【正文】 的內(nèi)部氣體和外界有充分的熱交換，其內(nèi)部氣體的熱力學變化過程是等溫過程，取熱力學指數(shù) n=,空氣彈簧的動剛度是指高頻振動時的剛度 (f),由于彈簧的振動較快，假定空氣彈簧內(nèi)部氣體和外界沒有熱交換，其內(nèi)部氣體變化過程為絕熱過程，取 n=。 傳統(tǒng)的金屬彈簧懸架的固有頻率剛度一般是固定的，當空氣彈簧質(zhì)量變化時，根據(jù)公式wgk?21 ，則懸架系統(tǒng)的固有頻率也隨之發(fā)生變化，隨著彈簧質(zhì)量的增加，懸架系統(tǒng)的固有頻率 f下降，反之 f 上升，如果汽車的簧載質(zhì)量變化較大的話，這種影響就更加突出。 對于模式空氣彈簧 ，采用圓柱活塞，就可以利用簡化前面的空氣彈簧感度計算公式 今后在以下幾個方面應該是研究的重點： 空氣彈簧的匹配技術。 空氣彈簧設計和制造技術。當空氣彈簧壓縮，氣體壓力增加時，橡膠氣囊要發(fā)生膨脹變形，橡膠氣囊簾線層簾線角的設計決定了其膨脹變形的規(guī)律，而這種膨脹變形影響著空氣彈簧直徑和有效面積的變化規(guī)律，從而影響到空氣彈簧的彈性特性。 空氣懸架導向機構(gòu)的設計，由于空氣彈簧只能夠傳遞垂直載荷，在空氣選懸架系統(tǒng)當中必須設置導向桿系來傳遞縱向力和側(cè)向力，但空氣懸架系統(tǒng)中的導向桿系通?；匦纬蛇^約束，在車輪跳動過程當中在導向桿內(nèi)產(chǎn)生超靜定力，導向桿系的 設計必須使這種超靜定力 盡可能地小，導向桿系的設計還涉及到車輪定位參數(shù)的 變化，傳動軸角度的 變化，與轉(zhuǎn)向系干涉等問題，另外導向桿系的設計與汽車的縱傾中心，側(cè)傾中心也有密切關系。今后電子控制式空氣懸架將成為空氣懸架發(fā)展的必然趨勢。 指導教師簽名： 年 月 日 注： 1. 開題報告應根據(jù)教師下發(fā)的畢業(yè)設計（論文）任務書，在教師的指導下由學生獨立撰寫，在 學院規(guī)定時間內(nèi)完成 ； 2．設計的目的及意義至少 800 字，基本內(nèi)容和技術方案至少 400 字； 3．指導教師意見應從選題的理論 或?qū)嶋H價值出發(fā)，闡述學生利用的知識、原理、建立的模型正確與否、學生的論證充分否、學生能否完成課題，達到預期的目標。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 本人簽名： 日期： 目 錄 摘要 2 1 緒論 7 空氣懸架結(jié)構(gòu)簡介 10 空氣彈簧懸架與機械彈簧懸架比較 10 空氣彈簧的種類及布置問題 13 減振器 13 導向機構(gòu)的選擇及布置 ............................................................... 14 4 懸架主要參數(shù)的確定 16 懸架靜撓度 18 懸架彈性特性 20 空氣彈簧力學性能 22 6 懸架導向機構(gòu)的設計 24 橫向穩(wěn)定桿的選擇 26 懸架及整車的剛度 34 參 考 文 獻 35 致 謝 空氣懸架的現(xiàn)狀發(fā)展趨勢等等。 設計的客車懸架有良好的行使平順性、具有合適的衰減振動能力、保證客車具有良好的操縱穩(wěn)定性、有良好的隔聲能力并且結(jié)構(gòu)緊湊，占用空間尺寸要小等 由于把這些設計方法用于實際設計時，有必要驗證其設計結(jié)果的正確 性，因此，在本說明書中，把全空氣懸架的設計作為實例，對規(guī)范書中介紹的設計方法進行了說明。 空氣彈簧及減振器引用了標準，關于該部分的內(nèi)容，在文章末尾有注釋 。 Key words: air suspension； suspension； motor bus 3 1 緒論 懸架的概述 懸架是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間的一切傳力 連接裝置的總稱。 現(xiàn)代汽車的懸架盡管有各種不同的結(jié)構(gòu)形式，但是一般都由彈性元件、減振器和導向機構(gòu)三部分組成。沖擊力傳到車架和車身時，可能引起汽車機件的早期損壞，傳給乘員 和貨物時，將使乘員感到極不舒適，貨物也可能受到損傷。但彈性系統(tǒng)在受到?jīng)_擊后，將產(chǎn)生振動。故懸架還應當具有減振作用，使振動迅速衰減（振幅迅速減?。?。 以下對懸架重要的組成部分進行簡單的介紹。 (1)空氣彈簧 空氣彈簧是由橡膠囊所圍成的一個密閉容器，在其中貯入壓縮空氣，利用空氣的可壓縮性實現(xiàn)其彈簧的作用。反之，當載荷減小時，彈簧內(nèi)的氣壓下降，剛度減小，故空氣彈簧具有較理想的彈性特性。從而空氣彈簧的設計與研究也 越來越受到車輛設計人員的青睞。 (2)鋼板彈簧 由多片不等長和不等曲率的鋼板疊合而成。 (3)螺旋彈簧 只具備緩沖作用，多用于轎車獨立懸掛裝置。 (4)扭桿彈簧 將用彈簧桿做成的扭桿一端固定于車架，另一端通過擺臂與車輪相連，利用車輪跳動時扭桿的扭轉(zhuǎn) 4 變形起到緩沖作用，適合于獨立懸掛使用 。導向裝置主要有以下幾點作用：①在車架或車橋之間傳遞力矩。 (三 )減振裝置 減振裝置主要是用來消耗振動能量，衰減振動。 車輪相對于車架和車身跳動時，車輪（特別是轉(zhuǎn)向輪）的運動軌跡應符合一定的要求，否則對汽車某些行駛性能（特別是操縱穩(wěn)定性）有不利的影響。 由此可見，上述這三個組成部分分別起緩沖、減振和導向的作用，然而三者共同的任務則是傳力。 非獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是，左、右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過懸架和車價（或車身）連接；獨立懸架的結(jié)構(gòu)特點是，左、右車輪通過各自的懸架與車架（或車身）連接。其優(yōu)點是：質(zhì)量輕，減少了車身受到的沖擊，并提高了車輪的地面附著力；可用剛度小的較軟彈簧，改善汽車的舒適性；可以使發(fā)動機位置降低，汽車重心也得到降低，從而提高汽車的行駛穩(wěn)定性；左右車輪單獨跳動，互不相干，能減小車 身的傾斜和震動。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。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。因此，傳統(tǒng)的懸架在設計過程中不可避免的要進行乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性的折衷，盡管近年來傳統(tǒng)懸架在結(jié)構(gòu)上的不斷更新和完善，采用優(yōu)化設計方法進行設計，已使汽車 (特別是轎車 )的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性有很大提高，例如橫臂式獨立懸架、縱臂式獨立懸架、車輪沿主銷移動的懸架 (燭式和麥弗遜式 )等等的采用，但傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)仍然受到許多限 制，如最終設計的懸架參數(shù) (彈簧剛度、減振器阻尼系數(shù) )是不可調(diào)節(jié)的，致使傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)只能保證汽車在一種特定的道路和速度條件下達到性能最優(yōu)的折衷?？諝鈶壹芡怀龅膬?yōu)點是平順性好，維修少，壽命長，對承運的乘客和貨物的保護比鋼板彈簧懸架有著很大的提高，而對整車和路面的損壞程度也大大減少。 空氣彈簧基于空氣的可壓縮性，封閉在氣囊里的空氣是彈性元件，空氣彈簧通過不同氣囊的壓力來 6 平衡不同的載荷。 隨著我國高速公路的迅速發(fā)展，公路運輸量的增加，對汽車性能的要求也越來越高，空氣懸架憑著其自身的優(yōu)越性能在貨車上的應用必將越來越廣泛。因此，對空氣懸架的設計進行深 入的研究也顯得越來越重要。 7 2 空氣懸架結(jié)構(gòu) 空氣懸架結(jié)構(gòu)簡介 空氣懸架系統(tǒng)的 基本結(jié)構(gòu) 空氣彈簧懸架具有變剛度、剛度小、振動頻率低、車身高度不變等優(yōu)點。這種彈簧的剛度是可變的，因為作用在彈簧上的載荷增加時，容器內(nèi)的定量氣體氣壓升高，彈簧剛度增大。 (2)導向機構(gòu) 導向機構(gòu)是承受汽車的縱向力、力矩及橫向力。 (3)減振裝置 減振裝置主要是用來消耗振動能量，衰減振動。但如果阻尼過大又會使反應遲鈍并向車身傳遞過多的高頻振動和沖擊，所以減振器阻尼的匹配是否合理將影響懸架的性能。 (5)其它附屬裝置 空氣彈簧以壓縮空氣作為介質(zhì)，所以必須裝有壓氣機以產(chǎn)生壓縮空氣，另外為了進一步提高空氣彈簧的性能大部分空氣懸架還裝有輔助氣室。但 在功能好的同時也有其缺點：這種汽車懸架的結(jié)構(gòu)更為復雜，而且成本非常高。 空氣彈簧的類型 空氣彈簧的結(jié)構(gòu)可以設計成很多類型，根據(jù)壓縮空氣所用容器不同，可以將空氣彈簧分為囊式、膜式兩種形式。氣囊的內(nèi)層用氣密性好 8 的橡膠制成，而外層則用耐油橡膠制成。氣囊各段之間鑲嵌有金屬輪緣，用于承受氣體的內(nèi)壓張力。所以對于囊式空氣彈簧來說，適當?shù)倪x擇空氣彈簧的有效面積變化率和輔助氣室容積，可以有效地降低振動頻率。主要是由于氣囊的變形可由各個曲部平均分擔，因而曲段數(shù)越多，空氣彈簧的有效直徑變化率就會越小。在外筒的內(nèi)壁與內(nèi)筒的外壁上預先給出適當?shù)膬A斜或曲面，據(jù) 此橡皮膜伸縮時可沿該壁面發(fā)生變形，受壓面積隨變形而變化。膜式空氣彈簧在國內(nèi)外大客車上的應用日益廣泛。從而可以得到所需的彈性特性。這是提高空氣彈簧系統(tǒng)隔振效果的有效措施之一 ]4[ 。因此要有一定的強度，布置的方式要合理。如果導向機構(gòu)布置的不合理則會給空氣彈簧帶來很大的負擔，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。②是車橋或車輪按一定軌跡相對車身或車架跳動。 高度控制閥 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)。延時機構(gòu)由緩沖彈簧和油壓減振器組成。在使用不帶延時機構(gòu)的高度閥時，車輛在運行過程中高度閥的進、排氣閣不斷地關閉，空氣消耗量大，為此一般在空氣通道上設置一節(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。可以大大提高乘坐的舒適性。當車輛在平直路面上行駛時，高度閥的充氣閥門和排氣閥門均關閉，空氣彈簧氣囊內(nèi)即不充氣也不放氣，車架高度保持不變。 10 3. 空氣懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方案設計 空氣彈簧懸架與機械彈簧懸架比較 空氣彈簧懸架與機械彈簧 懸架性能的比較 空氣彈簧與機械彈簧懸架的目的是一樣的，都是為了 保護車輛不受振動和路面沖擊振動的影響 。而空氣彈簧 消除振動的性能 從而提高 車輛的行駛平順性 乘坐柔軟性和舒適性是機械彈簧懸架系統(tǒng)所無法比擬的 。 空氣彈簧的優(yōu)點 ：由于空氣彈簧可以設計得比較柔軟，因而空氣懸架可以得到較低的固有振動頻率，同時空氣彈簧的變剛度特性使 得這一頻率在較大的載荷變化范圍內(nèi)保持不變，從而提高了汽車的行駛平順性。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。 2. 空氣彈簧的剛性導向臂與車架支架用橡膠襯套相連接，在加速和剎車時，允許車橋有控制的運動，以減少橋殼應力，防止損壞。剎車時，車橋略向前和向下運動，保持輪胎貼近地面，縮短剎車距離 ‘ 剎車不跑偏，從而更安全。 ，沒有大的沖擊載荷。 膜式空氣彈簧的特點 可以把它看成是囊式空氣彈簧下蓋板變成一個活塞而形成的?？煽闯瞿な娇諝鈴椈稍谄湔９ぷ鞣秶鷥?nèi)，彈簧剛度變化要比囊式空氣彈簧小，因而就振動性能來說，膜式空氣彈簧要比囊式空氣彈簧優(yōu)越的多 。 囊式空氣彈簧和復合式空氣彈簧的特點： 囊式有可以分為圓形膜式和橢圓形膜式，還可以分為單節(jié)式，雙節(jié)式和三節(jié)式，節(jié)數(shù)越多，彈簧顯的越柔軟。 空氣彈簧的剛度與彈簧的有效面積的變化率 dF/dx 有關，所以對于有效面積變化率較大的囊式空氣彈簧來說，彈簧剛度較大，振動頻率較高。 空氣彈簧的選用及布置問題 由于大客車 軸載荷很大，所以我在這里選用囊式的空氣彈簧，由于囊式彈簧的剛度較大，最好解決這方面的問題 ，有一個辦法比較好，就是采用 2 個空氣彈簧，可以有效的減低空氣彈簧的剛度，并且，2 個空氣彈簧可以增加負荷，提高客車的性能。因此，采用輔助氣室能減小空氣彈簧的剛 11 度。但這種影響將隨容積的增加而減小。 所以可以選用囊式空氣彈簧。高度控制閥安裝在車身上，根據(jù)車輛載荷，調(diào)節(jié)氣囊氣壓以保持車身高度為一恒定指。隨著氣囊內(nèi)氣壓的上升，空氣彈簧高度增加，車身也 隨之上升，進