【正文】 。 被動(dòng)懸架是傳統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，剛度和阻尼都是不可調(diào)的，依照隨機(jī)振動(dòng)理論，它只能保證在特定的路況下達(dá)到較好效果．但它的理論成熟、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能可靠， 成本相對(duì)低廉且不需額外能量， 因而應(yīng)用最為廣泛．在我國(guó)現(xiàn)階段，仍然有較高的研究?jī)r(jià)值．被動(dòng)懸架性能的研究主要集中在三個(gè)方面： 1） 通過對(duì)汽車進(jìn)行受力分析后，建立數(shù)學(xué)模型，然后再用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)或有限元法尋找懸架的最優(yōu)參數(shù) 2） 研究可變剛度彈簧和可變阻尼的減振器， 使懸架在絕大部分路況上保持 良好的運(yùn)行狀態(tài)； 3） 研究導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，使汽車懸架在滿足平順性的前提下，穩(wěn)定性有 大的提高。阻尼可調(diào)減振器主要有兩種，一種是通過改變節(jié)流孔的大小調(diào)節(jié)阻尼，一種是通過改變減振液的粘性調(diào)節(jié)阻尼。在國(guó)外，改變減振液粘性的方法主要有電流變液體和磁流變液體兩種。執(zhí)行策略的 研究是通過確定性能指標(biāo)，然后進(jìn)行控制器的設(shè)定。 主動(dòng)懸架研究也集中在兩個(gè)方面： 1）可靠性； 2）執(zhí)行器。 執(zhí)行器的研究主要是用電動(dòng)器件代 替液壓器件。運(yùn)用磁蓄能原理，結(jié)合參數(shù)估計(jì)自校正控制器，可望設(shè)計(jì)出高性能低功耗的電磁蓄能式 自適應(yīng)主動(dòng)懸架， 使主動(dòng)懸架 由理論轉(zhuǎn)化 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 為實(shí) 際應(yīng)用。 計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、先進(jìn)制造技術(shù)、運(yùn)動(dòng)仿真等為懸架的進(jìn)一步發(fā) 展提供了有力的保障。 現(xiàn)有的被動(dòng)懸架將逐漸向半主動(dòng)、主動(dòng)懸架過 渡。 大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，會(huì)使電子元件集成度得以提高，從而促進(jìn)可靠性得到保障，使懸架更加智 能化而滿足人們的要求。完成汽車的總體設(shè)計(jì)及懸架的主要結(jié)構(gòu)元件 螺旋 彈簧等的設(shè)計(jì) ，然后對(duì)前后懸架進(jìn)行設(shè)計(jì)匹配，滿足前后懸架的偏頻要求。影響選取軸數(shù)的因素主要有汽車的總質(zhì)量、道路法規(guī)對(duì)軸載質(zhì)量的限制和輪胎的負(fù)荷能力以及汽車的結(jié)構(gòu)等?？傎|(zhì)量在 19~26t 的公路運(yùn)輸車采用三軸形式，總質(zhì)量更大的汽車宜采用四軸和四軸以上的形式。增加驅(qū)動(dòng)輪數(shù)能夠提高汽車的通過能力，驅(qū)動(dòng)輪數(shù)越多，汽車的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，整備質(zhì)量和制造成本也隨之增加，同時(shí)也使汽車的總體布置工作變得困難、乘用車和總質(zhì)量小些的 商用車，多采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低的 4? 2 驅(qū)動(dòng)形式。 汽車主要參數(shù)的選擇 汽車主要尺寸的確定 汽車的主要尺寸參數(shù)包括 外廓尺寸、 軸距、輪距、總長(zhǎng)、總寬、前 懸 、后懸、接近角、離去角、最小離地間隙等。它應(yīng)根據(jù)汽車的類型、用途、承載量、道路條件、結(jié)構(gòu)選型與布置以及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)限制等因素來(lái)確定。 總長(zhǎng) ： 貨車及越野車不大于 12m； 一般大客車不大于 12m， 鉸接式大客車不大于 18m； 牽引車帶半掛車不大于 16m， 汽車拖帶掛車不大于 20m， 掛車長(zhǎng)度不大于 8m。軸距短些，汽車總長(zhǎng)、質(zhì)量、最小轉(zhuǎn)彎半徑和縱向通過半徑就小一些。因此，在選擇軸距時(shí)應(yīng)綜合考慮有關(guān)方面的影響。 軸距的最終確定應(yīng)通過總布置和相應(yīng)的計(jì)算來(lái)完成，其中包括檢查最小轉(zhuǎn)彎半徑和萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角是否過大，軸荷分配是否合理，乘坐是否舒適以及能否滿足整車總體設(shè)計(jì)的要求等。 轉(zhuǎn)彎半徑越小，則汽車轉(zhuǎn)向所需場(chǎng)地就越小。在圖示的理想情況下，最小轉(zhuǎn)彎半徑 minR 與外轉(zhuǎn)向輪最大偏轉(zhuǎn)角max? 的關(guān)系為： min maxsinLR ?? 一般來(lái)說(shuō)， max ? ? ， minR =，則計(jì)算出最大軸距為 3588mmm 所以，取汽車的軸距為： L=3200mm 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 圖 21 理想的內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角間的關(guān)系 （ 3） 前后輪距 12BB與 汽車輪距 B 對(duì)汽車的總寬、總質(zhì)量、橫向穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性都有較大的影響。但輪距也不宜過大，否則，會(huì)使汽車的總寬和總質(zhì)量過大。 載貨汽車的前輪距 1B 與車架前部寬、前懸架寬、輪胎寬、前輪最大轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向拉桿和轉(zhuǎn)向車輪以及和車架間的運(yùn)動(dòng)空間等因素有關(guān)，應(yīng)經(jīng)過具體布置和計(jì)算才能最后確定。 設(shè)計(jì)時(shí)依然可以通過內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角間的關(guān)系來(lái)初選出輪距。由于前輪為轉(zhuǎn)向輪，即前輪兩轉(zhuǎn)向主銷中心線與地面交點(diǎn)間的距離為 K=964mm，輪距一般都比 K 大，所以取前輪輪距 B1=1600mm，后輪距 B2=1600mm。前懸的長(zhǎng)度與汽車的類型、驅(qū)動(dòng)形式、發(fā)動(dòng)機(jī)的布置形式和駕駛室的形式以及布置密切相關(guān)。汽車的后懸長(zhǎng)度主要與貨箱長(zhǎng)度、軸距及軸荷分配有關(guān)。城市大客車的后懸一般不大于其軸距的 60%，絕對(duì)值不大于 。長(zhǎng)軸距、特長(zhǎng)貨箱的汽車，其后懸可長(zhǎng)達(dá)約 。 其中裝載質(zhì)量的參數(shù)已給定，即 Gm = （ 1） 汽車的整備質(zhì)量 0m 汽車的整備質(zhì)量就是汽車經(jīng)整備后在完備狀態(tài)下的自身質(zhì)量，即指汽車 在 加滿 燃料、輪滑油 、工作油液及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻水和裝備齊全后但未載人、貨時(shí)的質(zhì)量。 載貨汽車可參考國(guó)內(nèi)外同類型同級(jí)別的汽車的裝載量與整備質(zhì)量之比 0/emm（稱為汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù) 0m? ） 為新車型選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)恼麄滟|(zhì)量利用系數(shù)， 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 然后按其裝載量 em 計(jì)算 汽車的整備質(zhì)量 00( / )emmm ?? 。 （ 2） 汽車的總質(zhì)量 am 汽車的總質(zhì)量是指已整備完好、裝備齊全并按規(guī)定載滿客、貨時(shí)的汽車質(zhì)量。 計(jì)算公式為： 0a e pm m m m? ? ?， 駕駛室可乘坐兩人， 65 2 130pm kg? ? ? ， 所以貨車的總 質(zhì)量 計(jì)算為 am = 。因此，在總體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)汽車的布置型式、使用條件及性能要求合理地選定其軸荷分配。為了使其磨損均勻，對(duì)后輪裝單胎的雙軸汽車，要求其滿載時(shí)的前后軸荷分配為 50%，而對(duì)后胎為雙胎的雙軸汽車，則 前后軸荷大致按 1/3 和 2/3 分配。 車型 空載 滿載 前軸 后軸 前軸 后軸 貨車 42? 后輪單胎 32%～ 40% 60%～ 68% 50%～ 59% 41%～ 50% 表 23 4 2后輪單胎平頭形式的貨車軸荷分配范圍 綜上 ， 汽車的質(zhì)量參數(shù)如下： 裝載質(zhì)量 Gm （ t） 整備質(zhì)量 0m （ t） 總質(zhì)量 am （ t） 整備質(zhì)量利用系 數(shù)0m? 表 24 汽車的質(zhì)量參數(shù) 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 空載 滿載 前軸 后軸 前軸 后軸 54% 46% 35% 65% 表 25 設(shè)計(jì)貨車的軸荷分配 汽車主要性能參數(shù)的選擇 （ 1） 汽車的動(dòng)力性參數(shù) 汽車的動(dòng)力性參數(shù)主要有直接檔和一檔最大動(dòng)力因數(shù)、最高車速、加速時(shí)間、汽車的比功率和比轉(zhuǎn)矩等。載貨汽車的 0maxD 值是隨汽車總質(zhì)量的增大而逐漸減小的，但也有個(gè)限度。 汽車類別 0maxD maxID 最高車速 比功率 比轉(zhuǎn)矩 輕型貨車 ~ 6amt? ~ ~ 90~120 15~21 38~44 表 26 輕型載貨汽車的動(dòng)力性參數(shù)的取值范圍 根據(jù)表 26， 可以初步選取直接檔動(dòng)力因數(shù)為： 0max ? 。它和汽車總質(zhì)量關(guān)系不明顯而主要取決于所要求的最大爬坡度和附著條件。 3） 最高車速 maxaV 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) 最高車速 maxaV =125km/h 4） 汽車 的比功率和比轉(zhuǎn)矩 這兩個(gè)參數(shù)分別表示發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量之比。各類汽車的比功率和比轉(zhuǎn)矩值的范圍見表 26，比功率初選為 18kw/t, 比轉(zhuǎn)矩為 。該值越小燃油經(jīng)濟(jì)性越好。 minR 是指轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)轉(zhuǎn)向中 心至前外輪接地中心的距離，它 反 映了汽車通過小曲率半徑道路的能力和在狹窄路面上或場(chǎng)地上掉頭的能力。 minR = （ 4） 汽車的通過性參數(shù) 總體設(shè)計(jì)要確定的通過性參數(shù)有：最小離地間隙 minh 、接近角 ? 、離去角 ? 及縱向通過半徑 ? 。） ? /（ 176。 離去角： ? =26176。 綜上， 汽車的主要性能參數(shù)選定如下：（表 29） 表 29 汽車的主要性能參數(shù)值 動(dòng)力性參數(shù) 機(jī)動(dòng)性參數(shù) 通過性參數(shù) 0max ? max ? maxaV =125km/h =18kw/t T． ma1= minR = minh =260mm ? =42176。 ? =3mm 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇 (1) 發(fā)動(dòng)機(jī)的選型 在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)基本型式的選擇中首先應(yīng)確定的是采用汽油機(jī)還是柴油機(jī)，其次是汽缸的排列型式和發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻方式。但是柴油機(jī)也有工作粗暴，振動(dòng)及噪聲大，尺寸和質(zhì)量大，造價(jià)高，起動(dòng)較困難及易生黑煙等缺點(diǎn)。 在選用發(fā) 動(dòng)機(jī)型式時(shí)，除了上述因素外，還要考慮燃料使用的平衡，汽油大部分供應(yīng)汽車，而柴油用途廣泛，需要的部門多。由于設(shè)計(jì)的該貨車的裝載質(zhì)量為 2t，并且對(duì)動(dòng)力性要求較高，（最高車速為 115km/h，最大爬坡度為 30176。 2) 發(fā)動(dòng)機(jī)排列形式的選擇 按汽缸排列形式，發(fā)動(dòng)機(jī)又有直列、水平對(duì)置和 V 型等區(qū)別。在中高級(jí)以上的轎車、重型載貨汽車和越野汽車上，水平對(duì)置式的發(fā)動(dòng)機(jī)高度低易于平衡。 3) 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻形式的選擇 發(fā)動(dòng)機(jī)按冷卻方式分為水冷和風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)兩種，后者的優(yōu)點(diǎn)是冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)單，維修方便，對(duì)沙漠和異常氣候環(huán)境的適應(yīng)性好，但存在冷卻不均，消耗功率大和噪聲大等缺點(diǎn)，在汽車上應(yīng)用不多，只在 22kW 以下的小發(fā)動(dòng)機(jī)和軍用越野車上有所應(yīng)用。 它的主要優(yōu)點(diǎn)有冷卻均勻可靠，散熱性好，噪聲小，能解決車內(nèi)供暖等。 綜上 ，對(duì)于設(shè)計(jì)的貨車初步選取的發(fā)動(dòng)機(jī)型式為： 6 缸直列水冷式汽油機(jī)。 maxav — 最高速度， km/h ； DC — 空氣阻力系數(shù)，貨車取 — ； A — 汽車正面投影面積， 2m ，無(wú)測(cè)量數(shù)據(jù)，可按前輪距 1B 、汽車總高 H、汽車總寬 B等尺寸近似計(jì)算： 對(duì)轎車 BH? ， 對(duì)貨車 1A BH? 此處取 A= 2m )1257 6 1 4 6 0 0 2 8 0( 1 3m a x ???????eP = 考慮空調(diào)系統(tǒng)和其它電器設(shè)備影響發(fā)動(dòng)機(jī)使用特性曲線的 maxep ，（比萬(wàn)有特性曲線的 maxep ?。┌l(fā)動(dòng)機(jī)最大功率比計(jì)算的最大功率應(yīng)大 15%。 在輪胎的選 擇上需要遵循的基本原則是： 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) （ 1） 滿足輪胎負(fù)荷的要求 所選輪胎在使用中承受的靜負(fù)荷值應(yīng)等于或接近輪胎的靜負(fù)荷值，我國(guó)各種汽車的輪胎和輪輞的規(guī)格及其額定負(fù)荷可查輪胎的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。表中各列數(shù)據(jù)中如無(wú)帶括號(hào)的數(shù)據(jù)，表示該列數(shù)據(jù)對(duì)斜交輪胎和子午線輪胎通用，否則，不帶括號(hào)的數(shù)據(jù)適用于斜交胎，而帶括號(hào)的數(shù)據(jù)適用于子午線輪胎，貨車上雙胎并裝時(shí)，負(fù)荷約比單胎使用時(shí)的負(fù)荷增加 10%~15%。為了避免超載，此系數(shù)取 ~ 之間。但不得大于 。轎車及輕型貨車的車速高，動(dòng)負(fù)荷大，系數(shù)應(yīng)取下限；重型貨車，重型自卸車的車速低，此系數(shù)可略偏高。因此，同樣載重量的汽車所用的輪胎尺寸已減少。子午線輪胎的特 點(diǎn)是滾動(dòng)阻力小、溫升低、胎體緩沖性能和附著性能都比斜交輪胎要好，裝好后耗油低、耐磨損壽命長(zhǎng)、高速性能好。 綜上所述，采用子午線輪胎。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 17 頁(yè) 第 3 章 汽車懸架方案的選擇 懸架的設(shè)計(jì)要求 懸架是保證車輪或車橋與汽車承載系統(tǒng)之間具有彈性聯(lián)系并能傳遞載荷、緩和 路面沖擊 、衰減振動(dòng)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。緩和、抑制路面對(duì)車身的沖擊和振動(dòng)；保證車輪在路面不平和載荷變化時(shí)有理想的運(yùn)動(dòng)特性。 在設(shè)計(jì)懸架時(shí)必須考慮以下幾個(gè)方面的要求： 1）保證汽車有良好的行駛平順性。 3）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。 5）有良好的隔聲能力。 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 懸架的結(jié)構(gòu)型式與分析 非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架 懸架可分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩類。缺點(diǎn)是：由于整車布置上的限制，鋼板彈簧不可能有足夠的長(zhǎng)度（特別是前懸架），使之剛度較大，所以汽車平順性較差；簧下質(zhì)