示，安裝時，其阻尼系數(shù)δ為： 前懸架的單個減振 器阻尼系數(shù)： 后懸架的單個減振器阻尼系數(shù)： 圖 62減振器安裝位置 在下擺臂長度 n不變的條件下，改變減振器下橫擺臂上的固定點位置或者減振器軸線與鉛直線之間的夾角α，會影響減振器阻尼系數(shù)的變化。因懸架系統(tǒng)固有頻率 ssu mKw /? ，所以理論上 wms?? 2＝ 。本次設計取φ s取 。 設計時，先取φ y 與φ s 的平均值φ。通常情況下，將壓縮行程時的阻尼系數(shù)φ y 取的小些，將伸張行程時的阻尼系數(shù)φ s取的大些。φ的表達方式為： φ =δ /[2（ Ksu ms） 1/2] 式中 Ksu —— 懸架系統(tǒng)的垂直剛度； sm —— 簧上質量； 相 對阻尼系數(shù)的物理意義是：減振器的阻尼作用在于不同的剛度 suK 和不同的簧載質量 sm 的懸架系統(tǒng)匹配時，會產生不同的阻尼效果。通常的壓縮行程的阻尼系數(shù)δ y=Fy/Vy 與伸張行 程的阻尼系數(shù)δ s=Fs/Vs 不等。如下（圖 61）所示。 因此本次設計采用單筒充氣液力式減振器。在壓縮和伸張行程都能起作用的減振器車稱為雙向作用減振器；僅在伸張行程起作用的叫單向作用減振器。 減振器分類 減振器按結構形式的不同可分為：筒式減振器和搖臂式減振器。 ，減振器的阻尼力應該大，以要求迅速的減振。 減振器的阻尼力越大，振動消除的越快，但卻使串聯(lián)的彈性元件的作用發(fā)揮的作用不能充分的發(fā)揮，同時，過大的阻尼力還可能導致減振器連接零件及車架的損壞。減振器的阻尼力的大小隨車架和車橋相對速度的增減而增減，并且與油液的黏度有關。液力減振器的工作原理是，當車架和車橋作往復的相對運動而活塞在鋼筒內作往復的運動時，減振器殼底內的油液便反復的通過一些窄小的空隙流入另一內腔。sv 1810210ta n1780c o s3786 1782800ta nc o s2 ???????? ??? 本科生畢業(yè)設計（說明書） 15 第六章 減 振器設計 減振器概述 減振器的功能是吸收懸架垂直振動的能量，并轉化為熱能耗散掉，使振動迅速衰減。當后懸架用獨立懸架時，其側傾中心的高度要大一些。因而，獨立懸架的側傾中心高度為：前后懸架 0～ 150mm。 然而，前懸架的側傾中心的高度受到允許輪距變化限制幾乎不可能超過150mm。側傾 軸線應大致與地面平行些。作出與其平 行的通過 N 點的平行線，同樣可獲得側傾中心 W。將 P點與車輪接地點 N 連接，即可在汽車 軸線上獲得側傾中心 W。 本科生畢業(yè)設計（說明書） 13 . 圖 5－ 3 上 、下橫臂在橫向平面內的布置方案 導向機構的布置參數(shù) 側傾中心 雙橫臂式獨立懸架的側傾中心由如圖 55所示方式得出。因此在設計獨立懸架的導向機構時，應使其滿足以下要求： (1) 當?shù)膫葍A中心和側傾軸線； (2) 形成恰當?shù)目v傾中心； (3) 各鉸接點處受力盡量小，減小橡膠元件的彈性變形，以保證導向精確； (4) 保證車輪定位參數(shù)及其隨 車輪跳動的變化能滿足要求； (5) 具有足夠的疲勞強度和壽命。 前懸架單個彈簧剛度： 即 根據(jù)強度公式計算鋼絲直徑 d： 式中 c— 彈簧指數(shù)（旋繞比）， c=Dm/d ， c 取 7； 22 ??????? naksfksu前前mNnak s uk s f /7 3 0 9 4420270*26 0 4 1 3222 ??????????????? 前前? ??? cFkd 18 ?? 本科生畢業(yè)設計（說明書） 10 K? — 曲度系數(shù)，為考慮簧圈曲率對強度影響的系數(shù)， 1F — 前懸架的最大工作載荷 NF 63331 ? 查表得許用應力 ? ? pa7 5 0 M1 5 0 0*0 .5B* ＝＝＝ ?? [材料：碳素彈簧鋼絲 ] 彈簧中徑 Dm： mmdcD m 9113*7* ???前 取 mmm 100D ?前 彈簧圈數(shù) 彈簧的工作圈數(shù)： 81 ＝前z 彈簧總圈數(shù)： 10282 1 ＝＝前前 ??? zz 后懸架彈簧（多連桿獨立懸架） 彈簧中徑、鋼絲直徑、及結構形式 在本次設計中后懸架彈性元件選擇螺旋彈簧。此外，螺旋彈簧只能承受垂直 載荷，故必須裝設導向機構以傳遞垂直力以外的各種力和力矩。螺旋彈簧與鋼板彈簧相比較，具有以下優(yōu)點： 1) 無需潤滑，不忌泥污； 2) 安置它所需的縱向空間不大； 3) 彈簧本身質量小。 圖 31懸架自振頻率 本科生畢業(yè)設計（說明書） 9 第四章 彈性元件的設計計算 螺旋彈簧廣泛地應用于獨立懸架，特別是前輪獨立懸架中。此時懸 架自振頻率全都是 1/（ 2π） * (g/fc)1/2。這種理想狀態(tài)在實際中是很難實現(xiàn)的，在實際設計中，通過適當?shù)膹椥缘膹椥栽肀平匦?，力求減小自振頻率隨懸架變化的幅度。設懸架的剛度為 C，則 C=DF/df 當懸架所受的垂直方向上的載荷為 F時，其自振頻率為 n： n = 1/（ 2π） [(g*Df)/Fdf]1/2 理想的彈性特性是基于如下的假設的：在任何載荷下，懸架的自振頻率為常數(shù)，即（ 1/F） *（ dF/df） =常數(shù)。要求懸架有足夠大的撓度，以防止在壞路面上行使時經常碰到緩沖塊。39。 ?? ＝前前 ?mNank s usuk /9 9 4 4 210co s/2 8 04 4 0*6 2 0 1 6co s/ 039。理論分析證明：若汽車以較高的車速駛過單個路障， n1/n2＜ 1時的車身縱向角振動要比 n1/n2＞ 1時小， 故取值為： fc1=g/(2π nl)2=(2π *)2=205mm fc2=g/(2π n2)2=(2π *)2=173mm 轎車的靜撓度取值范圍如下： fc=100～ 300mm，所以我的選擇滿足條件。因此，欲保證汽車的良好的行使平順性，必須正確的選擇懸架的靜撓度。因現(xiàn)代汽車的質量參數(shù)分配系數(shù)ε近視等于 1，于是汽車前后軸上方車身兩點的振動不存在聯(lián)系。 懸架靜撓度 cf 懸架的靜撓度 fc是汽車滿載靜止時懸架的載荷 Fw與此時的懸架的剛度之比，即 fc=Fw/c。 =440mm α 39。 前懸架的自振頻率： n1 = 后懸架的自振頻率： n2 = 懸架剛度 SUK 根據(jù)懸架剛度公式可得： W=（ K/m） W—— 懸架的角速度， W=2π f K—— 懸架的角剛度 M—— 簧上質量 即 K=W2m 本科生畢業(yè)設計（說明書） 7 則 Ksu 前 =（ 2π fl） 2*m1=(2π *)2*1266=60413N/m Ksu 后 =（ 2π f2） 2*m2=（ 2π *） 2*1092=62020N/m 前、后懸架的實際剛度檢驗： 選擇前懸架參數(shù)： a=270mm n=420mm α =100 前懸架的實際剛度： 選擇后懸架參數(shù)： a39。 由上式可見： 1)在懸架所受垂直載荷一定時，懸架剛度越小，則洗車自然振動頻率越低。汽車行駛時振動越劇烈，則平順性越差。車身自然振動頻率應當盡可能地處于或接近這一頻率范圍。 本科生畢業(yè)設計（說明書） 5 圖 21緩沖塊 本科生畢業(yè)設計（說明書） 6 fgn ?? 21MK21 ＝?第三章 技術參數(shù)確定與計算 自振頻率 由懸架剛度和懸架彈簧支承的質量（簧載質量）的決定的車身自然振動頻率（亦稱振動系統(tǒng)的固有頻率）是影響汽車行駛平順性的重要性能指標之一。由于在材料中有封閉的氣泡，在載荷下壓縮，但其外輪廓尺寸變化卻不大，這點與橡膠不同。多孔聚氨脂是一種很高強度的和耐磨性能的復合材料。 有些汽車裝用的多孔聚氨脂做成。 緩沖 塊 緩沖塊通常由如圖 21 的橡膠制造。當前后懸架側傾角剛度值大于后懸架的側傾角剛度值時，前軸的負荷大于后軸車輪的負荷轉移，并使前輪側傾角大于后輪的側傾角，以保證汽車具有不足轉向特性。 汽車轉彎是產生側傾力矩，使內外側車輪的負荷發(fā)生轉移且影響車輪側偏角剛度和車輪側偏角的變化。解決這一矛盾的主要方法就是在汽車上安裝橫向穩(wěn)定器。 橫向穩(wěn)定器 通過減小懸架的垂直剛度 c，能減低車身的振動固有頻率 n，達到改善汽車平順性的目的。五連桿式獨立懸架的優(yōu)點如下： (1) 舒適性能是所有懸架中最好的； (2) 操控穩(wěn)定性好； (3) 適用于高級轎車。同時與雙橫臂式前懸殊架性能相得益彰，為車輛提供了極佳的平順性。 五連桿式獨立懸架系統(tǒng)可以進行操控和駕乘舒適性的獨立調校，從而將各自性能最大化。雙橫臂式獨立懸架按其上、下橫臂的長短又可分為等長雙橫臂式和不等長雙橫臂式兩種。獨立懸架的缺點是結構復雜，成本較高，維修困難。 、后懸架結構方案 目前轎車的前后懸架采用的方案有：前輪和后輪均采用獨立懸架；前輪用獨立懸架，后輪用非獨立懸架。故采用獨立懸架可以提高汽車的平均行駛速度。 (2) 獨立懸架的非簧載質量比非獨立懸架小。 與非獨立懸架相比，獨立懸架具有如下優(yōu)點： (1) 在懸架彈性元件一定的變形范圍內 ,兩側車輪可以單獨運動 ,互不影響。 本科生畢業(yè)設計（說明書） 3 第二章 前、后懸架結構的選擇 獨立懸架的左右車輪不是用整體車橋相連接，而是通過懸架分別與 車架（或車身）相連，每側車輪可獨立下下運動 。 汽車平順性的好壞直接影響到乘員的舒適性、工作效能和身體健康 。 課題研究的目的及意義 懸架的主要功能是傳遞 作用在車輪和車架之間的一切力和力矩，并緩和汽車駛過不平路面時所產生的沖擊，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，保證汽車的行駛平順性，保證車輪在路面不平和載荷變化時有理想的運動特性，保證汽車的操縱穩(wěn)定性，使汽車獲得高速行駛能力。 要正確的選擇懸架的方案參數(shù)，在車輪上、下跳動時，使主銷的定位角變化不大、車輪運動與到導向機構運動要協(xié)調，避免前輪擺振；汽車轉向時，應使之具有不足轉向特性。 汽 車在不平的路面上行使時，由于懸架的彈性作用，使汽車產生垂直振動，為了迅速衰減這種振動和抑制車身、車輪的共振，減小車輪的振幅，懸架應裝有減振器，并使之具有合理的阻尼。前后懸架的固有頻率的匹配應合理，對轎車，要求前懸架的固有頻率略低于后懸架的固有頻率，還要求盡量避免懸架撞擊懸架。 (1) 合理設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，保證輪胎具有足夠的接地能力； 本科生畢業(yè)設計（說明書） 2 (2) 具有合適的衰減振動的能力； (3) 合理設計導向機構，以確車輪跳動時車輪定位參數(shù)的變化不大，并且能保證汽車 具有良好的操縱穩(wěn)定性； (4) 有良好的隔聲能力； (5) 結構緊湊、占用空間尺寸要??； (6) 可靠的傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部件質量要小的同時，還要保證有足夠的強度和壽命； (7) 制造成本低； (8) 便于維修、保養(yǎng)。裝有橫向穩(wěn)定器的汽車，能減少轉彎行駛時車身的側傾 角和橫向角振動。當用縱置鋼板彈簧作彈性元 件時，它兼起導向裝置的作用。 圖 11 中級轎車懸架系統(tǒng)結構圖 懸架由彈性元件、導向裝置、減振器、緩沖塊和橫向穩(wěn)定器等組成。 flexible ponents 本科生畢業(yè)設計（說明書） III 目 錄 目 錄 ........................................................ III 第一章 緒 論 ...................................................... 1 懸架系統(tǒng)概述 .....................