【正文】 汽車的固有振動(dòng)頻率以改善行駛平順性，現(xiàn)代轎車懸架的垂直剛度值都較小，從而使汽車的側(cè)傾角剛度值也很小，結(jié)果使汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)車身側(cè)傾嚴(yán)重，影響了汽車的行駛穩(wěn)定性。麥弗遜懸掛除了在穩(wěn)定性和剛度方面要遜色于多連桿以外，在耐用性上也不能與多連桿懸掛相提并論。但是，光靠增加穩(wěn)定桿所提高的性能是有限的，使用各種穩(wěn)定桿設(shè)計(jì)能從一定程度上提高穩(wěn)定性和懸掛幾何剛度。從而提高了車輛行駛穩(wěn)定性。當(dāng)左右懸掛都處于顛簸路面時(shí)，兩邊的懸掛同時(shí)上下運(yùn)動(dòng)，穩(wěn)定桿不發(fā)生扭轉(zhuǎn)；當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)，由于外側(cè)懸掛承受的力量較大，車身發(fā)生一定側(cè)傾。選取時(shí)按照標(biāo)準(zhǔn)選用，故這里選擇D為30mm，查表可得活塞形程S=240mm，基長(zhǎng)L=110mm，則有如下數(shù)據(jù)：Lmin = L + S = 350mm （壓縮到底的長(zhǎng)度）Lmax = Lmin + S = 590 （拉足的長(zhǎng)度）取儲(chǔ)油缸直徑Dc=44mm，壁厚取2mm。 減振器工作缸直徑D 的確定根據(jù)伸張行程的最大卸荷力F0計(jì)算工作缸直徑D 為： ()其中，[P]——工作缸最大壓力，在3 MP ～4 MP ，取[p]=3 MP ； λ——連桿直徑與工作缸直徑比值λ =～，λ=。我選擇下圖()的安裝形式，則其阻尼系數(shù)δ為： ()根據(jù)公式，可得出：=2πn ()代入數(shù)據(jù)得： μ=，取a/b=,α取100代入數(shù)據(jù)得減振器的阻力系數(shù)為：=因懸架系統(tǒng)固有頻率,所以理論上 。為避免懸架碰撞車駕，取ψy=。設(shè)計(jì)時(shí)，先選取ψy于ψs的平均值ψ。通常情況下，將壓縮行程時(shí)的相對(duì)阻尼系數(shù)ψy取得小些，伸張行程時(shí)的相對(duì)阻尼系數(shù)ψs取得大些。 相對(duì)阻力系數(shù)ψ相對(duì)阻尼系數(shù)ψ的物理意義是：減振器的阻尼作用在與不同剛度c 和不同簧上質(zhì)量Ms的懸架系統(tǒng)匹配時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的阻尼效果。閥打開的過程可用三個(gè)階段來描述，第一階段為閥完全關(guān)閉，第二階段為閥部分開啟，第三階段為閥完全打開。如果B 為一個(gè)閥門，則當(dāng)其逐漸打開時(shí)，可獲得曲線A 與曲線A+B 間的過渡特性。不論是哪種情形，其阻力都大致與速度的平方成正比。其二為進(jìn)入和離開通道時(shí)的動(dòng)能損失，其數(shù)值也與流速近似成正比，但主要受油液密度而不是粘性的影響。一般而言，當(dāng)油液流經(jīng)某一給定的通道時(shí)，其壓力損失由兩部分構(gòu)成。減振器的特性可以用下圖所示的示功圖和阻尼力速度曲線描述。減振器的工作溫度可達(dá)到120 度，有時(shí)甚至可達(dá)200 度。車輪向上跳動(dòng)即懸架壓縮時(shí)，活塞1 向下運(yùn)動(dòng)，油通過閥Ⅱ進(jìn)入工作腔上腔，但是由于活塞桿9 占據(jù)了一部分體積，必須有部分油液經(jīng)閥Ⅳ進(jìn)入補(bǔ)償腔C；當(dāng)車輪向下跳動(dòng)即懸架伸張時(shí)，活塞1 向上運(yùn)動(dòng)，工作腔A 中的壓力升高，油液經(jīng)閥Ⅰ流入下腔，提供大部分升張阻尼力，還有一部分油液經(jīng)過活塞桿與導(dǎo)向座間的縫隙由回流孔6 進(jìn)入補(bǔ)償腔，同樣由于活塞桿所占據(jù)的體積，當(dāng)活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，必定有部分油液經(jīng)閥Ⅲ流入工作腔下腔。 雙向筒式液力減振器工作原理。筒式減振器又分為單筒式、雙筒式和充氣筒式三種。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。后者因減振作用比前者好而得到廣泛應(yīng)用。汽車車身和車輪振動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的液體在流經(jīng)阻尼孔時(shí)的摩擦和液體的粘性摩擦形成了振動(dòng)阻力，將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，并散發(fā)到周圍空氣中去，達(dá)到迅速衰減振動(dòng)的目的。具體設(shè)計(jì)時(shí)，在滿足布置要求的前提下，應(yīng)盡量加長(zhǎng)橫臂長(zhǎng)度。由圖可以看出，橫臂越長(zhǎng)，By曲線越平緩，即車輪跳動(dòng)時(shí)輪距變化越小，有利于提高輪胎壽命。 橫擺臂參數(shù)對(duì)車輪定位參數(shù)的影響。為了減少汽車制動(dòng)時(shí)的縱傾，一般希望在懸架壓縮行程主銷后傾角γ有增加的趨勢(shì)。當(dāng)β’與γ的匹配使運(yùn)動(dòng)瞬心O 交于前輪后方時(shí)，在懸架壓縮行程，γ角有增大的趨勢(shì)。當(dāng)擺臂的抗俯角β’等于靜平衡位置的主銷后傾角γ時(shí)，橫臂軸線正好與主銷軸線垂直，運(yùn)動(dòng)瞬心交于無窮遠(yuǎn)處，主銷軸線在懸架跳動(dòng)時(shí)作平動(dòng)。如圖（）所示。移動(dòng)G 點(diǎn)后的主銷軸線不再與減振器軸線重合。增大c使懸架占用空間增加，在布置上有困難；若采用增加減振器軸線傾斜度的方法，可達(dá)到減小a 的目的，但也存在布置困難的問題。為了減小摩擦力，在導(dǎo)向套和活塞表面應(yīng)用了減摩擦材料和特殊工藝。 α、β、θ的定義 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的受力分析 受力簡(jiǎn)圖（），由圖可知：作用在導(dǎo)向套上的橫向力F3 得：F3 = F1ad/[(c+b)(dc)]式中，F(xiàn)1 前輪上的靜載荷 F1’減去前軸簧下質(zhì)量的1/2。3 懸架擺臂的定位角獨(dú)立懸架中的擺臂鉸鏈軸大多為空間傾斜布置。2 縱傾中心麥弗遜式懸架的縱傾中心，可由正點(diǎn)作減振器運(yùn)動(dòng)方向的垂直線，該垂直線與過G點(diǎn)的擺臂軸平行線的交點(diǎn)即為縱傾中心O， 所示。如果用鋼板彈簧非獨(dú)立懸架時(shí)，后懸架的側(cè)傾中心高度要取得更大些。設(shè)計(jì)時(shí)首先要確定(與輪距變化有關(guān)的)前懸架的側(cè)傾中心高度，然后確定后懸架的側(cè)傾中心高度。然而，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。側(cè)傾軸線應(yīng)大致與地面平行，且盡可能離地面高些。如加長(zhǎng)下橫臂，則可改善運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。兩條線的交點(diǎn)即為P 點(diǎn)。1 側(cè)傾中心麥弗遜式獨(dú)立懸架的側(cè)傾中心由如圖 。此外，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)還應(yīng)有足夠強(qiáng)度，并可靠地傳遞除垂直力以外的各種力和力矩。對(duì)汽車后輪獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的要求：1） 懸架上載荷變化時(shí)，輪距無顯著變化。并使車輪與車身的傾斜同向，以增強(qiáng)不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)。 側(cè)向加速度作用下，車身側(cè)傾角小于等于6176。2）懸架上載荷變化時(shí)，前輪定位參數(shù)要有合理的變化特性，車輪不應(yīng)該產(chǎn)生縱向加速度。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求對(duì)前輪導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求是：1）懸架上載荷變化時(shí)，保證輪距變化不超過177。中型和重型貨車一般都采用整體式車軸，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)形式主要有板簧式、A形架式、雙橫臂式、雙縱臂式、拖曳臂式和柔性梁式[1]。轎車上，對(duì)于整體式車軸，主要有多連桿式(常見的主要有四連桿式、五連桿式)、第迪安式；對(duì)于獨(dú)立懸架，主要有單(雙)縱臂式、雙橫臂式、麥弗遜撐桿式、多連桿式、拖曳臂式、半拖曳臂式和擺動(dòng)軸式。 小結(jié)綜合上面的計(jì)算可以最終選定彈簧的參數(shù)為：彈簧鋼絲直徑d=14mm，彈簧外徑D=100mm，彈簧有效工作圈數(shù)n=8。2彈簧表面剪切應(yīng)力校核彈簧在壓縮時(shí)其工作方式與扭桿類似，都是靠材料的剪切變形吸收能量，彈簧鋼絲表面的剪應(yīng)力為： = ()式中 C彈簧指數(shù)（旋繞比），C = Dm/d ； K’曲度系數(shù)，為考慮簧圈曲率對(duì)強(qiáng)度影響的系數(shù)， （） P彈簧軸向載荷。一般對(duì)于采用鋼制彈簧的轎車，前懸架的偏頻 N = ,非常接近人體步行時(shí)的自然頻率。偏頻越小。 =ρ2y /ab =,因而可以近似的認(rèn)為181。 螺旋彈簧的材料及許用應(yīng)力選擇為了使彈簧能夠可靠地工作，彈簧材料必須具有高的彈性極限和疲勞極限，同時(shí)應(yīng)具有足夠的韌性和塑性，以及良好的可熱處理性。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于繞制簡(jiǎn)單，成本低，其缺點(diǎn)是增大了垂向尺寸和材料消耗，安裝時(shí)需要一定方向并且需與之相配套的彈簧座，若兩端都未整平，則修改設(shè)計(jì)時(shí)，彈簧圈數(shù)必須按整數(shù)增減。其缺點(diǎn)是碾細(xì)需要專門工序和設(shè)備，增加了制造成本。必要時(shí)，兩端都要磨平。就螺旋彈簧的端部形狀來說也是值得注意的，螺旋彈簧端部可以碾細(xì)、并緊，直角切斷或向內(nèi)彎曲，(a)為兩端碾細(xì)，亦即在繞制彈簧之前先將鋼絲兩端碾細(xì)，碾細(xì)部分長(zhǎng)度在繞后約占240176。螺旋彈簧在懸架布置中可在彈簧內(nèi)部安裝減振器、行程限位器或?qū)蛑菇Y(jié)構(gòu)緊湊。由于東方之子屬于乘用車型，故取懸架動(dòng)撓度fd為80cm。要求懸架應(yīng)有足夠大的動(dòng)撓度，以防止在壞路面上行駛時(shí)經(jīng)常碰撞緩沖塊。原則上乘用車的發(fā)動(dòng)機(jī)排量越大，（Hz）之間。以運(yùn)送人為主的乘用車，對(duì)平順性的要求最高，客車次之，貨車更次之。因此，欲保證汽車有良好的行駛平順性，必須正確選擇懸架的靜撓度。當(dāng)采用彈性特性為線性變化的懸架時(shí)，懸架靜撓度可用下式表示： ()式中，g為重力加速度，g = 981cm/s2.。因此，汽車前部分車身的固有頻率N(偏頻)可用下式表示 () 式中，c為懸架剛度(N/cm)。汽車懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性的主要參數(shù)之一。懸架的動(dòng)容量越大，對(duì)緩沖塊擊穿的可能性越小。這樣，可在有限的動(dòng)撓度fd范圍內(nèi)，得到比線性懸架更多的動(dòng)容量。當(dāng)懸架變形f 與所受垂直外力F 之間不成固定比例變化時(shí)，彈性特性如圖所示。懸架的彈性特性有線性特性和非線性彈性特性兩種。 懸架的彈性特性設(shè)計(jì)懸架受到的垂直外力F與由此引起的車輪中心相對(duì)于車身位移f（即懸架的變形）的關(guān)系曲線，稱為懸架的彈性特性。這樣，麥弗遜式懸架被抽象成一個(gè)封閉的空間機(jī)構(gòu)。在運(yùn)用此方法進(jìn)行分析時(shí)，將懸架總成中的構(gòu)件等效成剛體來研究懸架系統(tǒng)的空間運(yùn)動(dòng)。由于轉(zhuǎn)向盤的齒比較低，因而轉(zhuǎn)彎時(shí)感覺打輪的速度快不起來，故而側(cè)傾總是難以達(dá)到極限狀態(tài)，自然也就不易發(fā)生危險(xiǎn)。懸架方面，前麥弗遜后五連桿的典型的舒適性設(shè)計(jì)使得手自一體變速器所想要表達(dá)的一點(diǎn)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)感消失得所剩無幾。 7）可靠地傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部件質(zhì)量要小的同時(shí)，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命。 5）有良好的隔聲能力。 3）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。 麥弗遜懸架與汽車的多種使用性能有關(guān)，為滿足這些性能，對(duì)懸架提出的設(shè)計(jì)要求有： 1）保證汽車有良好的行駛平順性。在簧上質(zhì)量變化的情況下，車身高度變化要小，因此，應(yīng)采用非線性彈性特性懸架。為了滿足汽車具有良好的行駛平順性，要求由簧上質(zhì)量與彈性元件組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率應(yīng)在合適的頻段，并盡可能低。其次，我們就要弄清楚一些必要的設(shè)計(jì)參數(shù)和它們的相互關(guān)系。 特性：側(cè)傾中心高度較低；左右車輪同時(shí)跳動(dòng)時(shí)不變；輪距不變，故輪胎磨損速度慢；懸架側(cè)傾角剛度較大可不裝橫向穩(wěn)定器；橫向剛度大；占用空間尺寸?。唤Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)乘用車的后懸架?？梢园阉醋魇欠仟?dú)立懸架，只不過這里的車軸不是剛性的；也可以把它看作獨(dú)立懸架，因?yàn)檫@個(gè)非剛性車軸實(shí)際上可以看作是一種特殊的防傾桿。 目前不少普通小型轎車就采用前麥弗遜式獨(dú)立懸架，后扭轉(zhuǎn)梁式懸架的布置方式。 特性：側(cè)傾中心高度較高；車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角變化??；輪距變化很小，故輪胎磨損速度慢；懸架側(cè)傾角剛度較大可不裝橫向穩(wěn)定器；橫向剛度大；占用空間尺寸??；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊乘用車上用得較多。并且在一個(gè)下?lián)u臂和支柱的幾何結(jié)構(gòu)下能自動(dòng)調(diào)整車輪外傾角，讓其能在過彎時(shí)自適應(yīng)路面，讓輪胎的接地面積最大化，雖然麥弗遜式懸架并不是技術(shù)含量很高的懸架結(jié)構(gòu)，但麥弗遜式懸掛在行車舒適性上的表現(xiàn)還是令人滿意，不過由于其構(gòu)造為直筒式，對(duì)左右方向的沖擊缺乏阻擋力，抗剎車點(diǎn)頭作用較差，懸掛剛度較弱，穩(wěn)定性差，轉(zhuǎn)彎側(cè)傾明顯。主要結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的來說就是螺旋彈簧套在減震器上組成，減震器可以避免螺旋彈簧受力時(shí)向前、后、左、右偏移的現(xiàn)象，限制彈簧只能作上下方向的振動(dòng)，并可以用減震器的行程長(zhǎng)短及松緊，來設(shè)定懸掛的軟硬及性能。 麥弗遜式懸架結(jié)構(gòu)及特性分析麥弗遜式懸架是當(dāng)今世界用的最廣泛的轎車前懸掛之一。由于單斜臂式懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊, 并且彈簧和減振器布置空間上的自由度較大, 使用在輪轂電機(jī)驅(qū)動(dòng)的微型電動(dòng)車上可以避免彈性元件與體積較大的輪邊電機(jī)或減速器發(fā)生干涉所帶來的布置上的難題。在20 世紀(jì)80 年代一些歐洲汽車制造商就已經(jīng)將這種懸架形式用在后輪驅(qū)動(dòng)轎車后橋上, 并廣泛出現(xiàn)在運(yùn)動(dòng)型轎車的設(shè)計(jì)中。 單斜臂式懸架結(jié)構(gòu)及特性分析單斜臂式懸架又稱斜置單臂式獨(dú)立懸架, 是介于單橫臂式懸架和單縱臂式懸架之間的一種懸架結(jié)構(gòu)形式, 單斜臂式懸架中車輪與制動(dòng)器總成和斜臂固連在一起, 因此適用于非轉(zhuǎn)向輪橋或后輪驅(qū)動(dòng)汽車的后橋上。單縱臂式懸架屬于車輪在汽車縱向平面內(nèi)可以擺動(dòng)的懸架結(jié)構(gòu)型式, 這類懸架一般通過加裝控制隨動(dòng)轉(zhuǎn)向的橡膠懸置塊提高車輛操縱特性, 采用的車型有Citroen公司的Elysee 等。特性：側(cè)傾中心高度較高；車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角變化大；輪距變化大，故輪胎磨損速度快；懸架側(cè)傾角剛度較大可不裝橫向穩(wěn)定器；橫向剛度大；空間尺寸較??；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，前懸架用得較少。但隨著現(xiàn)代汽車速度的提高，側(cè)傾中心過高會(huì)引起車輪跳動(dòng)時(shí)輪距變化大，輪胎磨損加劇，而且在急轉(zhuǎn)彎時(shí)左右車輪垂直力轉(zhuǎn)移過大，導(dǎo)致后輪外傾增大，減少了后輪側(cè)偏剛度，從而產(chǎn)生高速甩尾的嚴(yán)重工況。 特性：側(cè)傾中心高度較低；車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角均有變化；輪距變化小，故輪胎磨損速度慢；懸架側(cè)傾角剛度較小需要橫向穩(wěn)定器；橫向剛度大；空間尺寸大；結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，前懸架用得較多。這將使輪胎上部輕微地內(nèi)外移動(dòng)，而底部影響很小。不等臂雙橫臂上臂比下臂短。這種獨(dú)立懸架被廣泛應(yīng)用在轎車前輪上。 雙橫臂式懸架結(jié)構(gòu)及特性分析 雙橫臂式獨(dú)立懸架。 （4）橫向剛度：懸架的橫向剛度影響操縱穩(wěn)定性。 （3）懸架側(cè)傾角剛度：當(dāng)汽車作穩(wěn)態(tài)圓周行駛時(shí)，在側(cè)向力作用下，車廂繞側(cè)傾軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并將此轉(zhuǎn)動(dòng)角度稱之為車廂側(cè)傾角。 （2）車輪定位參數(shù)的變化：車輪相對(duì)車身上、下跳動(dòng)時(shí)，主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角、車輪外傾角及車輪前束等定位參數(shù)會(huì)發(fā)生變化。側(cè)傾中心位置高，它到車身質(zhì)心的距離縮短，可使側(cè)向力臂及側(cè)傾力矩小些，車身的側(cè)傾角也會(huì)減少。對(duì)于不同結(jié)構(gòu)形式的獨(dú)立懸架，不僅結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，而且許多基本特性也有較大區(qū)別。這種懸架主要用于乘用車和部