【正文】 g (33) 當(dāng)以每秒振動(dòng)次數(shù)表示時(shí)， 0n =cf300 Hz (34) 式中： cf — 靜撓度， cm。 從上述公式中可見，車身振動(dòng)的固有頻率 n0由簧載質(zhì)量 M、懸架剛度 c 或由懸架靜撓度 cf 決定。 從保持所運(yùn)貨物完整性的觀點(diǎn)出發(fā)，車身振動(dòng)加速度也不能過大，如果車身加速度達(dá)到 1g，則未經(jīng)固定的貨物可能離開車廂底板。 懸架的動(dòng)撓度 df 是指從滿載靜平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允許的最大變形 (通常指緩沖塊壓縮到其自由高度的 1／ 2 或 2／ 3)時(shí)，車輪中心相對(duì)車架 (或車身 )的垂直位移。 0n 值越低，車身加速度的均方根值越小。另外， 0n 值選得過低，懸架設(shè)計(jì)不選取一定措施，就會(huì)增大制動(dòng)“點(diǎn)頭“角和轉(zhuǎn) 彎側(cè)傾角，使空、滿載是車身高度的變化過大。 2 彈性特性 在懸架設(shè)計(jì)中，通常把力和變形的關(guān)系的關(guān)系曲線，即車輪受到的垂直外力與由此所引起的車輪中心相對(duì)于車身位移的關(guān)系曲線，稱為懸架的彈性特性曲線，曲線的斜率為懸架的剛度。其剛度 G 是常數(shù)。圖 32 為彈簧 特性曲線。 a—— 線性彈性彈性 b—— 非線性彈性特性 圖 32 彈性特性曲線 b、非線性彈性特性 非線性彈性特性的懸架，即懸架的剛度可隨載荷的改變而變化，也稱變剛度懸架。這時(shí) ，在曲線上任意點(diǎn) M，必須滿足 P／ MC =f= cf =常數(shù) (35) 式中 ： P— 特性曲線上任意點(diǎn) M 的載荷； 9 MC — 任意點(diǎn) M 的懸架剛度； f— 求剛度 MC 時(shí)的次切矩，也有人稱 f 為懸架的折算靜撓度； cf — 在靜載荷 cp 時(shí)，為汽車獲得較為良好平順性所要求的懸架靜撓度。然而，這種較為理想的彈性特性的懸架是難于實(shí)現(xiàn)的。 非線性的懸架撣性特性可以采用適當(dāng)?shù)膽壹芙Y(jié)構(gòu) (導(dǎo)向機(jī)構(gòu) )或彈性元件 (如加輔助彈簧、調(diào)節(jié)彈簧、空 氣彈簧等 )來實(shí)現(xiàn)。圖 33 是減振器阻尼對(duì)車身振動(dòng)衰減的曲線示圖 10 圖 33 減震器阻尼對(duì)振動(dòng)的衰減作用 a―振動(dòng)完全沒有衰減的曲線，車身按懸架的固有振動(dòng)頻率不斷振動(dòng)； b―有衰減的情況，車身振動(dòng)的振幅逐漸減小。 為了衰減車身由路面反饋來的自由振動(dòng)和抑制車身、車輪、車架等的共振 ，以減小車身的垂直振動(dòng)所引起的加速度和車輪垂直方向振動(dòng)的振幅 (減小車輪對(duì)地面壓力的變化，防止車輪過于跳離地面 )，懸架系統(tǒng)中應(yīng)具有適當(dāng)?shù)淖枘帷? 隨阻尼比 ? 增大，在低頻共振區(qū)幅頻特性 qZ/2,峰值下降， 車身加速度均方根值，提高平順性。 圖 34 ,aZ 、 dF 和 (Za bZ )與阻尼比的關(guān)系 11 圖中曲線走向表示，只是彈簧行程 (Za bZ )曲線是隨阻尼比單調(diào)變化，阻尼比愈大，所要求的彈簧行程愈小，相反，對(duì)于車身加速度和車輪動(dòng)載而言，可找到一個(gè)最佳阻尼比值。 由懸架支承的部件、總成等稱為簧載質(zhì)量 (或懸掛質(zhì)量 )，不是由懸架支承的部分稱為非簧載質(zhì)量 (或非懸掛質(zhì)量 )。因 此，在汽車設(shè)計(jì)中，為提高汽車行駛平順性，采用非簧載質(zhì)量較小的獨(dú)立是架更為有利。使其頻率接近 人體所習(xí)慣的步行時(shí)的身體上、下運(yùn)動(dòng)的頻率。由頻率公式得到減少非簧載質(zhì)量，進(jìn)而增大了簧載質(zhì)量，同樣有降低汽車固有頻率的效果，從而也有使頻率接近人體習(xí)慣的運(yùn)動(dòng)頻率。通過減震器來吸收路面?zhèn)鞯杰嚿系恼駝?dòng)能量，使汽車振動(dòng)得到衰減。影響操縱穩(wěn)定性的主要參數(shù)是車輪偏離角、前輪定位角、導(dǎo)向桿系與轉(zhuǎn)向桿系的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性。在離心力的作用下，使轉(zhuǎn)彎半徑變大的特性稱為不足轉(zhuǎn)向，反之，稱為過度轉(zhuǎn)向。該軸線通過車身在前、后軸處橫斷面 上的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心，這兩個(gè)瞬時(shí)中心稱為側(cè)傾中心。側(cè)傾中心位置高，它到車身質(zhì)心的距離縮12 短，可使側(cè)向力臂及側(cè)傾力矩小些，車身的側(cè)傾角也會(huì)減小。 懸架的側(cè)傾角剛度 懸架的側(cè)傾角剛度是指?jìng)?cè)傾時(shí) (車輪保持在地面上 )，單位車身轉(zhuǎn)角時(shí)，懸架系統(tǒng)給車身總的彈性恢復(fù)力偶矩。 (1) 懸架的線剛度 懸架的線剛度指的是車輪保持在地面上 ,車身作垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)，單位車身位移時(shí)，懸架系統(tǒng)給車身的總彈性恢復(fù)力。所以，懸架的線剛度就等于兩個(gè)彈簧線剛度之和。 若能求出車身作垂直位移Δ tS 時(shí)地面作用于輪胎的反作用力Δ ZF ，就可以求出懸架的13 線剛度。車身上一側(cè)受到的彈性恢復(fù)力，相當(dāng)于一個(gè)上端固定于車身，下端固定于輪胎接地點(diǎn)且垂直于地面，具有懸架線剛度的螺旋彈簧施加于車身的彈性力。 圖 36 等效彈簧 參照上圖 36，當(dāng)車廂發(fā)生小側(cè)傾角 d r? 時(shí)，等效彈簧的變 形量為 ? 2B d r? ,故車廂受到的彈性恢復(fù)力偶矩為 dT=d r? 懸架側(cè)傾角剛度為 ?K = 21 1k 2B (3 12 ) 式中 1k 一側(cè)懸架的線剛度； B— 為輪距。例如，單橫臂獨(dú)立 懸架的側(cè)傾角剛度為 ?K =21 sk 2)( nBm (313) 應(yīng)該指出，上面的計(jì)算只適用于小傾角，而且在分析中沒有考慮導(dǎo)向桿系 中鉸接點(diǎn)處彈性村套的影響。但曲線行駛時(shí)，由于側(cè)傾力矩的作用，作用在前、后軸左、右車輪上的垂直反力，將是靜止?fàn)顟B(tài)下的垂直反力及由側(cè)傾引起的垂直反力變動(dòng)量之和。有的汽車甚 至?xí)牟蛔戕D(zhuǎn)向變?yōu)檫^多轉(zhuǎn)向。如圖 37 所示： 圖 37 垂直載荷對(duì)輪胎側(cè)偏特性的影響 垂直載荷增大后，側(cè)偏剛度隨垂直載荷的增加而加大；但垂直載荷過大時(shí)，輪胎與地面接觸區(qū)的壓力變得極不均勻，使輪胎側(cè)偏剛度反而有所減小。內(nèi)側(cè)車輪減少Δ W，外側(cè)車輪增加Δ W，兩個(gè)車輪的側(cè)偏剛度隨之變?yōu)?1k 、 rk 。0k = 21 rkk? ，其中 39。02kFY (317) 圖 38 側(cè)偏剛度與垂直載荷的關(guān)系 由圖 38 可知，平均側(cè)偏剛度 39。顯然 0k 39。進(jìn)一步分析可知，左、右車輪垂直載荷差別越大，平均側(cè)偏剛度越小。 汽車前軸及后軸左、右車輪載荷變動(dòng)量決 定于：前、后懸架的側(cè)傾角剛度、懸掛質(zhì)量、非懸掛質(zhì)量、質(zhì)心位置以及前、后懸架側(cè)傾中心位置等一系列參數(shù)的數(shù)值。 K代表英文 Kinematics,即不考慮力和質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)，而只限懸架連桿有關(guān)的車輪運(yùn)動(dòng)。懸架系統(tǒng)Ｋ＆Ｃ試驗(yàn)就是在臺(tái)架上模擬道路 激勵(lì)導(dǎo)致垂直載荷 W 側(cè)偏剛度K rk 0k 39。近年來，隨著計(jì)算機(jī)仿真 技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)可 以運(yùn)用軟件對(duì)懸架系統(tǒng)Ｋ＆Ｃ 架必須研究其Ｋ＆Ｃ特性。 國(guó)內(nèi)關(guān)于懸架的研究非常多，從被動(dòng)懸架到主動(dòng)懸架，從仿真計(jì)算到數(shù)值模擬，從麥弗遜懸架到多連桿懸架，無所不有無所不包，但都沒有回答一個(gè)問題，那就是怎樣評(píng)價(jià)懸架。 懸架受到的垂直外力 F與由此所引起的車輪中心相對(duì)于車身位移 f(即懸架的變形 )的關(guān)系曲線稱為懸架的彈性特性。 懸架的彈性特性有線性彈性特性和非線性彈性特性兩種。當(dāng)懸架變形 f與所受垂直外力 F之間不呈固定比例變化時(shí)，彈性特性如圖 39所示。 轎車簧上質(zhì)量在使用中雖然變化不大，但為了減少車軸對(duì)車架的撞擊，減少轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的側(cè)傾與制動(dòng)時(shí)的前俯角和加速時(shí)的后仰角，也應(yīng)當(dāng)采用剛度可變的非線性懸架。 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，是影響汽車行駛平順性的主要參數(shù)之一。因此，汽車前、后部分的車身的固有頻率 n1 和 n2(亦稱偏頻 )可用下式表示 ?2111 m ? ?2222 m ? （ 41） 式中， c c2 為前、后懸架的剛度 (N／ cm)； m m2 為前、后懸架的簧上質(zhì)量 (kg)。因此， 欲保證汽車有良好的行駛平順性，必須正確選取懸架的靜撓度。理論分析證明：若汽車以較高車速駛過單個(gè)路障， 21nn 1時(shí)的車身縱向角振動(dòng)要比 n1/n21時(shí)小，故 推薦取 2cf =(0． 8～ 0． 9) 1cf 。為了18 改善微型轎車后排乘客的乘坐舒適性，有時(shí)取后懸架的偏頻低于前懸架的偏頻。以運(yùn)送人為主的轎車對(duì)平順性的要求最高，大客車次之，載貨車更次之。原則上轎車的級(jí)別越高，懸架的偏頻越小。貨車滿載時(shí)，前懸架偏頻要求在 ～ ，而后懸架則要求在 ～ 。 現(xiàn)取 n=，于是可以得出，后懸架靜撓度 147 .93m m5 2 ????????nfc df 懸架的動(dòng)撓度 df 是指從滿載靜平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允許的最大變形 (通常指緩沖塊壓縮到其自由高度的 1／ 2或 2／ 3)時(shí)，車輪中心相對(duì)車架 (或車身 )的垂直位移。對(duì)轎車， df 取 7— 9cm；對(duì)大客車 , df 取 5～ 8cm；對(duì)貨車， df 取 6～ 9cm。 而 1 6 0 m m0 m m7 3 .9 7 2 2 1 .91 4 7 .9 3 ???? dc ff 符合要求 已知：已知整車裝備質(zhì)量： m =1109kg， 取簧上質(zhì)量為 1270kg； 軸荷分配：前軸軸荷765Kg，后軸軸荷 719Kg。 kgm 3602 %4815002 ??? 懸架滿載剛度： cWc fFfFC ?? 滿載s = mmN / 15c ???? （ 減震器安裝角度 15176。 車輪外傾角是車輪平面與車輛坐標(biāo)軸的垂直軸 Z軸的交角，當(dāng)車輪的上部向外傾斜時(shí)車輪外傾角為正。 前束角是車輛的縱向軸與車輪平面在車輛 XOY 面上投影線的夾角，用弧度表示。 主銷后傾角示意圖如圖 所示。 20 圖 車輪外傾角 圖 前束角 圖 主銷后傾角