【正文】 。獨(dú)立懸架導(dǎo)向桿系數(shù)鉸接處多用橡膠的襯套，能隔絕車輪來自不平路面上的沖擊向車身的傳遞。 平順性是現(xiàn)代高速、高效率汽車的一個(gè)主要性能 ,汽車平順性直接影響到人和車輛 。因此懸架設(shè)計(jì)關(guān)系到汽車使用性能的優(yōu)劣，具有重要的理論和實(shí)際應(yīng)用意義。 根據(jù)懸架的結(jié)構(gòu)形式分為兩類：獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架。在不平道路上行駛時(shí)可減少車架和車身的振動(dòng)，而且有助于消除轉(zhuǎn)向輪不斷偏擺的不良現(xiàn)象。在道路條件和車速相同時(shí)，非簧載質(zhì)量越小， 則懸架所受到的沖擊載荷也越小。 (3) 獨(dú)立懸架剛 度設(shè)計(jì)得較小，使車身振動(dòng)頻率降低，以改善行駛平順性。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)要求是前后懸架均采用獨(dú)立懸架，因?yàn)楠?dú)立懸架具有如下優(yōu)點(diǎn)：簧下質(zhì)量小；懸架占用的空間小；彈性元件只承受垂直力，所以可以用剛度小的彈簧，使車身振動(dòng)頻率降低，改善汽車的平順性；由于有可能降低發(fā)動(dòng)機(jī)的位置高度，使整車的質(zhì)心高度下降，有改善汽車行使穩(wěn)定性；左右車輪各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，互不影響，可減小車身的傾斜和振動(dòng)，同時(shí)在起伏的路面上能獲得 良好的地面附著力。 轎車的獨(dú)立懸架形式有麥克弗遜式懸架、燭式獨(dú)立懸架、雙橫臂獨(dú)立懸架等。不等長雙橫臂式獨(dú)立懸架能保證汽車有良好的行駛穩(wěn)定性，已為高級(jí)轎車的前懸架所廣泛采用。五連桿式獨(dú)立懸架具有卓越的操縱性和更高的響應(yīng)性，具有非凡的行駛 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 4 平穩(wěn)性。后懸 架與乘客廂隔離，從而提供寧靜和平順的駕乘體驗(yàn)。 因此本次畢業(yè)設(shè)計(jì)前懸架采用不等長雙橫臂式獨(dú)立懸架，后懸架采用五連桿式獨(dú)立懸架。但因?yàn)閼壹艿膫?cè)傾角剛度 cφ和垂直剛度的之間 c 的正比的關(guān)系，所以減小垂直剛度 c的同時(shí)使側(cè)傾角剛度減小，并使側(cè)傾角增加，結(jié)果車廂中的成員會(huì)感到不舒服和降 低了行車的安全感。有了橫向穩(wěn)定器，就可以做到在不增大懸架垂直剛度的前提下，增大懸架的側(cè)傾角剛度。前后軸車輪負(fù)荷的轉(zhuǎn)移大小，主要取決于前后懸架的側(cè)傾角剛度值。在汽車懸架上設(shè)計(jì)橫向穩(wěn)定器，能增大前懸架的側(cè)傾角剛度。通過硫化將橡膠與鋼板連為一體，再焊接在鋼板上的螺釘將緩沖塊固定在車身上，起到限制懸架最大行程的作用。它兼由輔助彈性元件的作用。這種材料起泡時(shí)形成了致密的耐磨外層，它保護(hù)內(nèi)部的發(fā)泡不受損失。所以在設(shè)計(jì)中，我選擇了多孔聚氨脂制成的緩沖塊。人體所習(xí)慣的垂直振動(dòng)頻率是步行時(shí)身體上下運(yùn)動(dòng)的頻率，約為 1～ Hz。設(shè)計(jì)的主要目的之一是確保汽車有良好的行駛平順性。 根據(jù)力學(xué)分析，如果將汽車看成一個(gè)在彈性懸架上作單自由度振動(dòng)的質(zhì)量， 則懸架系統(tǒng)的自然振動(dòng)頻率（固有頻率）為 式中： g— 重力加速度； f— 懸架垂直變形（撓度）； M— 懸架簧載質(zhì)量； K（＝ Mg/f） — 懸架剛度（不一定等于彈性元件的剛度）指使車輪中心相對(duì)于車架和車身向上移動(dòng)的距離（即使懸架產(chǎn)生單位垂直壓縮變形）所需加于懸架上的垂直載荷。 2)當(dāng)懸架剛度一定時(shí) ,簧載質(zhì)量越大 ,則懸架垂直變形越大 ,而自然振動(dòng)頻率越低。 =280mm n39。 =100 后懸架的實(shí)際剛度： 通過驗(yàn)算，前、后懸架的實(shí)際剛度大于理論剛度。 汽車前、后懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車的行使平順性的主要參數(shù)之一。對(duì)于剛度為常數(shù)的懸架，靜撓度 fc完全由所選擇的自振頻率所決定： fc=g/（ 2π n） 2 由上式可以知道，懸架的靜撓度 fc 直接影響車身的偏振 n。在選擇前后懸架的靜撓度時(shí)，應(yīng) 使之接近，并希望后懸架的靜撓度 fc2比前懸架的靜撓度 fc1小些，這有利于防止車身產(chǎn)生較大的縱向角擺動(dòng)。 mNank s usuk /9 5 8 9 310c o s/2 7 04 2 0*6 0 4 1 3c o s/ 039。39。 ?＝＝ ‘后后 ? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 8 懸架動(dòng)撓度 懸架的動(dòng)撓度 fd 是指從懸架從滿載 靜平衡位置開始?jí)嚎s到結(jié)構(gòu)容許的最大變形時(shí)，車輪中心相對(duì)于車架的垂直位移。對(duì)于轎車懸架的動(dòng)撓度 fd可按下列范圍選?。? fd=（ ～ ） fc fd1=*205=123mm fd2=*173=104mm 動(dòng)撓度與靜撓度的總和為： fc1+fd1=205+123=328mm fc2+fd2=173+104=277mm 懸架彈性特性曲線 理想的彈性特性是指懸架在鉛直的方向上受力 F 與變形 f 之間的關(guān)系。此即為理想的彈性特性。在圖 31 中，當(dāng)靜載荷為 P0， Pk， Pc 時(shí)，在靜載荷附近的懸架剛度為 P0/Pc， Pk/Fc， Pc/Fc。當(dāng)動(dòng)載荷增到 3～ 4倍靜載荷時(shí)，剛度的增加保證了撓度不超過fd。然而在有些轎車的后輪非獨(dú)立懸架中，其彈性元件也采用螺旋彈簧。 螺旋彈簧本身沒有減振作用，因此在螺旋彈簧懸架中必須另裝減振器。 前懸架彈簧（雙橫臂式獨(dú)立懸架） 彈簧中徑、鋼絲直徑、及結(jié)構(gòu)形式 在本次設(shè)計(jì)中前懸架彈性元件選擇螺旋彈簧。 根據(jù)強(qiáng)度公式計(jì)算鋼絲直徑 d： C 取 7， k? 取 后懸架的最大工作載荷： mNF /5222 ? 彈簧圈數(shù) 彈簧的工作圈數(shù)： 81 ＝后z 彈簧總?cè)?shù)： 10282 1 ＝＝后后 ??? zz 2 1 1 14 ?????? ccck? ? mmmmcFkd 0* 7*63 33*21 *88 1 ???? ??前? ? mmmmcFkd 0* 7*54 62*21 *88 2 ????? ??后 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 11 第五章 懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 獨(dú)立懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)承擔(dān)著懸架中除垂向力之外的所有作用力和力矩，并且決定了懸架跳動(dòng)時(shí)車輪的運(yùn)動(dòng)軌跡和車輪定位角的變化。 雙橫臂式獨(dú)立懸架示意圖 圖 5－ 1雙橫臂式獨(dú)立懸架示意圖 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 12 多連桿式獨(dú)立懸架示意圖 圖 5－ 2多連桿式獨(dú)立懸架示意圖 雙橫臂軸線布置方式 橫向平面內(nèi)上 、 下橫臂的布置方案 比較圖 5－ 3 a、 b、 c 三圖可以清楚地看到，上、下橫臂布置不同，所得側(cè)傾中心位 置也不同，這樣就可根據(jù)對(duì)側(cè)傾中心位置的要求來設(shè)計(jì)上、下橫臂在橫向平面內(nèi)的布置方案。將橫臂內(nèi)外轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)的連線延 長，以便得到極點(diǎn) P，并同時(shí)獲得 P 點(diǎn)的高度。當(dāng)橫臂相互平行時(shí) (圖 56)， P點(diǎn)位于無窮遠(yuǎn)處。 圖 55 雙橫臂式懸架和縱橫臂式懸架的距離 wh 和 P的計(jì)算法和圖解法 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 14 雙橫臂式獨(dú)立懸架的側(cè)傾中心的高度 wh 通過下式計(jì)算得出 式中 mmdKP 17817803786s in ?????? ? 其中：δ =10 度；β =0度； c+o=330mm； d=178mm； k=3786mm； rs=102mm； bv=800mm； 帶入 hw可以求出： 縱傾中心 在獨(dú)立懸架中前后側(cè)傾中心的連線稱為側(cè)傾軸線。平行是為了使得曲線行使時(shí)前后軸的輪荷變化接近于相等，從而保證了中性轉(zhuǎn)向特性；而盡可能高則是為了使車身的側(cè)傾限制在允許的范圍之內(nèi)。此外，在前輪驅(qū)動(dòng)的車輛中，由于前輪軸荷大，且為驅(qū)動(dòng)橋，故盡可能使前輪輪荷變化小。 設(shè)計(jì)時(shí)首先要確定前懸架的側(cè)傾中心高度，然而確定后懸架的側(cè)傾中性的高度。 0ta nc o s2 RdKpbh vw ??? ??? ? ? ? mmocK 3 7 8 605s in 3 3 0s in ?????? ??mmrdK Pbh 。 汽車懸架系統(tǒng)中廣泛的采用液力減振器。此時(shí)孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)摩擦便形成對(duì)振動(dòng)的阻尼力，使車身和車架的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化成為熱能被油液和減振器殼所吸引，然后散到大氣中。要求油液的黏度受溫度的 變化的影響近可能的小，且具有抗氧化性，抗汽化以及對(duì)各種金屬和非金屬零件不起腐蝕的作用等性能。為解決彈性元件與減振器之間的這一矛盾，對(duì)減振器提出了如下的要求： ，減振器的阻尼力應(yīng)該小，以充分利用彈性元件來緩和沖擊。 ，減振器能自動(dòng)加大液流通道的面積 ，使阻尼力始終保持在一定的限度之內(nèi)，以避免承受過大的沖擊載荷。減振器按作用方式不同，可分為單向作用減振器和雙向作用減振器。 與雙筒式減振器相比，單筒充氣式減振器具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1) 工作缸筒直接暴露在空氣中，冷卻效果好； (2) 在缸筒外徑相同的前提下，可采用大直徑活塞，活塞面積可增大將近一倍，從而降低工作油壓； (3) 在充氣壓力作用下 ，油液不會(huì)乳化，保證了小振幅高頻振動(dòng)時(shí)的減振效果； 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 16 (4) 由于浮動(dòng)活塞將油、氣隔開，因而減振器的布置與安裝方向可以不受限制。 減振器主要性能參數(shù) 相對(duì)阻尼系數(shù) 減振器的性能通常用阻力 速度特性圖表示。該圖具有如下的特點(diǎn)：阻力 速度特性由四段近似的直線線段組成，其中的壓縮行程和伸張行程的阻力 —— 速度各占兩段；各段特性的指明時(shí)，減振器的阻尼系數(shù)是指當(dāng)卸荷閥開啟前的阻尼系數(shù)而言。 圖 61減振器特性 （ a）阻力 —— 位移特性 （ b）阻力 —— 速度特性 汽車懸架有阻尼后，簧上質(zhì)量的振動(dòng)是周期衰減的振動(dòng)，用相對(duì)阻尼系數(shù)φ來表示評(píng)定振動(dòng)衰減的快慢程度。φ值小則反之。兩者之間的保持φ y=（ ～ ）φ s 的關(guān)系。對(duì)于無內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，取φ=～ ；對(duì)于有內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，φ s＞ ；為了避免懸 架碰撞車架， 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 17 取φ y= s。 對(duì)于我選用的前懸架φ 前 =； 后懸架φ 后 =； 減振器阻尼系數(shù) 減振器阻尼系數(shù) ssumK?? 2＝ 。實(shí)際上應(yīng)該根據(jù)減振器的布置特點(diǎn)確定減振器的阻尼系數(shù)。 22 /2 awnm s??＝mNmk sssu /49381092*62020*0 . 3*22 ＝＝＝ 后后后 ??mNmk sssu /52471266*60413*0 . 3*22 ＝＝＝ 前前前 ?? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 18 最大卸荷力 為減小傳到車身上的沖擊，當(dāng)減振器活塞振動(dòng)速度達(dá)到一定值時(shí)，減振器打開卸荷閥。在減振器安裝如圖所示時(shí)， Vx=Acosα 式中： A—— 車身振幅，取177。 如已知伸張時(shí)的阻尼系數(shù)δ s，在伸張行程的最大卸荷力 F0=δ s*Vs。 前貯油筒直徑 42m m30* ＝＝前D 后貯油筒直徑 mmD 4230* ＝＝后 前后的貯油筒的材料為 20鋼 ? ?? ? ? ? mmDmp FD 30 0 . 0 2 30 . 3 51*10*3*3 . 1 4 1049*414 2620 ＝?。剑剑?前前前 ?? ?? ?? ? ? ? mmDmp FD 30 0 . 0 2 20 . 3 51*10*3*3 . 1 4 9 8 8*414 2620 ＝?。剑剑?后后后 ?? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 20 第七章 向穩(wěn)定桿設(shè)計(jì) 為了降低汽車的固有頻率以改善行使穩(wěn)定性，現(xiàn)代汽車的垂直剛度較小，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，影響了汽車行使的穩(wěn)定性。當(dāng)左右車輪同向等幅跳動(dòng)時(shí)，橫向穩(wěn)定桿不起作用；當(dāng)左右車輪有垂向的相對(duì)位移時(shí)，穩(wěn)定桿受扭，發(fā)揮彈性元件的作用。通常，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。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(duì)位移，由于橫向穩(wěn)定桿的作用，增加了車輪處的垂向剛度，回影響汽車的行駛平順性。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。 ? ? ? ?? ? ? ?mmmmcblbaLalELCdb3031***210**1 1 7 4 4**312842*3128422335242223312???????????????????????????? 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（說明書） 22 第八章 平順性分析 平順性概念 汽車平順性是現(xiàn)代高速、高效率汽車的一個(gè)主要性能指標(biāo)。汽車平順性的好壞不僅影響乘客的舒適性、身體健康狀況及正常工作的能力，而且還影響汽車的動(dòng)力性的發(fā)揮及汽車零部件的使用壽命等，所以對(duì)平順性進(jìn)行研究是十分必要的。汽車是一個(gè)復(fù)雜的多自由度非線性系統(tǒng)，從理論上講建立的模型自由度越多就越接近汽車的實(shí)際情況，但實(shí)際情況并非這樣，因?yàn)樽杂啥仍龆嘈枰_定的參數(shù)也隨之增多，而確定較多的參數(shù)困難