汽車(chē)設(shè)計(jì)懸架系統(tǒng)方案

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1、word 格式文檔 目錄 第一章 懸架的結(jié)構(gòu)形式的選擇 第一節(jié) 懸架的構(gòu)成和類(lèi)型 第二節(jié) 獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)形式分析 第三節(jié) 前后懸架的選擇 第二章 懸架主要參數(shù)的選擇 第一節(jié) 懸架性能參數(shù)的選擇 第二節(jié) 懸架的自振頻率 第三節(jié) 側(cè)傾角剛度 第四節(jié) 懸架的靜動(dòng)撓度的選擇 第三章 彈性元件的設(shè)計(jì)分析及計(jì)算 第一節(jié) 前懸架彈簧 第二節(jié) 后懸架彈簧 第四章 獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析及計(jì)算 第一節(jié) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 第二節(jié) 麥弗遜獨(dú)立懸

2、架示意圖 第三節(jié) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受力分析 第四節(jié) 橫臂軸線布置方式 第五節(jié) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的布置參數(shù) 第五章 減震器的設(shè)計(jì)分析及計(jì)算 第一節(jié) 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 第一章 懸架的結(jié)構(gòu)形式的選擇 1.1 懸架的構(gòu)成和類(lèi)型 構(gòu)成 （1）彈性元件 具有傳遞垂直力和緩和沖擊的作用 。常見(jiàn)的彈性元件有 ： 鋼板彈簧 、螺旋彈簧、扭桿彈簧 、空氣彈簧 、油氣彈簧、橡膠彈簧等 。 （2）導(dǎo)向裝置 其作用是傳遞除彈性元件傳遞的

3、垂直力以外的各種力和力矩 。常見(jiàn)的導(dǎo)向裝置有：斜置單臂式 、單橫臂式 、雙橫臂式、雙縱臂式 、麥弗遜式等 。 （3）減震器 具有衰減振動(dòng)的作用 。 常見(jiàn)的減震器有 ：簡(jiǎn)式減震器 、充氣式減震器 、阻力可調(diào)式減震器等 。 （4）緩沖塊 其作用是減輕車(chē)軸對(duì)車(chē)架的直接沖撞 ，防止彈性元件產(chǎn)生過(guò)大的變形 。 （5）橫向穩(wěn)定器 其作用是減少轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)車(chē)身的側(cè)傾角和橫向角振動(dòng) 。 類(lèi)型 懸架可分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架 。 （1）非獨(dú)立懸架 非獨(dú)立懸架的特點(diǎn)是 ：左、右車(chē)輪用一根整體軸連

4、接 ，再經(jīng)過(guò)懸架與車(chē)架 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 連接。 優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造容易 、維修方便 、工作可靠。 缺點(diǎn)是：① 由于整車(chē)布置上的限制 ，鋼板彈簧不可能有足夠的長(zhǎng)度 （特別是前懸架），使之剛度較大 ，所以汽車(chē)平順性較差 。 ② 簧下質(zhì)量較大 。 ③ 在不平路面上行駛時(shí) ，左、右車(chē)輪相互影響 ，并使車(chē)軸和車(chē)身傾斜 。 ④ 當(dāng)兩側(cè)車(chē)輪不同步跳動(dòng) ，車(chē)輪會(huì)左 、右搖擺，使前輪容易產(chǎn)生擺振 。 ⑤ 前輪跳動(dòng)時(shí) ，懸架易與轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉 。 ⑥ 汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí) ，離

5、心力也會(huì)產(chǎn)生不利的軸轉(zhuǎn)向特性 。 ⑦ 車(chē)軸上方要求有與彈簧行程相適應(yīng)的空間 。 然而由于非獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 、易于維護(hù)以及可以使用多種類(lèi)型的彈性元件等優(yōu)點(diǎn)，非獨(dú)立懸架多用于載貨汽車(chē)和大客車(chē)的前 、后懸架。 （2）獨(dú)立懸架 獨(dú)立懸架的特點(diǎn)是 ：左、右車(chē)輪通過(guò)各自的懸架與車(chē)架連接 。 優(yōu)點(diǎn)是：①簧下質(zhì)量小 。 ② 懸架占用的空間小 ③ 彈性元件只承受垂直力 ，所以可以用剛度小的彈簧 ，使車(chē)身振動(dòng)頻率降低，改善了汽車(chē)行駛的平順性 。 ④ 由于采用了斷開(kāi)式車(chē)軸 ，所以能降低發(fā)動(dòng)機(jī)的位置高度 ，使整車(chē)的質(zhì)心高度下降 ，改善了

6、汽車(chē)行駛的穩(wěn)定性 。 ⑤ 左、右車(chē)輪各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)互不影響 ，可減少車(chē)身的傾斜和振動(dòng) ，同時(shí)在好的路面上能獲得良好的地面附著能力 。 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 缺點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高 、維修困難 然而由于獨(dú)立懸架具有以上優(yōu)點(diǎn) ，因此現(xiàn)代轎車(chē)多采用獨(dú)立懸架 。 1.2 獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)形式分析 獨(dú)立懸架又可以分為雙橫臂式 、單橫臂式 、雙縱臂式 、單縱臂式 、單斜臂式、麥弗遜式和扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式等 。 對(duì)于不同形式的獨(dú)立懸架 ，不僅結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同 ，而且許多基本特性也有較大區(qū)別。評(píng)價(jià)時(shí)常從以下幾個(gè)方面進(jìn)

7、行 ： ① 側(cè)傾中心高度 ②車(chē)輪定位參數(shù)的變化 ③ 懸架傾角剛度 ④ 橫向剛度 不同形式懸架的特點(diǎn) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)形式 雙橫臂式 單橫臂式 單縱臂式 單斜臂式 麥弗遜式 扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式 特性 居單橫臂和 側(cè)傾中心高度 比較低 比較高 比較低 比較高 比較高 單縱臂之間 車(chē)輪外傾 車(chē)輪外傾 車(chē)輪相對(duì)車(chē)身跳動(dòng)時(shí) 角與主銷(xiāo) 角與主銷(xiāo) 主銷(xiāo)內(nèi)傾 左右輪同時(shí)跳動(dòng) 有變化 變化小 車(chē)

8、輪定位參數(shù)變化 內(nèi)傾角均 內(nèi)傾角變 角變化大 時(shí)不變 有變化 化大 變化小， 變化大， 輪距 故輪胎磨 故輪胎磨 不變 變化不大 變化很小 不變 損速度慢 損速度快 較小，需 較大，可 較小，需 居單橫臂式 懸架側(cè)傾角剛度 較大，可不裝橫向穩(wěn)定器 要有橫向 不裝橫向 要用橫向 和單縱臂式 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 穩(wěn)定器 穩(wěn)定器 穩(wěn)定器 之間 橫向剛度 橫向剛度較

9、橫向剛度 橫向剛度大 橫向剛度大 小 小 占用較多 占用較少 占用的空間尺寸 幾乎不占用高度空間 占用的空間小 的空間 的空間 1.3 前后懸架的選擇 目前汽車(chē)的前后懸架采用的方案有 ：前輪和后輪均采用非獨(dú)立懸架 ；前輪采用獨(dú)立懸架 ，后輪采用非獨(dú)立懸架 ；前輪和后輪均采用獨(dú)立懸架 。 由于麥弗遜獨(dú)立懸架具有以下特性 ：車(chē)輪相對(duì)車(chē)身跳動(dòng)時(shí)車(chē)輪定位參數(shù)變化小 ；輪距變化很小 ；懸架側(cè)傾角剛度較大 ，可不裝橫向穩(wěn)定器 ；橫向剛度大 ；占用空間小。故此次設(shè)計(jì)前后輪均采用麥弗遜獨(dú)立懸架 。 第二章 懸架主要參數(shù)

10、的選擇 2.1 懸架性能參數(shù)的選擇 懸架設(shè)計(jì)可大致分為結(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 。由于懸架的參數(shù)影響到許多整車(chē)特性 ，并且涉及其他總成 的布置，因而一般要與總布置共同協(xié)商確定 。 2.2 懸架的自振頻率 懸架設(shè)計(jì)的主要目的之一是確保汽車(chē)有良好的行駛平順性 。汽車(chē)行駛時(shí)振動(dòng)越劇烈 ，則平順性越差 。由于個(gè)體對(duì)振動(dòng)的反應(yīng) 千差萬(wàn)別 ，人們提出了各種各樣的平順性評(píng)價(jià)指標(biāo) 。 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 n= K / M /2 =

11、 g / f /2 n------ 懸架的頻率 M----- 簧載質(zhì)量 K------ 懸架的剛度 懸架頻率 n 隨簧載質(zhì)量的變化而變化 ，人體最舒適的頻率范圍為 1.6Hz ， 如果要將汽車(chē)行駛過(guò)程中的頻率保持在 1~1.6Hz 內(nèi)。 依據(jù) ISO2631 《人體承受全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)指南 》，轎車(chē)的自振頻率范圍為 0.7~1.6Hz ，對(duì)于簧載質(zhì)量大的車(chē)型取偏小的方向 ，（大致為 1Hz 或更低）本設(shè)計(jì)選的范圍是 0.7~1.6Hz 。取 n1 =1.2Hz ； 懸架 n 1/n 2=0.9 所以 n 2

12、=1.3Hz 懸架的剛度 K a+b=1.25+1.35=2.6m 前：a/a+b=1.25/2.6=0.48 后：b/a+b=1.35/2.6=0.52 m 1=1650*0.52=856.7Kg m 2=1650*0.48=793.3Kg m s1=856.7 –50=801.7Kg m s2=793.3 –65=728.3Kg 依據(jù)懸架剛度公式可得 ： = （K / M ） ------- 懸架的角速度 K-------- 懸架的剛度 專(zhuān)業(yè)整理 word

13、格式文檔 m-------- 簧上質(zhì)量 即 K = 2m 2.3 側(cè)傾角剛度 隨著汽車(chē)車(chē)速的不斷提高 ，所設(shè)計(jì)的懸架不僅應(yīng)該保持良好的行駛穩(wěn)定性，還應(yīng)該保證良好的操作穩(wěn)定性 。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)操作穩(wěn)定有較大的影響 。所以選擇懸架 的主要參數(shù)時(shí)還要加以考慮 。 在汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí) ，為了使車(chē)身的側(cè)傾角不超過(guò)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(guò)車(chē)重的 1/4 時(shí)，車(chē)身的側(cè)傾角不大于 6 度~7 度）。懸架應(yīng) 該有足夠的側(cè)傾角剛度 。所謂

14、的側(cè)傾角剛度的側(cè)傾力矩 。側(cè)傾角剛度不足會(huì)使 汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)由于側(cè)傾角過(guò)大使乘客有不穩(wěn)定的感覺(jué) 。側(cè)傾角過(guò)大 ，會(huì)有減輕駕 駛員的路感 ，防害他正確的掌握車(chē)速 。所以，對(duì)側(cè)傾角剛度要選擇適當(dāng) 。 從《汽車(chē)?yán)碚?》中知，為了保證良好的操作穩(wěn)定性 ，希望汽車(chē)有一些不足的 轉(zhuǎn)向，而不希望有過(guò)多的轉(zhuǎn)向 。而懸架的側(cè)傾角剛度會(huì)影響到車(chē)輪的側(cè)傾角 ， 前后懸架的側(cè)傾角剛度值的不同匹配就會(huì)改變前后輪的側(cè)傾角的比值 ，從而改 變轉(zhuǎn)向特性 。則前后懸架的單個(gè)彈簧的側(cè)傾角剛度值為 ： n1= kf / ms1 /4 kf =(n 1*

15、2 )2 * m n2= kv / ms1 /4 kv =(n 2*2 )2 * m  s1 s1  2 *801.7/2=22765N/m 2 *728.3/2=24271N/m 2.4 懸架的靜動(dòng)撓度的選擇 懸架的靜撓度 f c 是汽車(chē)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 。 汽車(chē)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(chē)的行 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 駛平順性的主要參數(shù)之一

16、 。因現(xiàn)代汽車(chē)的質(zhì)量參數(shù)分配系數(shù) 近似等于 1，于是汽車(chē)前后軸上方車(chē)身兩點(diǎn)的振動(dòng)不存在聯(lián)系 。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/(2 n) 2 由上式可知道 ，懸架的靜撓度 fc 直接影響車(chē)身的偏振 n。因此，欲保證汽車(chē) 的良好的行駛平順性 ，必須正確的選擇懸架的靜撓度 。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 f c1

17、小些，這有 利于防止車(chē)身產(chǎn)生較大的縱向角擺動(dòng) 。理論分析證明 ：若汽車(chē)以較高的車(chē)速行 駛過(guò)單個(gè)路障 ，n1/n 2<1 時(shí)的車(chē)身縱向角振動(dòng)要比 n1/n 2 >1 時(shí)小 故取值為 fc1=g/(2 n 1)2 =9.8/(2 *1.2)2=172.57 173 fc2=g/(2 n 2)2 =9.8/(2 *1.3)2=147.88 148 轎車(chē)的靜撓度取值范圍如下 ：f c=100~300mm ，所以我的選擇滿足條件 。 懸架的動(dòng)撓度 f d 是指懸架從滿載靜止平衡位置開(kāi)始?jí)嚎s到結(jié)構(gòu)容許的最大 變形時(shí) ，車(chē)輪中心相對(duì)于車(chē)

18、架的垂直位移 。要求懸架有足夠大撓度 ，以防止在 壞路面上行駛時(shí)經(jīng)常碰到緩沖塊 。對(duì)于轎車(chē)懸架的動(dòng)撓度 fd 可按下列范圍選 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 ?。? f d= （0.5~0.7 ）fc 所以我的選取為 ： f d1 =0.6*173=104mm f d2 =0.6*149=89mm 動(dòng)撓度與靜撓度的總和為 ：fc1+ f d1 =173+104=277 fc2+ f d2 =149+89=238 第三章 彈性元件的設(shè)計(jì)計(jì)算

19、 3.1 前懸架彈簧 （1）彈簧中經(jīng) 、鋼絲直徑 、及結(jié)構(gòu)形式 定彈簧中經(jīng) Dm =90mm 鋼絲直徑 d=10mm 結(jié)構(gòu)形式 ：端部并緊 、不磨平、支撐圈為 1 圈 所選用的材料為硅錳彈簧鋼 ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 》得[ ]=1600Mpa G=80Gpa 則 [ ]=0.625[ ]=0.625*1600=1000Mpa （ 2）彈簧圈數(shù) 由前知 f c1=0.174m 單側(cè)螺旋彈簧所受軸向載荷 P 為 P=m cos =400.8 cos12 °9.8 =3925N

20、 其中 m---- 前懸架單側(cè)彈簧質(zhì)量 （400.8Kg ） ----- 前懸架減震器安裝角 （12°） 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 螺旋彈簧在 P 下的變形 f 為 f=f c/ cos =0.174/ cos12 ° 0.177 螺旋彈簧的剛度 C=P/f=3952/0.177 22557N/m 由 C=P/f=Gd 4 /8D m 3 i 得彈簧工作圈數(shù) i i= Gd 4 /8D m 3C=8 10 10 (10/1000) 4 /[8 (90/1000) 3 22557]

21、5.86 取 i=6 又彈簧總?cè)?shù) n 與有效圈數(shù) i 關(guān)系為 n=i+2 則彈簧總?cè)?shù) n=8 （3）彈簧完全并緊時(shí)的高度 彈簧總?cè)?shù) n 與有效圈數(shù) i 以及彈簧完全并緊時(shí)的高度 Hs 間的關(guān)系如下 ： Hs 1.01d(n-1)+2t=1.01 10 (8-1)+6 76.7 則 Hs+ f c+ f d =76.7+173.6+80=330mm 則取彈簧的總高度 H=300mm （ 4）應(yīng)力校核 所選螺旋彈簧的剪應(yīng)力為 ： =8PCK/ d2 又 C=D m /d=9

22、0/10=9 K= （4C-1 ）/ （4C-4 ）+0.615/C= （4 10-1 ） / （4 10-4 ） +0.615/10 1.16 則 =8PCK/ d2=8 3925 9 1.16/[3.14 (10/1000) 2 ] 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 879Mpa<[ ]=1000Mpa 式中 K--- 曲度系數(shù) C--- 彈簧指數(shù) 3.2 后懸架彈簧 （1）彈簧中經(jīng) 、鋼絲直徑 、及結(jié)構(gòu)形式 定彈簧中經(jīng) Dm =100mm 鋼絲直

23、徑 d=11mm 結(jié)構(gòu)形式 ：端部并緊 、不磨平、支撐圈為 1 圈 所選用的材料為硅錳彈簧鋼 ，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 》得[ ]=1600Mpa G=80Gpa 則 [ ]=0.625[ ]=0.625*1600=1000Mpa （ 2）彈簧圈數(shù) 由前知 f c2=0.147m 單側(cè)螺旋彈簧所受軸向載荷 P 為 P=m cos =364 cos5 °9.8 =3553N 其中 m---- 前懸架單側(cè)彈簧質(zhì)量 （364Kg ） ----- 前懸架減震器安裝角 （5°）螺旋彈簧在 P 下的變形 f

24、 為 f=f c/ cos =0.147/ cos5 ° 0.148 螺旋彈簧的剛度 C=P/f=3553/0.148 24006N/m 由 C=P/f=Gd 4 /8D m 3 i 得彈簧工作圈數(shù) i i= Gd 4 /8D m 3C=8 10 10 (10/1000) 4 /[8 (90/1000) 3 24006] 6.7 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 取 i=7 又彈簧總?cè)?shù) n 與有效圈數(shù) i 關(guān)系為 n=i+2 則彈簧總?cè)?shù) n=9 （3）彈簧完全并緊時(shí)的高

25、度 彈簧總?cè)?shù) n 與有效圈數(shù) i 以及彈簧完全并緊時(shí)的高度 Hs 間的關(guān)系如下 ： Hs 1.01d(n-1)+2t=1.01 11 (9-1)+6 94.88 則 Hs+ f c+ f d =94.88+1148+80=3323mm 則取彈簧的總高度 H=323mm （4）應(yīng)力校核 所選螺旋彈簧的剪應(yīng)力為 ： =8PCK/ d2 又 C=D m /d=100/11=9.09 K= （4C-1 ）/ （4C-4 ）+0.615/C= （4 10-1 ） / （4 10-4 ） +0.615/10

26、 1.16 則 =8PCK/ d2 =8 3553 10 1.16/[3.14 (11/1000) 2 ] 765Mpa<[ ]=1000Mpa 式中 K--- 曲度系數(shù) C--- 彈簧指數(shù) 第四章 懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 4.1 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 對(duì)前輪獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的要求是 ： 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 1. 懸架上的載荷變化時(shí) ，保證輪距變化不超過(guò)正負(fù) 4.0mm ，輪距變化會(huì)引 早 期磨損。 2. 載荷變化時(shí) ，前輪定位參

27、數(shù)要有合理的變化特性 ，車(chē)輪不應(yīng)產(chǎn)生縱向加速度。 3. 轉(zhuǎn)彎時(shí)，應(yīng)使車(chē)身側(cè)傾角小 。在 0.4g 側(cè)向加速度下側(cè)傾角不大于 6°~7 ° 并使車(chē)輪與車(chē)身的側(cè)傾同向 ，以增加不足轉(zhuǎn)向效應(yīng) 。 對(duì)后輪獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的要求是 ： 1. 懸架的載荷無(wú)變化時(shí) ，輪距無(wú)顯著變化 。 2. 汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí) ，應(yīng)使車(chē)身側(cè)傾角小 ，并使車(chē)輪與車(chē)身側(cè)傾相反 ，以減小過(guò)多轉(zhuǎn)向的效應(yīng) 。 此外，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)還應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度 ，并可靠傳遞除垂直力以外的各種力和力矩。 4.2 麥弗遜獨(dú)立懸架示意圖

28、 （ 1）適應(yīng)彈簧 ：螺旋彈簧 ； （ 2）主要使用車(chē)型 ：轎車(chē)前輪 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 （ 3）車(chē)輪上下振動(dòng)時(shí)前輪定位的變化 1）輪距、外傾角的變化比較小 2）拉桿布置可在某種程度上進(jìn)行調(diào)整側(cè)擺剛度 ：很高、不需穩(wěn)定器 （ 4）操作穩(wěn)定性 ： 1）橫向剛度高 2）在某種程度上可由調(diào)整外傾角的變化對(duì)操作穩(wěn)定性進(jìn)行調(diào)整 4.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受力分析

29、 F3------- 作用到導(dǎo)向套上的力 F1 ------- 前輪上的靜載荷 F1------- 減去前軸簧下質(zhì)量的 1/2 F6------- 彈簧軸向力 a------- 彈簧和減震器的軸線相互偏移的距離 分析麥弗遜獨(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 F3 可根 據(jù)圖上的布置尺寸求得 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 F3 =F1 ad/[(c+b)(d-c)]

30、 橫向力 F3 越大，則作用在導(dǎo)向套和活塞上的摩擦力 F3f 越大（f 為摩擦系數(shù) ），這對(duì)汽車(chē)平順性有不良影響 。為了減小摩擦力 ，在導(dǎo)向套和活塞表面應(yīng)用了減磨材料和特殊工藝 。由上式可知 ，為了減小 F3，要求尺寸 c+d 越大越好 ，或者 減小尺寸 a。增大 c+d 使懸架占用空間增大 ，在布置上有困難 ；若采用增加減震器軸線傾斜度的方法 ，可達(dá)到減小 a的目的 ，但也存在布置困難的問(wèn)題 。為此 ，在保持減震器軸線不變的條件下 ，常將圖中的 G 點(diǎn)外伸至車(chē)輪內(nèi)部 ，既可以達(dá)到縮短尺寸 a 的目的，又可以獲得較小的甚至是負(fù)的主銷(xiāo)偏移距離 ，提高制動(dòng)穩(wěn)定性 。移動(dòng) G 點(diǎn)

31、后的主銷(xiāo)軸線不在與減震器軸線重合 。 由圖可知 ，將彈簧和減震器的軸線相互偏移距離 s，再考慮到彈簧軸向力 F6 的影響，則作用到導(dǎo)向套上的力將減小 ，即 F3 = F 1 ad/[(c+b)(d-c)]-F 6s/(d-c) 由上式可知 ，增加距離 s，有助于減小作用到導(dǎo)向套上的橫向力 F3。 為了發(fā)揮彈簧減小橫向力 F3 的作用，有時(shí)還將彈簧下端布置靠近車(chē)輪 ，從

32、 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 而造成彈簧軸線及減震器軸線成一角度 。 這就是麥弗遜式獨(dú)立懸架中 ，主銷(xiāo)軸線、滑柱軸線和彈簧軸線不共線的主要原因 。 4.4 橫臂軸線布置方式 麥弗遜式獨(dú)立懸架的擺臂軸線與主銷(xiāo)后傾角的匹配影響到汽車(chē)的側(cè)傾穩(wěn)定 性。 當(dāng)擺臂軸線的抗前傾俯角等于靜平衡位置的主銷(xiāo)后傾角時(shí) ，擺臂軸線正好 與主銷(xiāo)軸線垂直 ，運(yùn)動(dòng)瞬心交于無(wú)窮遠(yuǎn)處 ，主銷(xiāo)軸線在懸架跳動(dòng)作平動(dòng) 。因此 ，主銷(xiāo)后傾角保持不變 。 當(dāng)抗前傾俯角與主銷(xiāo)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(xiāo)后傾

33、角有增大的趨勢(shì) 。 當(dāng)抗前傾俯角與主銷(xiāo)后傾角的匹配使運(yùn)動(dòng)瞬心交于前輪前方時(shí) ，在懸架壓縮行程 ，主銷(xiāo)后傾角有減小的趨勢(shì) 。 為了減少汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的縱傾 ，一般希望在懸架壓縮行程主銷(xiāo)后傾角有增加的趨勢(shì) 。 因此，在設(shè)計(jì)麥弗遜式獨(dú)立懸架時(shí) ，應(yīng)選擇參數(shù)當(dāng)抗前傾俯角與主銷(xiāo)后傾角的匹配使運(yùn)動(dòng)瞬心交于前輪后方 。 4.5 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的布置參數(shù) 4.51 側(cè)傾中心 麥弗遜式獨(dú)立懸架側(cè)傾中心的高度 h w 為 h w =b vp/2 （kcos +dtan +r 3 ） 式中 k= （c+o ）/sin （ + ） p=ksin +

34、d 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 其中 c=800mm ， =0 °， =10 °， =12 ° 則 k= （c+o ）/sin （ + ）= （0.8+o ）/sin （12+10 ）=2.14 p= ksin +d=2.14sin10+0.17=0.54mm hw =b vp/2 （kcos +dtan +r 3） =1.48 0.54/2 （ 2.14

35、 cos10+0.17 tan12+0.15 ） =0.22mm 第五章減震器的設(shè)計(jì)分析及計(jì)算 5.1 減震器的概述 為加速車(chē)架與車(chē)身的振動(dòng)的衰減 ，以改善汽車(chē)的行駛平順性 ，在大多數(shù)汽車(chē)的懸架系統(tǒng)內(nèi)部裝有減震器 。在麥弗遜式懸架中 ，減震器與彈性元件是串聯(lián)的安裝。 汽車(chē)懸架系統(tǒng)中廣泛的采用液力減震器 。液力減震器的工作原理是 ，當(dāng)車(chē) 架和車(chē)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) ，減震器殼底內(nèi)的 油液便反復(fù)的通過(guò)一些窄小的空隙流入另一內(nèi)腔 。 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

36、阻尼力 ，使車(chē)身和車(chē)架的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化成為熱能被油液和減震器殼所吸引 ，然后散到大氣中 。減震器的阻尼力的大小隨車(chē)架 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 和車(chē)橋相對(duì)速度的增加而增減 ，并且與油液的黏度有關(guān) 。要求油液的黏度受溫度的變化的影響盡可能的小 ，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 。 減震器的阻尼力越大 ，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(guò)大的阻尼力還可能導(dǎo)致減震器連接零件及車(chē)架的損壞 。 為解決彈性元件與減震器之間的這一矛盾 ，對(duì)減震器提出了如下的要求：

37、 1）在懸架的壓縮行程內(nèi) ，減震器的阻尼力應(yīng)該小 ，以充分利用彈性元件來(lái)緩和沖擊 。 2）在懸架的伸張行程內(nèi) ，減震器的阻尼力應(yīng)該大 ，以要求迅速的減振 。 3）當(dāng)車(chē)橋與車(chē)架的相對(duì)速度較大時(shí) ，減震器能自動(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(guò)大的沖擊載荷 。 5.2 減震器的分類(lèi) 減震器按結(jié)構(gòu)形式的不同可分為 ：筒式減震器和搖臂式減震器 。雖然搖臂式能夠在較大的工作壓力下 （ 10~20Mpa ）工作，但由于它的工作特性受活塞的磨損和工作溫度變化影響大 ，現(xiàn)在已經(jīng)被淘汰 。 筒式減震器的工作壓力僅為 2.5~5M

38、pa ，但是由于工作性能穩(wěn)定而得到廣泛應(yīng)用 。 減震器按作用方式不同 ，可分為單向作用減震器和雙向作用減震器 。在壓 縮和伸張行程都能起作用的減震器車(chē)稱(chēng)為雙向作用減震器 ，僅在伸張行程起作用的叫單向作用減震器 。該設(shè)計(jì)選用雙向筒式減震器 。 5.3 減震器參數(shù)選取 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 ，伸張行程的相對(duì) 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 阻尼系數(shù) S 取得大些 。兩者之間保持 Y=(0.25~0.50) S 的關(guān)系 。 設(shè)計(jì)時(shí)，先選取 Y 與 S 的平均值 。對(duì)于無(wú)內(nèi)

39、摩擦的彈性元件懸架 ，取 =0.25~0.35 ；對(duì)于有內(nèi)摩擦的彈性元件懸架 ， 值取小些 。 對(duì)于行駛路面條件比較差的汽車(chē) ， 值應(yīng)取大些 ，一般取 S >0.3; 為避免懸架碰撞車(chē)架 ，取 Y=0.5 S 對(duì)于本設(shè)計(jì)選用的懸架 ，取 前 ＝0.3 后＝0.3 5.4 減震器阻尼系數(shù) 減震器阻尼系數(shù) =2 CM。因懸架系統(tǒng)固有頻率 W= C / M ，所以理論上 =2 MW 。實(shí)際上應(yīng)根據(jù)減震器的布置特點(diǎn)確定減震器的阻尼系數(shù) 。例如， 當(dāng)減震器如圖安裝時(shí) ，減震器的阻尼系數(shù)為 = （2 MW ）/cos 2

40、 所以 前= （2 M 1W1 ）/cos 2 1 = （2 0.3 801 2 1.2 3.14）/cos 2 2° =3626.2 （單邊） 后= （2 M 2W 2）/cos 2 2 = （2 0.3 728 2 1.3 3.14）/cos 2 5° =3950 （單邊） 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔

41、 在下擺臂長(zhǎng)度不變的條件下 ，改變減震器下橫臂的上固定點(diǎn)位置或者減震器軸 線與鉛直線之間的夾角 ，會(huì)影響減震器的阻尼系數(shù)的變化 。 5.5 最大卸荷力 為減小傳到車(chē)身上的沖擊力 ，當(dāng)減震器活塞振動(dòng)速度達(dá)到一定值時(shí) ，減震 器打開(kāi)卸荷閥 ，此時(shí)的活塞速度稱(chēng)為卸荷速度 Vx。在減震器安裝如圖時(shí) ， Vx =Awcos 式中 A--- 車(chē)身振幅 ，取 40mm w--- 懸架系統(tǒng)的固有頻率 Vx 為卸荷速度 ，一般為 0.15~0.30m/s Vx 前

42、 = Awcos 1=0.04 2 3.14 1.2 cos2°=0.30m/s Vx 后 = Awcos 2=0.04 2 3.14 1.3 cos15 °=0.27m/s Vx 前、 Vx 后均符合要求 如已知伸張時(shí)的阻尼系數(shù) s，在伸張行程的最大卸荷力 F0 = s Vx 則 F0 前= s 前 Vx 前=3626 0.30=1088 F0 后= s 后 Vx 后 =3950 0.27=1067 專(zhuān)業(yè)整理 word 格式文檔 5.6 筒式減震器主要尺寸

43、 5.61 筒式減震器工作直徑 可根據(jù)最大卸荷力和缸內(nèi)最大壓力強(qiáng)度來(lái)近似的求工作缸的直徑 D= 式中 [p]------- 工作缸內(nèi)最大允許壓力 ，取 3~4Mpa -------- 連桿直徑與缸筒直徑之比 ，雙筒式取 =0.40~0.50 由 QC/T491-1999 《汽車(chē)筒式減震器尺寸系列及技術(shù)條件 》可知：減震器的工作缸直徑 D 有 20 、30、40、（ 45、）、 50、65mm 所以筒式減震器工作直徑 D 可?。? D 前= = =21mm 取 D 前=30mm D 后= = =20.9mm 取 D 后=30mm 5.62 油筒直徑 貯油筒直徑 Dc= （1.35~1.50 ）D，壁厚取 2mm ，材料可取 20 鋼 前貯油筒直徑 Dc 前 =1.50D =1.50 26=39 取 Dc 前=40mm 后貯油筒直徑 Dc 后 =1.35D =1.35 26=37 取 Dc 后=40mm 連桿直徑選擇 ：d 前 =10mm d 后 =10mm 專(zhuān)業(yè)整理