【正文】 下橫上的固定點(diǎn)位置或者減振器軸線與鉛垂線之間的夾角。例如，當(dāng)減振器如圖6－3a安裝時(shí)，減振器阻尼系數(shù)用下式計(jì)算圖6—3 減振器安裝位置 (6－3)式中，n為雙橫臂懸架的下臂長；a為減振器在下橫臂上的連接點(diǎn)到下橫臂在車身上的鉸接之間的距離。因懸架系統(tǒng)固有振動(dòng)頻率，所以理論上。對于行駛路面條件較差的汽車，值應(yīng)取大些，一般?。荆粸楸苊鈶壹芘鲎曹嚰?，取＝。設(shè)計(jì)時(shí)，先選取與的平均值。通常情況下，將壓縮行程時(shí)的相對阻尼系數(shù)取得小些，伸張行程時(shí)的相對阻尼系數(shù)取得大些。式(6－2)表明，相對阻尼系數(shù)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)量的懸架系統(tǒng)匹配時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的阻尼效果。圖6—2 減振器的特性a）阻力一位移特性b)阻力一速度特性汽車懸架有阻尼以后，簧上質(zhì)量的振動(dòng)是周期衰減振動(dòng)，用相對阻尼系數(shù)的大小來評定振動(dòng)衰減的快慢程度。在沒有特別指明時(shí)，減振器的阻尼系數(shù)是指卸荷閥開啟前的阻尼系數(shù)而言。圖6—2b示出減振器的阻力－速度特性圖。本次設(shè)計(jì)選取雙筒式液力減振器。 由于伸張閥彈簧的剛度和預(yù)緊力設(shè)計(jì)的大于壓縮閥，在同樣壓力作用下，伸張閥及相應(yīng)的常通縫隙的通道載面積總和小于壓縮閥及相應(yīng)常通縫隙通道截面積總和。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(shí)儲(chǔ)油缸中的油液推開補(bǔ)償閥流進(jìn)下腔進(jìn)行補(bǔ)充。這時(shí)減振器的活塞向上移動(dòng)。這些閥對油的節(jié)約形成懸架受壓縮運(yùn)動(dòng)的阻尼力?；钊虑皇业娜莘e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）。 雙向作用筒式減振器工作原理說明。 (2) 在懸架伸張行程中（車橋和車架相互遠(yuǎn)離），減振器阻尼力應(yīng)大，迅速減振。 (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。人們?yōu)榱烁玫貙?shí)現(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(yùn)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?，F(xiàn)代汽車大多都是采用筒式減振器，當(dāng)車架與車軸相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的油液與孔壁間的摩擦形成了對車身振動(dòng)的阻力，這種阻力工程上稱為阻尼力。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(diǎn)，在轎車上得到越來越多的應(yīng)用。～5MPa，但是因?yàn)楣ぷ餍阅芊€(wěn)定而在現(xiàn)代汽車上得到廣泛應(yīng)用。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，減振器分為搖臂式和筒式兩種。如果能量的耗散僅僅是在壓縮行程或者是在伸張行程進(jìn)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。6 減振器機(jī)構(gòu)類型及主要參數(shù)的選擇計(jì)算 分類 懸架中用得最多的減振器是內(nèi)部充有液體的液力式減振器。車身側(cè)傾角在2～5。將本章各節(jié)所求的參數(shù)代入公式（57），即簧載質(zhì)量質(zhì)心高度=1940mm；h為簧載質(zhì)量側(cè)傾力臂h=1275mm；整車側(cè)傾角剛度=，可得 = ，176。如果發(fā)生在后輪，會(huì)使汽車增加了過多轉(zhuǎn)向的可能。乘坐側(cè)傾角剛度過小而側(cè)傾角過大的汽車，乘員缺乏舒適感和安全感。它對簧上質(zhì)量的側(cè)傾角有影響。整車側(cè)傾角剛度為前后懸架剛度之和： （56）式中：，為前、后懸架空氣彈簧跨度；，為前、后橫向穩(wěn)定桿角剛度，即=，=。根據(jù)材料力學(xué)原理可求出穩(wěn)定桿的角剛度由于連接點(diǎn)橡膠件變形，穩(wěn)定桿側(cè)傾角剛度會(huì)減小15%30%。 穩(wěn)定桿的角剛度計(jì)算橫向穩(wěn)定桿的機(jī)構(gòu)如圖54所示。根據(jù)計(jì)算后得知，為前懸架簧載質(zhì)心到側(cè)傾中心的距離，=650mm；為后懸架簧載質(zhì)心到側(cè)傾中心側(cè)傾距離，=680mm：軸距l(xiāng)=4615+1300mm，及（54）所得a=2990mm，一起代入（53）得到=665mm。 （53）式中 ，—分別為車身在前后軸處的側(cè)傾力矩中心高度；a—整車懸掛質(zhì)量重心到前軸的距離；l—軸距；根據(jù)載荷分配關(guān)系，質(zhì)心距前軸距離為： （54）根據(jù)上一章節(jié)計(jì)算可知前軸簧載質(zhì)量=5870kg =11740kg；為前軸與中軸間距，=3800mm；為中軸與后軸間距，=1380mm。根據(jù)質(zhì)心公式，簧載質(zhì)量質(zhì)心高度為： （52）式中：G為滿載整車質(zhì)量，G=25000kg；為非簧載總質(zhì)量，=2500kg；為車輪靜力半徑，=540mm；為滿載時(shí)整車重心高度，=1800mm。單縱臂式懸架的側(cè)傾力矩中心與雙縱臂類似，因篇幅有限，本文不再詳細(xì)描述。當(dāng)車身受到側(cè)頃力作用時(shí)，地面通過兩根斜向布置的導(dǎo)向桿的約束反力的臺(tái)力Y來平衡。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。橫向穩(wěn)定桿帶來的不利因素有：當(dāng)汽車在坑洼不平的路面行駛時(shí)，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(huì)影響汽車的平順性。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。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(cè)傾角剛度以改善汽車的行駛穩(wěn)定性?，F(xiàn)今重型汽車上采用v型推力桿的結(jié)構(gòu)也較為流行，這種結(jié)構(gòu)在傳遞縱向力的同時(shí)也傳遞橫向力，而且機(jī)構(gòu)比較緊湊，簡潔，空間布置更合理。還可以將上面的兩根推力桿傾斜布置，構(gòu)成一個(gè)三角形架，他和下面的兩根縱向推力桿構(gòu)成一個(gè)四連桿機(jī)構(gòu)。一種是兩下縱臂同樣布置，另一種是兩根上臂合在一起，布置在中間。②使車橋(或車輪)按一定軌跡相對車身或車架跳動(dòng)?？諝鈴椈稍趹壹苤兄饕惺艽怪?，減振、消振，如果導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)得不合理，則會(huì)增加空氣彈簧的負(fù)擔(dān)，甚至?xí)l(fā)生扭曲、摩擦等現(xiàn)象，惡化減振效果，縮短彈簧的壽命。其中，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)發(fā)揮著非常重要的作用。圖4—2 不帶延時(shí)機(jī)構(gòu)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(dòng)作延遲時(shí)間為s，低流量為120 L/Min，標(biāo)準(zhǔn)流量為350 L/Min，排氣氣流流速為875 L/min。不帶延遲機(jī)構(gòu)的高度閥工作原理：車體荷重增加時(shí)，車體下降，空氣彈簧壓縮，控制桿被推向上方，凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)活塞頂開進(jìn)、排氣閥，風(fēng)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(fù)到一定高度后，控制桿會(huì)返回平衡位置，此時(shí)進(jìn)氣閥被關(guān)閉，壓縮空氣關(guān)斷。高度控制閥（以下稱高度閥）分為機(jī)械式和電磁式，按組成分為帶延時(shí)機(jī)構(gòu)和不帶延時(shí)機(jī)構(gòu)。在設(shè)計(jì)車身高度調(diào)節(jié)器時(shí)，必須采取必要的措施以防止在此類情況下車身高度調(diào)節(jié)器頻繁動(dòng)作?？諝鈶壹苘嚿砀叨日{(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是一端固定在車架、一端固定在車身上的聯(lián)動(dòng)閥，當(dāng)車引高度變化時(shí)，閥動(dòng)作打開相應(yīng)的氣路，向彈簧氣室中補(bǔ)充或由彈簧氣室放出空氣，達(dá)到測節(jié)車身高度的目的。③A型架式，實(shí)際上為縱臂式的變形，其側(cè)向剛度較大，可減小車身側(cè)向擺動(dòng)的加速度，從而減小懸架中出現(xiàn)的附加載荷，多用于重型車的懸架。目前常用的有以下三種方式：①用鋼板彈簧作為導(dǎo)向元件，這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于可以利用以前的零部件，便于改裝，同時(shí)板簧與空氣彈簧聯(lián)合作用可使懸架彈性特性更接近理想，懸架的偏頻在很大載荷范圍內(nèi)近似保持不變。在靜平衡位置時(shí)，有，代人式(4－6)可得到靜平衡位置的彈簧剛度為 （4－7）從中可以看出，要想獲得較軟的剛度，應(yīng)該增大，但在布置上又不允許占用過高的空間，因而常常采用增加輔助氣室的辦法來達(dá)到增大，減小剛度的目的。定義彈簧的有效面積 （4－4）可以得到 （4－5）將上式對位移求導(dǎo)可得空氣彈簧得剛度為 （4－6）這表明空氣彈簧的剛度由兩部分構(gòu)成，分別由氣體體積的變化和有效面積的變化而引起。當(dāng)在充滿氣體的空氣彈簧上作用外力后，會(huì)引起彈簧的微小變形，相應(yīng)的氣體容積變化量為。當(dāng)充氣壓力提高時(shí)，接近1時(shí)，再提高，則對降低固有頻率無明顯影響，故本次設(shè)計(jì)選取=1；n為多變指數(shù)，；為有效直徑變化率，～，～。2）頻率與有效面積的變化率有關(guān)，越大n越高。特別是對于較小的氣囊，增加H對降低固有頻率有明顯影響。當(dāng)充氣壓力提高時(shí)，接近1時(shí)，再提高，則對降低固有頻率無明顯影響。從式子（42）可以看出：1）頻率與選擇的充氣壓力有關(guān)，越大，固有頻率越低。對于同一種空氣彈簧，變指數(shù)、有效面積不變，有效面積的變化率仍然為零，橡膠氣囊內(nèi)壓縮氣體工作壓力，取，將參數(shù)代入式子（41）得到后懸空氣彈簧剛度=。式中：后懸軸載荷為=12740kg，j為空氣彈簧個(gè)數(shù)，為后懸簧載質(zhì)量，后懸非簧載質(zhì)量=1000kg。2）后懸的空氣彈簧剛度計(jì)算后懸架有四個(gè)氣囊、四個(gè)減震器、兩個(gè)高度控制閥、兩根橫向推力桿和兩根縱向推力桿構(gòu)成的四連桿結(jié)構(gòu)。n為多變指數(shù)，；為橡膠氣囊內(nèi)壓縮氣體工作壓力，??；為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，；為空氣彈簧有效承壓面積，計(jì)算=，V為空氣彈簧體積V=39010=10mm；為有效面積的變化率，當(dāng)空氣彈簧在等壓的條件下，=0。設(shè)前懸架非簧載質(zhì)量按500kg計(jì)算，前懸架每支空氣彈簧的承受負(fù)載為式中：G為前懸軸載荷為6370kg，i為空氣彈簧個(gè)數(shù)，為前懸簧載質(zhì)量，為前懸非簧載質(zhì)量。1）前懸的空氣彈簧剛度計(jì)算前懸架有四個(gè)氣囊、四個(gè)減震器、兩個(gè)高度控制閥、兩根橫向推力桿和兩根縱向推力桿構(gòu)成的四連桿結(jié)構(gòu)。同時(shí)，膜式空氣彈簧可以通過改變活塞底部形狀來控制有效承壓面積變化率，以獲得理想彈性特性。由于分擔(dān)氣囊形變的曲囊越多，氣囊有效承面積變化率越小，因此曲囊增多可減小囊式空氣彈簧的剛度。由式（4一l）可知，空氣彈簧的有效承壓面積及其交化率對空氣彈簧剛度的影響顯著。空氣彈簧緩慢振動(dòng)時(shí)，彈簧內(nèi)氣體狀態(tài)變化視為等溫變化，n=1；空氣彈簧劇烈振動(dòng)時(shí)，彈簧內(nèi)氣體狀態(tài)變化視為絕熱過程，n=1．3～1．4，本次設(shè)計(jì)選取n=?？諝鈴椈墒抢孟鹉z氣囊內(nèi)壓縮空氣的反作用力作為彈性恢復(fù)力的彈性元件。圖 4—1 雙曲氣囊空氣彈簧1—上蓋 2—橡膠膜 3—腰環(huán) 4—底座 空氣彈簧力學(xué)性能空氣彈簧的支承、彈性作用取決于空氣彈簧內(nèi)的壓縮空氣。以橡膠囊為主要元件的囊式空氣彈簧，在用來承受內(nèi)壓張力的鋼質(zhì)腰環(huán)分割下來，氣囊被分為不同節(jié)數(shù)，并據(jù)此分為單曲、雙曲和多曲氣囊三種，囊式空氣彈簧結(jié)構(gòu)比較簡單，制造容易，因此成本低；又因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)橡膠膜的曲率變化小，所以使用壽命長。此外，空氣懸架還具有空氣彈簧壽命長、質(zhì)量小以及噪音低等一些優(yōu)點(diǎn)。由于空氣彈簧可以設(shè)計(jì)的比較柔軟，因而空氣懸架可以得到較低的固有頻率，同時(shí)空氣彈簧的變剛特性使得這一頻率在較大的載荷變化范圍內(nèi)保持不變，從而提高了汽車的平順性。其彈性元件是由夾有簾線的橡膠囊或模和充入其內(nèi)腔的壓縮空氣所組成的。鋼板彈簧非獨(dú)立懸架的彈性特性可視為線性的，而帶有副簧的鋼板彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧等，均為剛度可變的非線性彈性特性懸架?？蛰d與滿載時(shí)簧上質(zhì)量變化大的貨車和客車，為了減少振動(dòng)頻率和車身高度的變化，應(yīng)當(dāng)選用剛度可變的非線性懸架。懸架的動(dòng)容量系指懸架從靜載荷的位置起，變形到結(jié)構(gòu)允許的最大變形為止消耗的功。此時(shí)，懸架剛度是變化的，其特點(diǎn)是在滿載位置(圖中點(diǎn)8)附近，剛度小且曲線變化平緩，因而平順性良好；距滿載較遠(yuǎn)的兩端，曲線變陡，剛度增大。當(dāng)懸架變形廠與所受垂直外力F之間呈固定比例變化時(shí)，彈性特性為一直線，稱為線性彈性特性，此時(shí)懸架剛度為常數(shù)。其切線的斜率是懸架的剛度。本設(shè)計(jì)選取=90mm，=60mm。據(jù)汽車最新使用手冊得，采用空氣彈簧的載貨汽車的偏頻=，=1Hz。要求懸架應(yīng)有足夠的動(dòng)撓度，防止破壞路面上行駛時(shí)經(jīng)常碰撞緩沖塊。選定偏頻以后，再利用式(3—2)即可計(jì)算出懸架的靜撓度。對高級轎車滿載的情況，～，～。對普通級以下轎車滿載的情況，～，～。用途不同的汽車，對平順性要求不一樣。理論分析證明：若汽車以較高車速駛過單個(gè)路障，/＜1時(shí)的車身縱向角振動(dòng)要比/＞1時(shí)小，故推薦?。剑ā?。因此，保證汽車有良好的行駛平順性，必須正確的選取懸架的靜撓度。將，代人式（31）得到 ； （32）式中， 的單位為mm。為了減小汽車的角振動(dòng)，一般汽車前、后懸架偏頻之比約為=。偏頻越小，則汽車的平順性越好。 懸架靜撓度懸架靜撓度是指汽車滿載靜止時(shí)懸架上的載荷與此時(shí)懸架剛度c之比，即。30′，前輪外傾角為1176。前輪定位參數(shù)有主銷內(nèi)傾角為3176。整車的主要尺寸參數(shù)有貨車的外廓尺寸的長為10150mm，寬為2400mm，高為2985mm，軸距4615+1300mm，輪距（前/后）為2045/1860mm，前懸為1400mm，后懸為2835mm。其前懸架采用四連桿機(jī)構(gòu)空氣懸架系統(tǒng), 空氣彈簧布置在橋的正上方, 其作為彈性元件承受全部垂直載荷。DND1250CWB459P整車參數(shù)如下表所示。3 懸架主要參數(shù)的確定 載貨汽車的結(jié)構(gòu)參數(shù)重型載荷汽車是貨車一種，它的噸位必須滿足大于14t才能稱之為重型載荷汽車。當(dāng)車輛在平直路面上行駛時(shí)，高度閥的充氣閥門和排氣閥門均關(guān)閉，空氣彈簧氣囊內(nèi)即不充氣也不放氣，車架高度保持不變?？梢源蟠筇岣叱俗氖孢m性。在使用不帶延時(shí)機(jī)構(gòu)的高度閥時(shí)，車輛在運(yùn)行過程中高度閥的進(jìn)、排氣閣不斷地關(guān)閉，空氣消耗量大，為此一般在空氣通道上設(shè)置一節(jié)流孔，或在排氣通道外加一長橡膠軟管，以便限制空氣流量，避免空氣中的水分和灰塵堵塞小孔。延時(shí)機(jī)構(gòu)由緩沖彈簧和油壓減振器組成。高度控制閥是空氣懸架系統(tǒng)的重要組成部分，其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得到充分的體現(xiàn)。②是車橋或車輪按一定軌跡相對車身或車架跳動(dòng)。如果導(dǎo)向機(jī)構(gòu)布置的不合理則會(huì)給空氣彈簧帶來很大的負(fù)擔(dān)，使其發(fā)生扭曲，摩擦等現(xiàn)象，惡化減震的效果，從而縮短了空氣彈簧的壽命。因此要有一定的強(qiáng)度，布置的方式要合理。這是提高空氣彈簧系統(tǒng)隔振效果的有效措施之一。從而可以得到所需的彈性特性。膜式空氣彈簧在國內(nèi)外大