【正文】 簡(jiǎn)單——以上下擺動(dòng)式拖臂實(shí)現(xiàn)車輪與車身或車架的硬性連接，并且通過橫梁或支架連接兩車輪，然后以液壓減震器和螺旋彈簧充當(dāng)軟性連接，起到吸震和支撐車身的作用。半拖曳臂是獨(dú)立懸架簡(jiǎn)圖如圖22所示。本設(shè)計(jì)要求是前后均是獨(dú)立懸架，因?yàn)楠?dú)立懸架具有如下優(yōu)點(diǎn)：非簧下質(zhì)量小，懸架所受到并傳給車身的沖擊載荷小，有利于提高汽車的行駛平順性及輪胎的接地性能；懸架占用的空間小，便于發(fā)動(dòng)機(jī)布置，可以降低發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝位置，從而降低汽車質(zhì)心位置，有利于提高汽車的行駛穩(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。根據(jù)有關(guān)資料，麥 弗遜式是絞結(jié)式滑柱與下橫臂組成的懸架形式，減振器可兼做轉(zhuǎn)向主銷，轉(zhuǎn)向節(jié)可以繞著它轉(zhuǎn)動(dòng)。麥弗遜懸架由于構(gòu)造簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越的緣故，被行家譽(yù)為經(jīng)典的設(shè)計(jì)。半拖曳臂式是專為后輪設(shè)計(jì)的懸吊系，以支臂結(jié)合車軸前方的車身部主軸與車軸，其中車身部主軸的旋轉(zhuǎn)軸垂直于車身中心線者，亦 圖23—麥弗遜獨(dú)立懸架即直向后方，稱為半拖曳臂式，使用這類系統(tǒng)的車，像PEUGEOT車系、CITROEN車系、OPEL車系等，而半拖曳臂式之?dāng)[動(dòng)臂系傾斜于車身中心線即斜向后方。懸吊系統(tǒng)本身的運(yùn)動(dòng)，支臂以垂直車身中心線的軸，亦即平行于車軸的軸為中心進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，車軸不傾斜于車身，在任一上下運(yùn)動(dòng)位置，車軸平行于車身，對(duì)車身外傾角變化為零。懸架彈性元件有鋼板彈簧、扭桿彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧等幾種。但是其也有許多缺點(diǎn)：弧高和片間摩擦力隨時(shí)間變化；由于磨損以及由此出現(xiàn)的應(yīng)力集中使其壽命降低，這樣使得其在貨車或客車的非獨(dú)立懸架中使用較多。因?yàn)榕U彈簧單位質(zhì)量?jī)?chǔ)能量比鋼板彈簧大許多，所以扭桿彈簧質(zhì)量?。ɑ上沦|(zhì)量得以減少），目前在總長較短的客車和總質(zhì)量較小的貨車上得到比較廣泛的應(yīng)用。又因?yàn)闅饽覂?nèi)空氣介質(zhì)的內(nèi)摩擦小，工作是幾乎沒有噪聲，對(duì)高頻振動(dòng)的吸收和隔聲性能均良好。但采用空氣懸架是，必須設(shè)置能傳遞垂直力的其他各種力和力矩的桿系，因此懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜；空氣懸架對(duì)蜜密封要求嚴(yán)格，不得漏氣。螺旋彈簧廣泛地應(yīng)用于獨(dú)立懸架，特別是前輪獨(dú)立懸架中。螺旋彈簧與鋼板彈簧相比較有以下優(yōu)點(diǎn)：無需潤滑，不忌泥污；安置它所需的縱向空間不大；彈簧本身質(zhì)量小，且較空氣彈簧結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便等優(yōu)勢(shì)，故綜合以上彈性元件的特點(diǎn)，本設(shè)計(jì)方案的懸架均用螺旋彈簧作為彈性元件。雖然搖臂式減振器能比較大的工作壓力下工作，單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被淘汰。筒式減振器又分為單筒式、雙筒式和充氣筒式三種。該方案采用雙筒式充氣液力減振器。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。緩沖塊通常由橡膠制造。 有些汽車裝用的多孔聚氨脂做成。多孔聚氨脂是一種很高強(qiáng)度的和耐磨性能的復(fù)合材料。由于在材料中有封閉的氣泡，在載荷下壓縮，但其外輪廓尺寸變化卻不大，這點(diǎn)與橡膠不同。第3章 技術(shù)參數(shù)確定與計(jì)算懸架設(shè)計(jì)可以大致分為結(jié)構(gòu)型式及主要參數(shù)選擇和詳細(xì)設(shè)計(jì)兩個(gè)階段，有時(shí)還要反復(fù)交叉進(jìn)行。懸架設(shè)計(jì)的主要目的之一是確保汽車有良好的行駛平順性。由于個(gè)體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng)干差萬別，人們提出了各種各樣的平順性評(píng)價(jià)標(biāo)難。依據(jù)ISO2631《人體承受全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)指南》，對(duì)于簧載質(zhì)量大的車型取偏小的方向，（大致為1Hz或更低）。懸架n1/n2=所以n2=。在懸架的性能參數(shù)中，以前后懸架的側(cè)傾角剛度的分配以及側(cè)傾中心高度值對(duì)操縱穩(wěn)定性有較大的影響。在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，為了使車身的側(cè)傾角不超過規(guī)定值（按規(guī)定總體設(shè)計(jì)要求，當(dāng)側(cè)向慣性力不超過車重的1/4時(shí)，車身的側(cè)傾角不大于6度～7度）。所謂的側(cè)傾角剛度的側(cè)傾力矩。側(cè)傾角過大，有會(huì)減輕駕駛員的路感，防害他正確的掌握車速。從〈〈汽車?yán)碚摗怠抵兄瑸榱吮ＷC良好的操縱穩(wěn)定性，希望汽車有一些不足的轉(zhuǎn)向，而不希望有過多的轉(zhuǎn)向。則前后懸架的單個(gè)彈簧的側(cè)傾角剛度值為：n=/4*2)*ms/2=(*)*。、靜撓度選擇懸架的靜撓度fc是汽車滿載靜止時(shí)懸架的載荷Fw與此時(shí)的懸架的剛度之比，即fc=Fw/c。因現(xiàn)代汽車的質(zhì)量參數(shù)分配系數(shù)ε近視等于1，于是汽車前后軸上方車身兩點(diǎn)的振動(dòng)不存在聯(lián)系。因此，欲保證汽車的良好的行使平順性，必須正確的選擇懸架的靜撓度。理論分析證明：若汽車以較高的車速駛過單個(gè)路障，n1/n2＜1時(shí)的車身縱向角振動(dòng)要比n1/n2＞1時(shí)小，故取值為 fc1=g/(2πnl)2=(2π*)2=≈173mm fc2=g/(2πn2)2=(2π*)2=≈148mm轎車的靜撓度取值范圍如下：fc=100～300mm，所以我的選擇滿足條件。要求懸架有足夠大的撓度，以防止在壞路面上行使時(shí)經(jīng)常碰到緩沖塊。，前輪定位參數(shù)要有合理的變化特性，車輪不應(yīng)產(chǎn)生縱向加速度。176。并使車輪與車身的側(cè)傾同向，以增加不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)。，應(yīng)使車身側(cè)傾角小，并使車輪與車身側(cè)傾相反，以減小過多轉(zhuǎn)向的效應(yīng)。 圖51 麥弗遜式獨(dú)立懸架（1）適用彈簧：螺旋彈簧；（2）主要使用車型：轎車前輪；（3）車輪上下振動(dòng)時(shí)前輪定位的變化：1) 輪距、外傾角的變化比稍?。?) 拉桿布置可在某種程度上進(jìn)行調(diào)整?！饔玫綄?dǎo)向套上的力—前輪上的靜載荷減去前軸簧下質(zhì)量的—彈簧軸向力—彈簧和減振器的軸線相互偏移的距離圖52 麥弗遜式獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受力簡(jiǎn)圖分析如圖52所示麥弗遜式獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受力簡(jiǎn)圖可知，作用在導(dǎo)向套上的橫向力 可根據(jù)圖上的布置尺寸求得 橫向力越大，則作用在導(dǎo)向套和活塞上的摩擦力越大（為摩擦系數(shù)），這對(duì)汽車平順性有不良影響。由上式可知，為了減小，要求尺寸越大越好，或者減小尺寸。為此，在保持減振器軸線不變的條件下，常將圖中的點(diǎn)外伸至車輪內(nèi)部，既可以達(dá)到縮短尺寸的目的，又可以獲得較小的甚至是負(fù)的主銷偏移距，提高制動(dòng)穩(wěn)定性。由圖53可知，將彈簧和減振器的軸線相互偏移距離，再考慮到彈簧軸向力的影響，則作用到導(dǎo)向套上的力將減小，即 由上式可知，增加距離，有助于減小作用到導(dǎo)向套上的橫向力。這就是麥弗遜式獨(dú)立懸架中，主銷軸線、滑柱軸線和彈簧軸線不共線的主要原因。當(dāng)擺臂軸的抗前傾俯角等于靜平衡位置的主銷后傾角時(shí)，擺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)作平動(dòng)。當(dāng)抗前傾俯角與主銷后傾角的匹配使運(yùn)動(dòng)瞬心交于前輪后方時(shí)，在懸架壓縮行程，主銷后傾角有增大的趨勢(shì)。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有增加的趨勢(shì)。 側(cè)傾中心 麥弗遜式獨(dú)立懸架側(cè)傾中心的高度為 式中 54麥弗遜式懸架側(cè)傾中心其中=800mm , =0176。 =12176。= 。在麥弗遜式懸架中，減振器與彈性元件是串聯(lián)的安裝。液力減振器的工作原理是，當(dāng)車架和車橋作往復(fù)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而活塞在鋼筒內(nèi)作往復(fù)的運(yùn)動(dòng)時(shí)，減振器殼底內(nèi)的油液便反復(fù)的通過一些窄小的空隙流入另一內(nèi)腔。減振器的阻尼力的大小隨車架和車橋相對(duì)速度的增減而增減，并且與油液的黏度有關(guān)。減振器的阻尼力越大，振動(dòng)消除的越快，但卻使串聯(lián)的彈性元件的作用發(fā)揮的作用不能充分的發(fā)揮，同時(shí)，過大的阻尼力還可能導(dǎo)致減振器連接零件及車架的損壞。2) 在懸架的伸張行程內(nèi)，減振器的阻尼力應(yīng)該大，以要求迅速的減振。減振器按結(jié)構(gòu)形式的不同可分為：筒式減振器和搖臂式減振器?！?MP，但是由于工作性能穩(wěn)定而得到廣泛應(yīng)用。在壓縮和伸張行程都能起作用的減振器車稱為雙向作用減振器；僅在伸張行程起作用的叫單向作用減振器。通常情況下，將壓縮行程時(shí)的相對(duì)阻尼系數(shù)取得小些，伸張行程的相對(duì)阻尼系數(shù)取得大些。對(duì)于無內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，??；對(duì)于有內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，值取小些。因懸架系統(tǒng)固有頻率，所以理論上。例如，當(dāng)減振器如圖62安裝時(shí)，減振器阻尼系數(shù)為 所以 （單邊） （單邊） 圖61 減振器安裝位置 在下擺臂長度不變的條件下，改變減振器下橫臂的上固定點(diǎn)位置或者減振器軸線與鉛直線之間的夾角，會(huì)影響減振器阻尼系數(shù)的變化。在減振器安裝如圖72所示時(shí)， 式中 —車身振幅，取 —懸架系統(tǒng)的固有頻率為卸荷速度,一般為、均符合要求.如已知伸張時(shí)的阻尼系數(shù),在伸張行程的最大卸荷力 則 可根據(jù)最大卸荷力和缸內(nèi)最大壓力強(qiáng)度來近似的求工作缸的直徑 式中 [P]工作缸內(nèi)最大允許壓力,取 連桿直徑與缸筒直徑之比,雙筒式取 由《汽車筒式減振器尺寸系列及技術(shù)條件》可知:減振器的工作缸直徑 有等幾種。結(jié)果，在汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，產(chǎn)生很大的車身側(cè)傾角，影響了行使的穩(wěn)定性。在獨(dú)立懸架中，橫向穩(wěn)定桿還兼起導(dǎo)向桿的作用，為了緩沖隔振和降低噪聲，橫向穩(wěn)定桿與車輪及車架連接處有橡膠支撐。側(cè)傾角剛度的大小對(duì)車身的側(cè)傾角影響很大。側(cè)傾慣性力矩為：M1=*總簧載質(zhì)量*g*質(zhì)心到側(cè)傾中心的距離=*1530**= 。第8章 平順性分析汽車行使時(shí)，由路面不平以及發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系和車輪等旋轉(zhuǎn)部件激發(fā)汽車的振動(dòng)。汽車的平順性主要是保持汽車在行駛過程中產(chǎn)生的振動(dòng)和沖擊環(huán)境對(duì)乘員舒適性的影響在一定界限之內(nèi)。 建立建立具有代表性的二自由度汽車振動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，如圖所示根據(jù)力學(xué)定理，上圖所示系統(tǒng)的振動(dòng)微分方程： 解式（1）可得該系統(tǒng)振動(dòng)的兩個(gè)主頻率： 式中。一般地說，其中較小值的一階主頻，且接近由彈簧質(zhì)量和懸架剛度所決定的頻率，而較大值的二階主頻率，較接近主要由輪胎剛度和非簧載質(zhì)量所決定的頻率。令，則齊次方程為 式中的稱為系統(tǒng)固有頻率，而阻尼對(duì)運(yùn)動(dòng)的影響取決于和的比值變化ζ，ζ稱為阻尼比 ，屬于小阻尼，此時(shí)微分方程的通解為 雙質(zhì)量系統(tǒng)在，質(zhì)量比剛度比，阻尼比兩種情況下的幅頻特性曲線。車輪動(dòng)載 ，頻率響應(yīng)函數(shù) 將 代入上式，得： 式中 圖83的參數(shù)采用與圖82所示雙質(zhì)量系統(tǒng)同樣的參數(shù)。綜合考慮，取比較合適。彈簧動(dòng)撓度與限位行程應(yīng)適當(dāng)配合，否則會(huì)增加行駛中撞擊限位的概率，使平順性變壞。阻尼比對(duì)只在共振區(qū)起作用，而且當(dāng)時(shí)已不呈現(xiàn)峰值。圖85 懸架動(dòng)撓度的幅頻特性曲線圖通過分析，當(dāng)阻尼比時(shí)，本懸架系統(tǒng)的平順性特性較好，符合ISO026311：1997 （E）標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)簧載質(zhì)量一定時(shí)，減小可降低車體固有振動(dòng)頻率，但值過小會(huì)使車體振動(dòng)過程中的懸架動(dòng)行程增大，并使非簧載質(zhì)量的振動(dòng)位移也增大，甚至導(dǎo)致車輪離開地面，對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性產(chǎn)生不利后果。因此，理想的懸架彈性特性應(yīng)具有變剛度或非線性特性，即隨汽車載荷的變化，懸架剛度能自動(dòng)增大或減小，以減小懸架限位塊碰撞車身的機(jī)率，使車體免遭撞擊。減振器阻尼對(duì)車體固有頻率的影響不大，但卻能使車體振動(dòng)迅速衰減，改善車內(nèi)乘員的舒適感。(3)輪胎輪胎徑向剛度與輪胎結(jié)構(gòu)、尺寸和氣壓有關(guān)，若以與懸架剛度之比來表示，則可見，對(duì)于一定型號(hào)的輪胎，降低胎內(nèi)氣壓（即剛度減?。┛筛纳破巾樞?，但也將增加車輪的側(cè)向偏離，以惡化操縱穩(wěn)定性，應(yīng)予以注意。目前多數(shù)轎車采用獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)，優(yōu)點(diǎn)之一可在一定總質(zhì)量下減小非簧載質(zhì)量，改善平順性。第9章 總結(jié)本次設(shè)計(jì)為比亞迪F3轎車懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)。根據(jù)所設(shè)計(jì)的車型確定本次設(shè)計(jì)為前懸架為麥弗遜式獨(dú)立式懸架，這種懸架構(gòu)造簡(jiǎn)單，布置緊湊，前輪定位變化小，具有良好的行駛穩(wěn)定性。這樣的結(jié)構(gòu)選擇提高了汽車的平順性和舒適性。最后針對(duì)汽車的操縱穩(wěn)定性，編寫車輪橫向運(yùn)動(dòng)和車輪外傾角分析程序，總結(jié)了影響汽車操縱穩(wěn)定性因素。在大學(xué)的學(xué)習(xí)過程中，畢業(yè)設(shè)計(jì)是一個(gè)重要的環(huán)節(jié)， 是我們步入社會(huì)參與實(shí)際工作的一次極好的演示， 也是對(duì)我們自學(xué)能力和解決問 題能力的一次考驗(yàn)，是學(xué)校生活與社會(huì)生活間的過渡。在走出校園，邁向社會(huì)之即，把握今天，才能創(chuàng)造未來，老師的熏陶和教誨，使 我懂得了更多處世為人的道理，有了一定的創(chuàng)新精神和鉆研精神。 本次設(shè)計(jì)能夠順利完成, 首先我要感謝我的母?！|寧工業(yè)大學(xué), 是她為我們提供了學(xué)習(xí)知識(shí)的土壤,使我們?cè)谶@里茁壯成長；其次我要感謝汽車與交通學(xué)院的老師們,他們不僅教會(huì)我們專業(yè)方面的知識(shí),而且教會(huì)我們做人做事的道理；尤其要感謝在本次設(shè)計(jì)中給與我大力支持和幫助的張立軍老師,每有問題,老師總是耐心的解答,使我能夠充滿熱情和信心的投入到畢業(yè)設(shè)計(jì)中去。