汽車底盤設計系列講座之ppt課件

1、 安徽工程大學：時培成 2021年11月汽車底盤設計系列講座之一懸架從底盤的角度論述汽車懸架 .汽車底盤設計系列講座之一懸架從底盤的角度論述汽車懸架 1 稱號由來懸架或懸掛的歷史 為處理“路上覺得非常顛簸的問題。皮帶彈簧當動力汽車面世時，人們陸續(xù)開發(fā)出其他更高效的彈簧系統(tǒng)，使乘客享有更平穩(wěn)的行駛覺得。.倒掛.倒掛.2 懸架的組成懸架普通由彈性元件、減振安裝和導向機構橫向穩(wěn)定桿、擺臂、縱向推力桿等三部分組成。1-彈性元件2-減振器3、4、5、7導向機構.3 懸架的作用懸架的作用：吸收和緩和行駛中因路面不平引起的車輪跳動而傳給車架的沖擊和振動。同時會把路面作用于車輪上的各種力及其產生的力矩傳送到車

2、架(或承載式車身)上。傳送率：20%以內。懸架決議著汽車的穩(wěn)定性、溫馨性和平安性,是現(xiàn)代汽車非常重要的部件之一。 .4 懸架的分類根據(jù)汽車兩側車輪運動能否相互關聯(lián)，汽車懸架分為非獨立懸架和獨立懸架兩大類。非獨立懸架：汽車的平穩(wěn)性和溫馨性較差，但由于構造較簡單，承載力大，目前仍有部分轎車的后懸架采用這種型式，但在載重汽車上被廣泛運用。非獨立懸架. 獨立懸架：構造復雜，但車身的平穩(wěn)性和高速行駛的穩(wěn)定性較好，因此在轎車和小客車上得到普遍采用，并已成為一種開展趨勢。 獨立懸架.5 非獨立懸架按所采用的彈性元件不同，非獨立懸架分為鋼板彈簧式、螺旋彈簧式、空氣彈簧式高度自動調理、油氣彈簧式具有變剛度特性。

3、5.1 鋼板彈簧非獨立懸架這種懸架廣泛用于貨車的前、后懸架中。.5.2 螺旋彈簧非獨立懸架螺旋彈簧非獨立懸架普通只用做轎車的后懸架。1-螺旋彈簧.瑞風商務車后懸架螺旋彈簧.5.3 空氣彈簧非獨立懸架1.壓氣機；2.7. 空氣濾清器；3. 車身高度控制閥；4. 控制桿； 5. 空氣彈簧；6. 儲氣罐；8. 貯氣筒；9. 壓力調理器；10. 油水分別器空氣彈簧車身高度控制閥.目前高級大客車幾乎全部運用空氣懸架；空氣懸架在輕型汽車上的運用量也在迅速上升；部分轎車也逐漸安裝運用空氣懸架，如美國的林肯、德國的Benz300SE和Benz600等；在一些特種車輛如對防震要求較高的儀表車、救護車、特種軍用車

4、及要求高度可調理的集裝箱運輸車等上，空氣懸架幾乎為獨一選擇。.5.4 油氣彈簧非獨立懸架油氣彈簧.廣泛運用于大型工礦用自卸車上。油氣彈簧懸架具有變剛度特性，可保證汽車具有良好的行使平順性，特別是工地和礦山用車，其道路條件非常惡劣。采用油氣彈簧懸架后，可顯著地緩和沖擊，減少顛簸，改善駕駛員的勞動條件和提高平均車速。.6 獨立懸架優(yōu)點：1兩側車輪可單獨運動，互不影響；2采用了斷開式車橋；3減少非簧載質量。以上優(yōu)點使獨立懸架廣泛地被采用在現(xiàn)代汽車上，特別是轎車前懸架普遍地采用了獨立懸架。.6.1 橫臂式獨立懸架分為雙橫臂 (a) 和單橫臂(b)式兩種。 a b 雙橫臂式獨立懸架單橫臂式獨立懸架.6.

5、1.1單橫臂式：當懸架變形時，車輪平面產生傾斜而改動兩側車輪與路面的接觸點間隔輪距，致使產生側向滑移，破壞輪胎和地面的附著。當用于轉向輪時，會使主銷內傾角和車輪外傾角發(fā)生較大變化，影響操穩(wěn)性，現(xiàn)采用不多。.6.1.2雙橫臂式：兩擺臂長度可以相等，也可以不等。不等長的雙橫臂式獨立懸架在轎車前輪上，運用較廣泛。上下兩擺臂不等長，選擇長度比例適宜，可使車輪和主銷的角度及輪距變化不大。不等臂雙橫臂上臂比下臂短。當汽車車輪上下運動時，上臂比下臂運動弧度小。這將使輪胎上部細微地向外挪動，而底部影響很小。這種構造有利于減少輪胎磨損，提高汽車行駛平順性和方向穩(wěn)定性。.上橫臂下橫臂雙橫臂的臂通常做成A字形或V字

6、形，如下圖。V形臂的上下2個V形擺臂以一定的間隔，分別安裝在車輪上，另一端安裝在車架上。.在獨立懸架中，麥弗遜懸架被行家譽為構造最簡單、設計最經(jīng)典、運用最廣泛、性價比最高、最經(jīng)濟的懸架 。6.2 麥弗遜式滑柱擺臂式懸架這種懸架構造簡單，布置緊湊，前輪定位變化小，具有良好的行駛穩(wěn)定性。.麥弗遜式懸掛是當今世界用的最廣泛的轎車前懸掛之一。麥弗遜式懸掛由螺旋彈簧、減震器、三角形下擺臂組成，絕大部分車型還會加上橫向穩(wěn)定桿。 .主要構造簡單的來說就是螺旋彈簧套在減震器上組成，減震器可以防止螺旋彈簧受力時向前、后、左、右偏移的景象，限制彈簧只能作上下方向的振動，并可以用減震器的行程長短及松緊，來設定懸掛的

7、軟硬及性能。 .6.3 斜置單臂式獨立懸架 這種懸架(如以下圖所示是單橫臂和單縱臂獨立懸架的折衷方案。其擺臂繞與汽車縱軸線具有一定交角的軸線擺動，選擇適宜的交角可以滿足汽車支配穩(wěn)定性要求。這種懸架適于做后懸架，如福特SIERRA、寶馬5、沃克斯豪爾CARLTON等轎車的后懸架。.6.4 多桿式獨立懸架車輪在由多桿共同決議的斜向平面內擺動的懸架。采用多個連桿配置，組成多連桿式懸架。多桿懸架系統(tǒng)具有良好支配穩(wěn)定性，行駛平順性、可減小輪胎摩損。.上連桿第三連桿下連桿目前多連桿式也可說是最復雜也是最先進的懸架，可以預見，多連桿式懸架系統(tǒng)會漸成主流。 .6.5 各種獨立懸架對比小結目前采用較多的懸架是：

8、 雙橫臂式，麥弗遜式，斜置單臂式。 如今最流行的懸架是：麥弗遜式，雙橫臂式和多連桿式。按照懸架的檔次和乘坐溫馨性來排名是：多連桿、雙橫臂、麥弗遜。在這三種懸架中，麥弗遜是構造最簡單的，也是制造本錢最低的。它主要用在大多數(shù)中小型車的前懸架，它以簡單獨霸天下，也正是由于他簡單所以它分量輕，呼應速度快。具有高性能的懸架是多連桿和雙橫臂式獨立懸架。構造最復雜實現(xiàn)性能最好的是多連桿。但由于這兩者在構造上使其質量較重，所以為了到達更快的呼應速度常用鋁合金打造，那么本錢就可想而知了。.與雙橫臂式懸掛系統(tǒng)相比，麥弗遜式懸掛系統(tǒng)的優(yōu)點是：構造緊湊，車輪跳動時前輪定位參數(shù)變化小，有良好的支配穩(wěn)定性，加上由于取消了

9、上橫臂，給發(fā)動機及轉向系統(tǒng)的布置帶來方便。麥弗遜式懸掛系統(tǒng)多運用在中小型轎車的前懸掛系統(tǒng)上，雖然麥弗遜式懸掛系統(tǒng)并不是技術含量最高的懸掛系統(tǒng)構造，但它仍是一種經(jīng)久耐用的獨立懸掛系統(tǒng)，具有很強的道路順應才干。 .7 其他各種類型的懸架7.1 改動梁式半獨立后懸架可以把它看作是非獨立懸架，只不過這里的車軸不是剛性的；也可以把它看作獨立懸架，由于這個非剛性車軸實踐上可以看作是一種特殊的防傾桿。它的“車軸的安裝位置可以有各種變化，其詳細方式也有很多變體。.目前不少普通小型轎車就采用前麥弗遜式獨立懸架，后改動梁式懸架的布置方式。后軸樣件.這種所謂的半獨立懸掛的主要優(yōu)點有，構造簡單適用、占用空間最小、制造

10、本錢低 。 .7.2 獨立空氣懸架空氣懸掛系統(tǒng)可以根據(jù)道路的起伏不同調高或調低底盤高度，使得車輛可以順應多種路況條件下的駕駛需求。 .空氣懸掛系統(tǒng)多用于經(jīng)常在惡劣的路況條件下行駛的越野車上，以保證車輛可以順利地經(jīng)過泥濘、涉水、砂石等路面?？諝鈶覓煜到y(tǒng)是一種很先進適用的配置，但是卻很容易損壞而且造價很高。 .雷克薩斯LX570采用了高低可調空氣懸掛由于系統(tǒng)構造較為復雜，其出現(xiàn)缺點的幾率和頻率要遠遠高于螺旋彈簧懸掛系統(tǒng)，而用空氣作為調整底盤高度的動力，減振器的密封性還需求進一步提高，倘假設空氣減振器出現(xiàn)漏氣，那么整個系統(tǒng)就將處于癱瘓形狀。而且假設頻繁地調整底盤高度，還有能夠呵斥氣泵系統(tǒng)部分過熱，會

11、大大縮短氣泵的運用壽命。.8 自動懸架圖1 被動懸架 圖2 自動懸架 圖3 半自動懸架Ms-簧載質量 Mu-非簧載質量 Ks-懸架彈簧剛度 Kt-輪胎剛度C1-定值阻尼 C2-可調阻尼 A-作動器.以上關注點在于普通道路上以正常條件行駛的主流的前輪和后輪驅動汽車的懸架。但是一些專業(yè)汽車的懸架又如何呢，例如大馬力改裝車、賽車或極限越野車？雖然這些專業(yè)汽車的懸架也采用一樣的根本原理，但它們還提供了一些針對其獨特駕駛條件的附加優(yōu)點。下面我們簡單引見三種類型專業(yè)汽車的懸架設計群眾甲殼蟲、一級方程式賽車和美式的由舊車改裝的大馬力車。 .采用多連桿后懸掛的車型很多，如長安福特?？怂埂⒁黄罕娝衮v、廣州本田

12、雅閣、上海通用君越、一汽豐田銳志、飛馳E級轎車、華晨寶馬的3系及5系轎車、一汽群眾奧迪A4及A6L等等。 .9 公用汽車懸架9.1群眾甲殼蟲群眾甲殼蟲注定會遭到越野喜好者的追捧。經(jīng)過降低重心以及將發(fā)動機放在后軸上，這只兩輪驅動的“小甲蟲可以象某些四驅車一樣從容應對各種野外環(huán)境。當然，群眾的這只“甲殼蟲以其出廠配備是無法順應野外條件的。 .最重要的一項改裝是針對懸架進展的。1936-1977年間的多數(shù)甲殼蟲車在其前后軸上配備了扭桿懸架規(guī)范安裝，升高后可為安裝重型越野車輪和輪胎讓出空間。用較長的減振器交換規(guī)范減振器，以抬高車身并獲得最大的車輪經(jīng)過高度。在某些情況下，甲殼蟲車的改裝者會將扭桿整個卸掉

13、，并代之以多個螺旋彈簧系統(tǒng)。經(jīng)過這些改裝的車輛，每個車輪與地面的垂直經(jīng)過高度可達50厘米或更高。這樣一輛汽車可輕松越過崎嶇地形，并且通常會像打水漂一樣“跳過波浪起伏的沙丘。.9.2 一級方程式賽車 一級方程式賽車代表了汽車革新和開展提高的頂點。輕盈的復合車身、強大的V10發(fā)動機以及先進的空氣動力學實際培育了更快、更平安和更可靠的汽車。 .為突出駕駛者技巧的重要性并使之成為決議競賽勝負的關鍵要素，一級方程式賽車的設計有著嚴厲的規(guī)那么和要求。例如，規(guī)那么規(guī)定一切一級方程式賽車的懸架必需采用傳統(tǒng)的彈簧式設計，但不允許運用計算機控制的自動式懸架。為此，賽車采用了一種多連桿式懸架，它所用的多連桿機制相當

14、于雙A形控制臂系統(tǒng)。 .我們知道，雙A形控制臂設計運用兩個A形控制臂來引導每個車輪的上下運動。每條臂有三個安裝位置兩個在車架上，一個在車輪輪轂上，每個結點鉸接在一同以引導車輪的運動。在一切汽車中，雙A形控制臂式懸架的主要益處是容易控制。臂的幾何構造以及結點的彈性使工程師們可以最大限制地控制車輪的角度和其他車輛動力特征，如提升、蹲伏和爬升。與普通汽車不同，一級方程式賽車的減振器和螺旋彈簧沒有直接安裝在控制臂上。相反，它們沿著車身長度方向放置并經(jīng)過一系列推桿和鐘形曲柄進展遠程控制。在這種陳列下，推桿和鐘形曲柄將車輪的上下運動轉換為彈簧和減振器安裝的前后運動。.10 未來的汽車懸架 雖然針對彈簧和減振器曾經(jīng)有了許多改良，但在過去的假設干年中，汽車懸架的根本設計仍未有艱苦突破。但一切這一切能夠會隨著Bose全新的懸架設計理念的引入而發(fā)生變化。有些專業(yè)人士甚至表示，Bose懸架是自全獨立式設計面世以來汽車懸架領域的最大提高。.BOSE 供圖Bose懸架前端