【正文】 其自由高度的 1/2 或 2/3）時，車輪中心相對車架（或車身）的垂直位移。 后懸架的靜撓度為 mmfc 1472 ? 。 汽車前、后懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車的行使 平順性的主要參數(shù)之一。 本次設(shè)計的 SUV 前懸架自振頻率 1n ＝ ,后懸架自振頻率 2n ＝? 。載貨汽車的偏頻略高于轎車，前懸架約為 ,后懸架則可能超過 。偏頻越小，則汽車的 平順性越好。同時螺旋彈簧只能承受垂直載荷，故必須設(shè)置導向機構(gòu)以傳遞垂直力以外的各種力和力矩。 彈性元件 懸架的彈性元件包括鋼板彈簧 、 螺旋彈簧 、 扭桿彈簧、氣體彈簧、油氣彈簧、橡膠彈簧等。桿式橫向穩(wěn)定器在車身和車架傾斜時穩(wěn)定桿兩邊的縱向部分向不同方向偏轉(zhuǎn)， 于是穩(wěn)定桿便被扭轉(zhuǎn) 。 本次設(shè)計選用的橫向穩(wěn)定器是桿式橫向穩(wěn)定器 。當前后懸架側(cè)傾角剛度值大于后懸架的側(cè)傾角剛度值時，前軸的負 荷大于后軸車輪的負荷轉(zhuǎn)移，并使前輪側(cè)傾角大于后輪的側(cè)傾角，以保證汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性。 汽車轉(zhuǎn)彎是產(chǎn)生側(cè)傾力矩，使內(nèi)外側(cè)車輪的負荷發(fā)生轉(zhuǎn)移且影響車輪側(cè)偏角剛度和車輪側(cè)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。 輔助元件 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。 因此對于平順性要求高的 SUV后懸架，設(shè)計時采用 2－ 3螺旋彈簧非獨立懸架 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 10 鋼板彈簧式非獨立懸架顯然不太合適。 二連式 螺旋彈簧 非 獨立懸架的主要優(yōu)點是：汽車 在制動狀態(tài) 可以按司機的意圖進行平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向，其不足之處是汽車高速時有軸擺動現(xiàn)象。而采用螺旋彈簧、空氣彈簧（主要用于商用車上）的非獨立懸架都必須設(shè)置能約束車軸運動的導向桿。 3） 二連式 螺旋彈簧非獨立懸架 二連式 螺旋彈簧非獨立懸架是一種復合式懸架 ， 裝有該類后懸架的轎車 ， 其后橋的結(jié)構(gòu)形式對后懸架的剛度特性有重要影響 。因而要求車身高度隨使用要求可以調(diào)節(jié)。當空車時車身被抬高，滿載時車身則被壓得很低，會出現(xiàn)撞擊緩沖塊的情況。 鋼板彈簧式非獨立懸架結(jié)構(gòu)簡單工作可靠 ， 但其減振效果不太理想 ，多應用于貨車 。 后端卷耳通過鋼板彈簧吊耳銷與后端吊耳與吊耳架相連，后端可以自由擺動，形成活動吊耳。懸架前端為固定鉸鏈，也叫死吊耳。這種懸架廣泛用于貨車的前、后懸架中。 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 9 1）鋼板彈簧式非獨立懸架 鋼板彈簧被用做非獨立懸架的彈性元件，由于它兼起導向機構(gòu)的作用，使得懸架系統(tǒng)大為簡化。 所以從經(jīng)濟性 、行駛平順、穩(wěn)定性以及占用空間等幾方面因素考慮，所設(shè)計的前獨立懸架采用車輪定位參數(shù)和輪距變化很小、橫向剛度大、占用空間小結(jié)構(gòu) 緊湊、便于發(fā)動機布置的麥弗遜式獨立懸架。 車輪上下運動時 ，主銷軸線的角度會有變化，這是因為減振器下端支點隨橫擺臂擺動。這種懸架允許滑柱上端作少許角位移。但是多連桿式懸架結(jié)構(gòu)復雜昂貴，不便于發(fā)動機布置，因此多應用于后懸架。 多連桿式獨立懸架是由 多根桿件組合起來控制車輪的位置變化的懸架。這樣，在車輪上下跳動時， 主銷后傾角保持不變，適用于轉(zhuǎn)向輪。因此 ，單縱臂式獨立懸架 不適宜做前 懸架。 目前不等長雙橫臂式懸架已廣泛應用在轎車的前后懸架上，部分運動型轎車及賽車的后輪也采用這一懸架結(jié)構(gòu)。 在擺臂不等長的獨立懸架中，如將兩臂長度選擇適當，可以使車輪和主銷的角度以 有輪距的變化都不太大。 雙橫臂式獨立懸架的兩個擺臂長度可以相等，也可以不相等。例如太脫拉 138 型和 148 型越野車的前懸架，就是采用這種單橫臂式獨立懸架，其彈性元件是扭彈簧。此外，這種懸架 用于轉(zhuǎn)向輪時， 會使主銷內(nèi)側(cè)角和車輪外傾角發(fā)生較大的變化 ， 對于轉(zhuǎn)向操縱有一定影響，故目前在前懸架中很少采用。 前后懸架結(jié)構(gòu)方案 獨立懸架 按照結(jié)構(gòu)型式可分為 單橫臂式、雙橫臂式、單縱臂式、雙縱臂式、單斜臂式麥弗遜式和多連桿式。 其不足之處在于： 1)由于車 橋與車輪一起跳動，因而需要較大的空間，影響發(fā)動機或行李箱的布置。該懸掛一般多用于載重汽車、普通客車和一些其他車輛上。這種懸掛結(jié)構(gòu)簡單，傳力可靠，但兩輪受沖擊震動時互相影響。非獨立懸架具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、強度高、保養(yǎng)容易、行車中前輪定位變化小的優(yōu)點，但由于其舒適性及操縱穩(wěn)定性都較差，在現(xiàn)代轎車中基本上已不再使用，多用在貨車和大客車上。 非獨立懸架結(jié)構(gòu)特點 非獨立懸架是相對與 獨立懸架 （ individual wheel suspension）的車輪結(jié)構(gòu)。這種懸架采用的是通過減振器上固 定點和橫梁叉形臂的下固定點與車身相連組成的懸架形式。 現(xiàn)代轎車大 都是采用獨立式懸架，按其結(jié)構(gòu)形式的不同，獨立懸架又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式以及麥弗遜式懸架等。 優(yōu)點：由于采用斷開式車軸，可以降低發(fā)動機及整車底板高度；允許車輪有較大的跳動空間，彈簧可以設(shè)計得比較軟，平順性好；能保證汽車行駛性能得多樣設(shè)計；簧載質(zhì)量小，輪胎接地性好。多桿懸架系統(tǒng)具有良好操縱穩(wěn)定性，可減小輪胎摩損。球鉸將下連桿的外端與轉(zhuǎn)向節(jié)相連。第三連桿的下端通過重型止推軸承與轉(zhuǎn)向節(jié)連接。上連桿用支架與車身 (或車架 )相連，上連桿外端與第三連桿相連。 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 6 4）多桿式獨立懸架 獨立懸架中多采用螺旋彈簧，因而對于側(cè)向力，垂直力以及縱向力需加設(shè)導向裝置即采用桿件來承受和傳遞這些力。其擺臂繞與汽車縱軸線具有一定交角的軸線擺動，選擇合適的交角可以滿足汽車操縱穩(wěn)定性要求。在中型車上能放下大型發(fā)動機，在小型車上也能放下中型發(fā)動機，讓各種發(fā)動機 的匹配更靈活 。我們知道，汽車懸掛屬于運動部件，運動部件越輕，那么懸掛響應速度和回彈速度就會越快，所以懸掛的減震能力也就越強；而且懸掛質(zhì)量減輕也意味著彈簧下質(zhì)量減輕，那么在車身重量一定的情況下，舒適性也越好。整個車體的重量和汽車在運動時車輪承受的所有沖擊就靠這兩個部件承擔。 2）麥弗遜式獨立懸架（ 滑柱擺臂式或叫支柱式等） 麥弗遜懸掛通常由兩個基本部分組成： 支柱式減震器 和 A 字型托臂。這將使輪胎上部輕微地內(nèi)外移動，而底部影響很小。 不等臂雙橫臂上臂比下臂短。雙橫臂的臂有做成 A 字形或 V字形 。上下兩擺臂不等長，選擇長度比例合適，可使車輪和主銷的角度及輪距變化不大。 目前采用較多的有以下三種形式： (1) 雙橫 臂式， (2) 麥弗遜式， (3)斜置單臂式。在壞路和無路的情說下，可保證全部車輪與地面的接觸，提高汽車的行駛穩(wěn)定性和附著性，發(fā)揮汽車的行駛速度?？擅黠@提高乘坐舒適性，并且在高速行駛時提高汽車的行駛穩(wěn)定性。采用此種懸掛的有下面兩大類車輛。 每個車輪單獨通過一套懸掛安裝于車身或者車橋上，車橋采用斷開式，中間一段固定于車架或者車身上；此種懸掛兩邊車輪受沖擊時互不影響，而且由于非懸掛質(zhì)量較輕；緩沖與減震能力很強，乘坐舒適。 課題研究的主要內(nèi)容 1前后懸架設(shè)計 1）參數(shù)選擇： 固有頻率、剛度、阻尼系數(shù)及缸徑。 該課題研究為懸架設(shè)計開發(fā)開拓了更加科學的方法，結(jié)合汽車設(shè)計，解決運動學及動力學問題，從而提高設(shè)計質(zhì)量。懸架最主要的功能是傳遞作用在 車輪和車駕（或車身）之間的一切力和力矩，并緩和汽車駛過不平路面時所 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 4 產(chǎn)生的沖擊，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，以保證汽車的行駛平順性。懸架結(jié)構(gòu)是否合理直接影響到車輛行駛平順性、操縱穩(wěn)定性、乘坐舒適性和運行安全性。 懸架是汽車幾大系統(tǒng)中主要總成之一，懸架是保證車輪或車橋與汽車承載系統(tǒng)（車架或承載式車身）之間具有彈性聯(lián)系并能傳遞載荷、緩和沖擊、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。 要正確的選擇懸架的方案參數(shù)，在車輪上下跳動時，使主銷的定位參數(shù)變化不大、車輪運動與到向機構(gòu)運動要協(xié)調(diào)，避免前輪擺振；汽車轉(zhuǎn)向時，應使之具有不足轉(zhuǎn)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(chǎn)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。因而在設(shè)計懸架時必須考慮以下幾個方面的要求： (1)通過合理設(shè)計懸架的彈性 1－ 2螺旋彈簧非獨立懸架 特性及阻尼特性確保汽車具有良好的行駛平順性，即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或伸張行程極限點發(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 向機構(gòu)，以確保車輪與車架或車身之間所有力和力矩的可靠傳遞，保證車輪跳動時車輪定位參數(shù)的變化不會過大，并且能滿足汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性的要求； (3)導向機構(gòu)的運動應與轉(zhuǎn)向桿系的運動相協(xié)調(diào)，避免發(fā)生運動十涉，否則可能引發(fā)轉(zhuǎn)向輪擺振； (4)側(cè) 擺 中心及縱傾中心位置恰當，汽車轉(zhuǎn)向時具有抗側(cè)傾能力，汽車制動 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） 3 和加速時能保持車身的穩(wěn)定，避免發(fā)生汽車在制動和加速時的車身縱傾 (即所謂“點頭”和“后仰” )； (5)懸架構(gòu)件的質(zhì)量要令尤其是其非懸掛部分的質(zhì)量要盡量??； (6)便于布置，在轎車設(shè)計中特別要考慮給發(fā)動機及行李箱留 出足夠的空間； (7)所有零部件應具有足夠的強度和使用壽命； (8)制造成本低； (9)便于維修、保養(yǎng)。該振動系統(tǒng)也決定了汽車承載系和行駛系許多零部件的動載，并進而影響到這些零件的使用壽命。在有些情況下，某一零部件兼起兩種或三種作用，比如鋼板彈簧兼起彈性元件及導向機構(gòu)的作用，麥克弗遜懸梁 (McPherson suspension，或稱滑枝擺臂式獨立懸架 )中的減振器枝兼起減振器及部分導向機構(gòu)的作用，有些主動懸架中的作動器則具有彈性元件、減振器和部分導向機構(gòu)的功能。在有些懸架中還有緩沖塊和橫向穩(wěn)定桿。此外．懸架中確保車輪與車架或車身之間所有力和力矩可靠傳遞并決定車輪相對于車架或車身的位移特性的連接裝置統(tǒng)稱為導向機構(gòu)。采用彈性聯(lián)接后，汽車可以看作是由懸掛質(zhì)量 (即簧載質(zhì)量 )、非懸掛質(zhì)量 (即非簧載質(zhì)量 )和彈簧 （ 彈性元件 )組成的振動系統(tǒng)，承 受來自不平路面、空氣動力及傳動系、發(fā)動機的激勵。 懸架最主要的功能 是傳遞作用在車輪和車架 (或車身 )之間的一切力和力矩，并緩和汽車駛過不平路面時所產(chǎn)生的沖擊，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，以保證汽車的行駛 1－ 1懸架系統(tǒng) 平順性。 并且現(xiàn)代汽車懸架是重要總成之一，它把懸架（或車身）與車軸（或輪胎）彈性的連接在一起。 作為懸架的基本性能 ,首先是為了保護車輛 、 乘員 、 貨物等 ,抑制由于路面的凸凹不平而引起的振動和噪聲。 本科生畢業(yè)設(shè)計（說明書） III 目 錄 第 1 章 緒論 .......................................................................................................... 1 懸架系統(tǒng)概述 .................................................................................... 1 課題研究的目的及意義 .................................................................... 3 課題研究的主要內(nèi)容 ........................................................................ 4 第 2 章 前、后懸架結(jié)構(gòu)的選擇 .......................................................................... 4 獨立懸架結(jié)構(gòu)特點 ............................................................................ 4 非獨立懸架結(jié)構(gòu)特點 ........................................................................ 6 前后懸架結(jié)構(gòu)方案 ............................................................................ 7 輔助元件 .......................................................................................... 10 橫向穩(wěn)定器 ............................................................................... 10 彈性元件 ......................................................................