【正文】 橫向穩(wěn)定桿的選擇 為了降低汽車的固有振動(dòng)頻率以改善行駛平順性，現(xiàn)在轎車懸架的垂直剛度值較小，從而使汽車的側(cè)傾角剛度值也較小，結(jié)果是汽車轉(zhuǎn)彎側(cè)傾嚴(yán)重，影響了汽車的行駛穩(wěn)定性。橫向穩(wěn)定桿帶來(lái)的好處除了可以增加懸架的側(cè)傾角剛度，從而減小汽車轉(zhuǎn)向時(shí)車身的側(cè)傾角外，適當(dāng)?shù)剡x擇前、后懸架的側(cè)傾角剛度比值，也有助于使汽車獲得所需的不足轉(zhuǎn)向特性。若只在后懸架中安裝，則會(huì)使汽車趨于過(guò)多轉(zhuǎn)向。 在有些懸架中，橫向穩(wěn)定桿還兼起部分導(dǎo)向桿系的作用，其余情況下則設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)注意避免與懸架的導(dǎo)向桿系發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉。 本次設(shè)計(jì) 選取 DND1250CWB459P的前 后 橫向穩(wěn)定桿 的形狀如下圖所示 圖 5— 2 橫向穩(wěn)定桿的外形 圖 側(cè)頃力臂的計(jì)算方法 現(xiàn)在來(lái)討論一下側(cè)頃力臂的計(jì)算方法， 雙縱臂式非獨(dú)立前懸架布置方式如圖 5— 3所示 圖 5— 3 縱臂式非獨(dú)立懸架布置形式 在這種懸架中，縱向推力桿只傳遞輪胎到車身的縱向力。 Y的作用點(diǎn) 0在通過(guò)車軸的橫向垂直平面上的投影 0m即側(cè)頃力矩中心。 整車側(cè)傾力臂 h的計(jì)算為： sg hSh ?? （ 51） 式中 gS 懸掛質(zhì)量重心高度 ； sh 整車側(cè)傾力矩中心高度 。 將上述參數(shù)代入公式可得 gS =1940mm。 將參數(shù)代入上面（ 54）的公式，可得 a=2990mm。 最后得出 整車側(cè)傾力臂 sg hSh ?? =1940665=1275mm。根據(jù)材料力學(xué)原理可求出穩(wěn)定桿的角剛度。 %75)](4)(2[232223312 ?????????cblbaLalLIECs （ 55） 式中： E為材料的彈性模量， E= MPa； I為穩(wěn)定桿的截面慣性矩的慣性距，644dI ?? ； 根據(jù) 選取 DND1250CWB459P的前橫向穩(wěn)定桿直徑 d=60mm，其余參數(shù)如下圖 54所示 圖 5— 4 橫向穩(wěn)定桿計(jì)算用簡(jiǎn)圖 將參數(shù)代入公式（ 55）， 可得前橫向穩(wěn)定桿角剛度為 radmN / 5 ?? ，后橫向穩(wěn)定桿角剛度為 radmN / 5 ?? 。 將參數(shù)代入公式 （ 56），可得 ?C = radmN / 5 ?? 23 懸架的側(cè)傾角校核 懸架側(cè)傾角剛度系數(shù)指簧上質(zhì)量產(chǎn)生單位側(cè)傾角時(shí)，懸架給車身的彈性恢復(fù)力矩。側(cè)傾角過(guò)大或過(guò)小都不好。側(cè)傾角剛度過(guò)大而側(cè)傾角過(guò)小的汽車又缺乏汽車發(fā)現(xiàn)側(cè)翻的感覺(jué)，同時(shí)使輪胎側(cè)偏角增大。 對(duì)整車側(cè)傾角進(jìn)行簡(jiǎn)單校核，在側(cè)傾角極小時(shí)，根據(jù)繞側(cè)軸的力矩平和條件推出側(cè)傾角為 )( )( hSGC hSG gu gu ?? ?? ?? μ （ 57） 式中：μ為向心加速度， 在此選取 ； gS 為簧載質(zhì)量質(zhì)心高度； uG 為簧載質(zhì)量； h為簧載質(zhì)量側(cè)傾力 臂； ?G 為整車側(cè)傾角剛度。 。 車身側(cè)傾角在 2～ 5。 24 6 減振器機(jī)構(gòu)類型及主要參數(shù)的選擇計(jì)算 分類 懸架中用得最多的減振器是內(nèi)部充有液體的液力式減振器。如果能量的耗散僅僅是在壓縮行程或者是在伸張行程進(jìn)行，則把這種減振器稱之為單向作用式減振器，反之稱之為雙向作用式減振器。 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，減振器分為搖臂式和筒式兩種。筒式減振器工作壓力雖然僅為 ～ 5MPa，但是因?yàn)楣ぷ餍阅芊€(wěn)定而在現(xiàn)代汽車上得到廣泛應(yīng)用。雙筒充氣液力減振器具有工作性能穩(wěn)定、干摩擦阻力小、噪聲低、總長(zhǎng)度短等優(yōu)點(diǎn)，在轎車上得到越來(lái)越多的應(yīng)用。 現(xiàn) 代 汽車 大多都是采用筒式減振器，當(dāng)車架與車軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的油液與孔壁間的摩擦形成了對(duì)車身振動(dòng)的阻力，這種阻力工程上稱為阻尼力。人們?yōu)榱烁玫貙?shí)現(xiàn) 轎車的行駛平穩(wěn)性和安全性，將阻尼系數(shù)不固定在某一數(shù)值上，而是隨 汽 車運(yùn)行的狀態(tài)而變化，使懸掛性能總是處在最優(yōu)的狀態(tài)附近。 (1) 在壓縮行程（車橋和車架相互靠近），減振器阻尼力較小，以便充分發(fā)揮彈性元件的彈性作用，緩和沖擊。 (2) 在懸架伸張行程中（車橋和車架相互遠(yuǎn)離），減振器阻尼力應(yīng)大，迅速減振。 雙向作用筒式減振器工作原理說(shuō)明?；钊虑皇业娜莘e減少，油壓升高，油液流經(jīng)流通閥流到活塞上面的腔室（上腔）。這些閥對(duì)油的節(jié)約形成懸架受壓縮運(yùn)動(dòng)的阻尼力。這時(shí)減振器的活塞向上移動(dòng)。由于活塞桿的存在，自上腔流來(lái)的油液不足以充滿下腔增加的容積，主使下腔產(chǎn)生一真空度，這時(shí)儲(chǔ)油缸中的油液推開補(bǔ)償閥流進(jìn)下腔進(jìn)行補(bǔ)充。 由于伸張閥彈簧的剛度和預(yù)緊力設(shè)計(jì)的大于壓縮閥，在同樣壓力作用下，伸張閥及相應(yīng)的常通縫隙的通道載面積總和小于壓縮閥及相應(yīng)常通縫隙通道截面積總 和。 本次設(shè)計(jì)選取雙筒式液力減振器。 圖 6— 2b 示出減振器的阻力－速度特性圖。在沒(méi)有特別指明時(shí)，減振器的阻尼系數(shù)是指卸荷閥開啟前的阻尼系數(shù)而言。 26 圖 6— 2 減振器的特性 a）阻力一位移特性 b)阻力一速度特性 汽車懸架有阻尼以后，簧上質(zhì)量的振動(dòng)是周期衰減振動(dòng)，用相對(duì)阻尼系數(shù) ? 的大小來(lái)評(píng)定振動(dòng)衰減的快慢程度。 式 (6－ 2)表明，相對(duì)阻尼系數(shù) ? 的物理意義是：減振器的阻尼作用在與不同剛度 c和不同簧上質(zhì)量 sm 的懸架系統(tǒng)匹配時(shí)，會(huì)產(chǎn)生不同的阻尼效果。通常情況下，將壓縮行程時(shí)的相對(duì)阻尼系數(shù) Y? 取得小些，伸張行程時(shí)的相對(duì)阻尼系數(shù) S? 取得大些。 設(shè)計(jì)時(shí)，先選取 Y? 與 S? 的平均值 ? 。對(duì)于行駛路面條件較差的汽車， ?值應(yīng)取大些，一般取 S? ＞ ；為避免懸架碰撞車架，取 Y? ＝ S? 。 因懸架系統(tǒng)固有振動(dòng)頻率 smc/?? ，所以理論上??? sm2? 。例如，當(dāng)減振器 27 如圖 6－ 3a 安裝時(shí)，減振器阻尼系數(shù) ? 用下式計(jì)算 圖 6— 3 減振器安裝位置 222 a nms??? ? (6－ 3) 式 中， n 為雙橫臂懸架的下臂長(zhǎng)； a 為減振器在下橫 臂上的連接點(diǎn)到下橫臂在車身上的鉸接之間的距離。 減振器如圖 6－ 3c 所示安裝時(shí)，減振器的阻尼系數(shù) ? 用下式計(jì)算 ????2cos2 sm? (6－ 5) 分析式 (6－ 3)～式 (6－ 4)可知：在下橫臂長(zhǎng)度 n不變的條件下，改變減振器在下橫上的固定點(diǎn)位置或者減振器軸線與鉛垂線之間的夾角。 0F 為減小傳到車身上的沖擊力，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。在減振器安裝如圖 6－ 3b 所示時(shí) naAv x /co s?? ?? (6－ 6) 式中， xv 為卸載速度，一般為 ～ ； A為車身振幅，取177。 如已知伸張行程時(shí)的阻尼系數(shù) S? ，載伸張行程的最大卸荷力 xSvF ??0 。 減振器的工作 缸直徑 D有 （ 45）、 50、 65mm 等幾種。 貯油筒直徑 cD ＝（ ～ ） D，壁厚取為 2mm，材料可選 20 號(hào)鋼。 所以前 懸架阻 尼 力為?21 c os/mm FF ? = 懸架壓縮時(shí)，壓縮阻力???12 11 mD FF，復(fù)原阻力????1 11 mZ FF （ ? 為復(fù)原與壓縮力之比，其范圍在 10~20 之間，這里取 10?? ），代入得 1DF = , 1ZF = 根據(jù)壓縮阻力和復(fù)原阻力選取減振器型號(hào)為 481700131397 號(hào)的減振器。 由壓縮阻力、復(fù)原阻力和減振器行程可同樣選擇 481700131397號(hào)的減振器。其最大的優(yōu)點(diǎn) 是：不僅可以提高乘員的乘坐舒適性，而且可以對(duì)道路起到保護(hù)作用。 發(fā)達(dá)國(guó)家空氣懸架系統(tǒng)的應(yīng)用情況：因?yàn)榘l(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)道路的保護(hù)越來(lái)越嚴(yán)格，用戶對(duì)減少汽車不良振動(dòng)的要求非常強(qiáng)烈，乘客對(duì)乘坐舒適性的要求很高，所以，車用空氣懸架系統(tǒng)在發(fā)達(dá)國(guó)家得到了快速的發(fā)展。 中國(guó)在這些方面遠(yuǎn)不及發(fā)達(dá)國(guó)家：中國(guó)汽車超載現(xiàn)象十分嚴(yán)重。 2）技術(shù)創(chuàng)新 目前中國(guó)市場(chǎng)上的車用空氣懸架系統(tǒng)有三 大類： 第一類是隨著引進(jìn)車型整體進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)上的空氣懸架系統(tǒng)。這一類在中國(guó)車用空氣懸架系統(tǒng)市場(chǎng)上占有主導(dǎo)地位。這一類車用空氣懸架系統(tǒng)供貨周期一般在三個(gè)月以上，難以適應(yīng)中國(guó)人在一個(gè)月以內(nèi)供貨的習(xí)慣，而且運(yùn)輸成本高。中國(guó)有的企業(yè)在自己生產(chǎn)的汽車上用了進(jìn)口空氣懸架系 統(tǒng)，卻陷入了非常尷尬的境地。北京精德精汽車底盤系統(tǒng)有限公司是這方面的典范。業(yè)界的人們常常把空氣懸架系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)一起并稱為汽車上價(jià)格最高的零部件。因此，中國(guó)用 戶在購(gòu)買汽車時(shí)普遍熱衷于裝配鋼板彈簧系統(tǒng)的汽車，對(duì)裝配空氣懸架系統(tǒng)的汽車不感興趣。 中國(guó)高速公路的高速發(fā)展，必然會(huì)促進(jìn)中國(guó)車用空氣懸架系統(tǒng)的發(fā)展。產(chǎn)學(xué)研結(jié)合有中國(guó)特色。現(xiàn)在，有一個(gè)很好的形勢(shì)，那就是全國(guó)上下都在高 舉自主開發(fā)、自主發(fā)展的旗幟。只要我們堅(jiān)持這面旗幟， 就能夠克服所有困難。 文章從空氣懸架的結(jié)構(gòu)入手，著重研究了空氣彈簧的結(jié)構(gòu)形式和懸架機(jī)構(gòu)，對(duì)空氣懸架的核心部件 —— 空氣彈簧進(jìn)行了力 學(xué) 性能 的分析。 32 參考文獻(xiàn) [1] 王望予 . 汽車設(shè)計(jì) [M].北京 .機(jī)械工業(yè)出版社 ,2020 [2] 姜鵬 . 汽車懸架系統(tǒng)的仿真分析與參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì) [D].浙江大學(xué) , 2020 [3] 楊啟梁 . 重型貨車非線性懸架結(jié)構(gòu)參數(shù) 動(dòng)力學(xué)優(yōu)化 [J].農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào) ,2020,(06) [4] 韓燕 . 重型載貨汽車懸架系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究開發(fā) [D].中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) ,2020,(11) [5] 范迪彬 ,陸友林 . 汽車懸掛參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì) [J].安徽工學(xué)院學(xué)報(bào) , 1988,(01) [6] 王敬芝 . 重型載貨汽車空氣懸架系統(tǒng)多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究開發(fā) [D].中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) ,2020,(11) [7] 劉丹 . 重型載貨汽車車架的有限元分析及優(yōu)化 [D].中國(guó)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) ,2020,(11) [8] 張建文 ,莊德軍 ,林逸 ,王望予 ,劉宏 偉 . 汽車用空氣彈簧懸架系統(tǒng)綜述 [J].公路交通科技 ,2020,(06) [9] 喻凡 ,黃宏成 ,管西強(qiáng) . 汽車空氣懸架的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) [J].汽車技術(shù) ,2020,(08) [10] 翟維麗 ,楊兆升 ,張廣世 . 汽 車 空氣懸架高度控制閥動(dòng)力學(xué)模型的研究 [J].汽車技術(shù) ,2020,(05) [11] 楊啟梁 . 重型貨車非線性懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)動(dòng)力學(xué)優(yōu)化 [J].農(nóng)業(yè)機(jī)械 學(xué) 報(bào) ,2020,(06) [12] 陳兵 .車輛智能懸架系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)研究 [J]. 起重運(yùn)輸機(jī)械 ,2020(6) [13] 林弋輝 .車輛半主動(dòng)懸架的控制策略及仿真 [J] 四川工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) .2020 [14] 于 翔 .汽車懸架參數(shù)的多級(jí)優(yōu)化 [J]. 汽車技術(shù) ,1994,7:1012. 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