9m空氣懸架大客車后懸架設(shè)計(jì)

/畢業(yè)論文（設(shè)計(jì))題目9ｍ空氣懸架大客車后懸架設(shè)計(jì)系部汽車與交通工程系專業(yè)車輛工程年級大四學(xué)生姓名１111111111111學(xué)號2２2２222222222222指導(dǎo)教師33３３３33３33333333汽車懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)【摘要】:懸掛系統(tǒng)是指由車身與輪胎間的彈簧和避震器組成的整個(gè)支持系統(tǒng)。懸掛系統(tǒng)的功能是支持車身,改善乘坐的感覺,不同的懸掛設(shè)置會使駕駛者有不同的駕駛感受。外表看似簡單的懸掛系統(tǒng)綜合多種作用力，決定著轎車的穩(wěn)定性、舒適性和安全性，是現(xiàn)代轎車十分關(guān)鍵的部件之一。論文回顧了汽車懸掛系統(tǒng)的發(fā)展歷程,介紹了懸掛系統(tǒng)的分類和組成,詳細(xì)分析了各種懸掛系統(tǒng)的優(yōu)劣，進(jìn)行了對比.最后根據(jù)汽車的要求，選定了懸掛系統(tǒng)的組合，前懸架為麥弗遜式獨(dú)立懸掛，后懸架為鋼板彈簧整體式懸掛。并且確定了前后懸掛的技術(shù)參數(shù),在設(shè)計(jì)中著重考慮了汽車的穩(wěn)定性和操控性，對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動學(xué)和力學(xué)分析計(jì)算。最后使用AＵTOCAＤ繪制出了汽車懸掛的裝配圖和部分零件圖.【關(guān)鍵字】：汽車懸掛獨(dú)立懸掛非獨(dú)立懸掛麥弗遜式獨(dú)立懸掛鋼板彈簧整體式懸掛ＴheDeｓignOfCarSuspｅnsｉonＳystem【Abｓtract】Ｓuspｅnsiｏnisｍeansｔhatｔｈeｂｏdyaｎdtiｒｅｓbetｗｅe(cuò)nspringaｎdsｈoｃkaｂsoｒbeｒforｔｈeｅｎtiｒesｕpｐｏrtsyｓteｍ。Thefｕｎctｉoｎｏfsｕspensioｎsystemisｔosupporｔtheｂoｄｙ，improvetherｉdefｅe(cuò)ldiｆferｅntｓuspeｎsionsettingstｈedrivｅｒwiｌlhavedifferｅnｔｄｒiｖingexｐerieｎcｅ。Appearｅdtｏbeaｓimplesuｓpensionｓｙstｅmintｅgrａt(yī)ｅdaｖariｅtyoffoｒcｅs，dｅtｅrmineｔheｃａｒ'ｓsｔabilｉty,coｍfortandsafｅtyoｆｍodernｃarｓisonｅofkeyｃomponｅntｓ．Ｔｈistｈesiｓｒeviｅwｓtｈeｄeveｌopｍenthistorｙｏｆｔhｅsuspenｓioｎsyｓｔｅmsandintroｄuｃeｓthｅｃlasｓificatiｏnandcompositｉonoｆit．Secondly,ｔhethｅsｉsｄetaｉledanaｌysistheprosaｎｄconsofｖarioussusｐensｉｏnsystems，ｗereｃｏｍpａreｄ。Fｉnａllｙ,accordingtothｅreｑuiremenｔsoｆｖeｈicles,decｉｄｅdonacｏmbinａt(yī)ｉｏnoｆｔheｓuｓpeｎsion,frｏnｔsｕsｐeｎsiｏｎisMcＰhersoniｎｄependeｎtsuspensｉoｎ，ｌeａfspriｎgｒｅａｒｓuspｅnsionfｏrtｈｅwｈoleｓusｐeｎｓion。Aｎdｄｅｔerｍinedthｅｔwosuspensionsoftｈｅｔｅchnicaｌpaｒaｍetｅrｓconｓideredinthedesｉgnfoｃｕｓｅｄｏnｓtabiｌｉtｙandcontrｏloｆｔhecar，thewｈoｌesystemofcalcｕｌationｏfthekinematｉcsandmeｃhaniｃｓ.FinallｙouｔｏfthecarhangiｎｇAＵTＯＣＡDｄraｗing,asseｍblyｄｒaｗｉngａndpaｒtｏfｔheparｔsｄrawｉng?！綤eyｗords】:ｃａrｓｕｓpensionsyｓｔem；indepeｎdentｓuｓpension；ｓolｉｄaxlesｕsｐeｎｓion;mａｃphersontｙpe;leaf—sprｉngdepｅnｄentsuspｅnｓion目錄TOＣ\ｏ”1—3"＼h\ｚ＼uHYPERＬINK\l”_Ｔoｃ2６１948537"【摘要】?PAＧERＥF_Ｔoc2619４8５37\hIHYPERLＩＮK\l”＿Toc２６1948５38"1.緒論 ＰAGＥＲEF_Ｔoc26194853８\h—1－HYＰEＲＬINＫ\ｌ”_Toc2６194853９”1.1汽車懸掛的基本原理?１948５３9\h－１—HＹＰEＲLINＫ\l”＿Tｏc26194８540"1.2汽車懸掛的發(fā)展史?PＡＧERＥＦ_Toｃ2６19４85４0\h－2－HYＰＥRＬＩNK\l＂_Tｏｃ26１９4８541＂2。汽車懸掛的組成和分類 PAＧEREＦ＿Toc2619４8５４1\h－4—HYPEＲLINK＼ｌ"＿Tｏｃ2619４8５４２"2.１汽車懸掛的組成 PAGERＥF＿Ｔｏc261948５４2\ｈ-４－HＹＰＥRＬIＮＫ\l"_Ｔoc261９4854３＂2.2非獨(dú)立懸架的類型及特點(diǎn) ＰＡGEREF_Toc2619４８543＼h－5—ＨYPEＲLIＮK\l”＿Toc２6１948544"2。2，1鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架?ＰＡＧEREF_Tｏc２6194８5４4\h—5－ＨＹＰEＲLINK\l＂＿Tｏｃ261948545＂2.2.2螺旋彈簧非獨(dú)立懸架 PＡGEREF_Ｔoｃ２６19４85４５\ｈ—5-ＨＹPERＬＩNK\l"_Toｃ２61９48５46＂２．２.3空氣彈簧非獨(dú)立懸架 PＡGＥREF_Ｔoc２619485４6\h-６—HYPEＲLINＫ＼l”_Tｏc２6194８547＂２。3獨(dú)立懸架的類型及特點(diǎn) ＰAGEREF_Ｔoc26１948547＼ｈ—6—ＨYPERLINK\l”＿Toc２6１948548”2.3。1雙橫臂式?PＡGEＲEF_Ｔoc26１9４8５4８＼h－7－ＨYＰERLＩＮK\ｌ＂_Toc26１948５４9"2.３.2麥弗遜式（滑柱連桿式） PＡGERＥF＿Toc２61948５49\ｈ－8－HＹＰＥRLIＮＫ\l"_Toc261948550"２.3.３雙叉臂式懸掛 ＰAGEＲＥF＿Ｔoc２619４85５0\h-9—HYPEＲLINＫ＼l”_Tｏc26194855１”２．3．４拖拽臂式懸掛 PAGERＥＦ_Toc261９485５1\h－１2—HYPERＬINK\ｌ”_Tｏc2619485５2"2。3。５連桿支柱懸掛?PAGEREF_Ｔｏc261９4855２\h—14-HYＰERLINK\ｌ＂_Toc261948553"2.3.6多連桿獨(dú)立懸掛 PAＧＥＲＥＦ＿Toc２６194855３\ｈ—15-HＹＰERLINK\l”_Toc2６１94855４”3．懸掛系統(tǒng)的選擇?PＡGEＲEＦ_Toc2619４855４\ｈ-１８－HYPＥRＬINK\l"＿Toc2619４8555＂3.1前獨(dú)立懸架的選擇 PＡGEREF_Toc２61９4８5５5＼ｈ-18-HＹPEＲLINＫ\l”_Toc261９48556"3。2后懸架的選擇?ＰAＧEREF_Toc2619４85５6\h-１9-HＹPERLINＫ\l"_Tｏc２619４855７"3.3整車參數(shù) PＡGＥRＥＦ_Ｔoc２6194８5５7\h-20－HYPEＲLINK\l”_Toｃ26１９4８5５8”4。懸掛系統(tǒng)的計(jì)算?ＰAＧEREF_Tｏｃ261948５58＼h-21-ＨYＰＥRLIＮＫ\l”＿Toc261９48５59＂4。1前懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算?PAGＥＲＥＦ＿Ｔoｃ26１９48５59\ｈ－21－HYPERLＩNＫ\ｌ＂_Toｃ２６1948５60"4。1。1彈簧形式的選擇?６１948560＼h—２１—ＨＹPERＬＩNK\l"_Ｔｏc２６１94８561”4。１。2彈簧參數(shù)的計(jì)算 PＡGEREF＿Ｔoc26１９485６1\h-２1-HＹPERLINK＼l”＿Toc２６19485６2”４。１．3彈簧的校驗(yàn) ＰAGERＥF_Toc26１948５62＼h-2４－ＨＹPＥRＬINK\l"_Ｔoc26194８５６3＂4.2后懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算 PAＧＥREF_Toｃ２61９48５63\h-２5—HYPERＬＩNＫ\l”_Toc261948564"4。２．1彈性元件的選擇?PAＧERＥF_Ｔｏc２61９4856４\h—25-ＨYPEＲLＩNＫ\l”_Ｔoc2619485６５"４。２。2鋼板彈簧參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 ８56５\h—２6－HYPERLIＮＫ\ｌ”_Tｏｃ261948566”4。2.3鋼板彈簧的強(qiáng)度校驗(yàn)?PAGERＥF_Toc26194８566＼h—２9-HＹＰＥRLIＮＫ\l"_Tｏｃ2619４8567＂4.3減振器的結(jié)構(gòu)原理及其功用?PAＧEREF_Toc261948567\ｈ—３０-HＹPＥＲLINK＼ｌ"＿Toc261948568”4.4橫向穩(wěn)定器的作用?PAGERＥF_Toc２６１9４8568＼ｈ—３2－HYPEＲLＩNK\ｌ"_Toc2６1948569"５．總結(jié)?ＰAGＥREF_Toc2６１948５６9＼ｈ-3５－HYPERＬＩＮK\l＂_Ｔoc26１9485７0”致謝 ＰAGＥREＦ＿Tｏｃ261948570＼ｈ-36—ＨYPERLINK\l"_Tｏc26１9485７1”參考文獻(xiàn)?PAGEREＦ_Toc2６1９485７1\ｈ-37－１.緒論1.1汽車懸掛的基本原理懸掛，其名源于西方.在英語里懸架系統(tǒng)對應(yīng)的是單詞――Susｐenｓｉon.顧名思義，它是將車輪通過彈簧連接在車體上，并與其它部件構(gòu)成可動的機(jī)構(gòu)。懸掛是車架(或承載式車身）與車橋(或車輪)之間彈性連接裝置的總稱.傳遞它們之間一切的力（反力)及其力矩(包括反力矩）。迅速衰減車身和車橋的振動。緩和，抑制由于不平路面所引起的振動和沖擊，以保證汽車良好的平順性,操縱穩(wěn)定性。［19］圖1—1懸掛在汽車底盤安放位置的示意圖懸掛系統(tǒng)的在汽車上所起到的這幾個(gè)功用是緊密相連的。要想迅速的衰減振動、沖擊，乘坐舒服,就應(yīng)該降低懸架剛度.但這樣,又會降低整車的操縱穩(wěn)定性.必須找到一個(gè)平衡點(diǎn)，即保證操縱穩(wěn)定性的優(yōu)良，又能具備較好的平順性.懸掛結(jié)構(gòu)形式和性能參數(shù)的選擇合理與否，直接對汽車行駛平順性、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。由此可見懸架系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車上是重要的總成之一。1。2汽車懸掛的發(fā)展史圖１-2早期汽車懸掛眾所周知，汽車是從馬車和四輪車演變過來，圖１-2早期汽車懸掛這時(shí)候的人們已感到有必要改善其行車的舒適性.早期應(yīng)用于汽車上的懸掛部件比較簡單，以硬軸連接起橢圓的葉片彈簧便成，其連接的帶子可舒緩汽車的震蕩。最初的汽車都將發(fā)動機(jī)安裝在車的后方，整個(gè)車身重量分配不夠均勻，人們駕駛并不愉悅。兩名法國機(jī)床制造者——帕哈德和萊瓦塞在世界博覽會上看見展出的戴姆勒車后，靈機(jī)一動.1８91年，他們試著把雙缸引擎放在前面的方形車罩下，使重量分布均勻,從而改善了轉(zhuǎn)向輪子與道路的附著力,而引擎則通過磨擦離合器和滑動齒輪驅(qū)動車子，后輪用比皮帶優(yōu)越的鏈條進(jìn)行，傳輸功率更有效。1８92年，帕哈德的兒子希普萊特駕駛其父親設(shè)計(jì)制造的汽車,從巴黎前往尼斯，取道路易十四時(shí)期鋪筑的石子路,小心翼翼地用二檔速度行駛.汽車最高檔車速每小時(shí)8千米.希普萊特用了8天時(shí)間到達(dá)尼斯，一路上許多顯要人物都紛紛要求他出讓汽車。然而，這種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的懸掛很快就出現(xiàn)了問題,由于是用一根桿件直接剛性地連接在兩側(cè)車輪上，一側(cè)車輪受到的沖擊，振動必然要影響另一側(cè)車輪，因此操縱穩(wěn)定性及舒適性表現(xiàn)較弱,同時(shí)由于左右兩側(cè)車輪的互相影響,在轉(zhuǎn)向的時(shí)候發(fā)生翻側(cè)的幾率增加。人們開始探尋讓駕駛更為舒適的辦法.1８98年法國制造的一種車最先把獨(dú)立懸掛裝在車上。這種懸掛車的前輪并不用軸互相連接，而是可以各自彈跳，因此可以在凹凸不平路面上獨(dú)立上下活動，駕駛員會感到舒適平穩(wěn)。1928年的一天,法國人佩夸爾在一輛蒸汽牽引汽車上讓兩個(gè)前輪分別與車架彈性相接。由于采用這種獨(dú)立懸掛系統(tǒng)的汽車兩側(cè)車輪獨(dú)立與車身相連,因此當(dāng)一側(cè)車輪受到?jīng)_擊、振動時(shí)，可以通過彈性元件吸收沖擊力,不會波及另一側(cè)的車輪,增加了行駛的平順性、安全性;前輪采用獨(dú)立式懸掛，可以使發(fā)動機(jī)的位置降低和前移，整車重心得以下降,提高了汽車的行駛穩(wěn)定性;同時(shí),獨(dú)立式懸掛中廣泛采用較軟的螺旋彈簧來做緩沖元件，所以乘駕舒適性也比較好。從此，這項(xiàng)技術(shù)被廣泛應(yīng)用到現(xiàn)代汽車上.它能將車輪所受的各種力和力矩傳遞給車架和車身,并吸收、緩和路面?zhèn)鱽淼恼駝雍蜎_擊，減少駕駛室內(nèi)噪聲,以及保持汽車良好的操作性和平穩(wěn)的行駛性。另外,懸掛系統(tǒng)能配合汽車的運(yùn)動產(chǎn)生適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)，保證操縱不會失控。事實(shí)上,隨著現(xiàn)代汽車技術(shù)的發(fā)展，整車懸掛已由獨(dú)立懸掛衍生出雙叉式、麥弗遜等繁多的種類。因?yàn)槟茏畲笙薅鹊匕l(fā)揮輪胎抓地力從而提高整車的操控極限,多連桿懸掛正成為高檔轎車的后懸首選,代表了真正高檔車的風(fēng)骨。不過,想要汽車的操縱性能更高，還有賴于懸掛系統(tǒng)的進(jìn)一步開發(fā).［３］2．汽車懸掛的組成和分類2.1汽車懸掛的組成現(xiàn)代汽車，特別是乘用車的懸架，形式,種類,會因不同的公司和設(shè)計(jì)單位，而有不同形式。但是，懸架系統(tǒng)一般由彈性元件、減振器和傳力裝置，部緩沖塊、橫向穩(wěn)定器等幾部分組成等。它們分別起到緩沖、減振、力的傳遞、限位和控制車輛側(cè)傾角度的作用。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式,現(xiàn)代轎車懸架多采用螺旋彈簧，個(gè)別高級轎車則使用空氣彈簧。螺旋彈簧只承受垂直載荷，緩和及抑制不平路面對車體的沖擊，具有占用空間小,質(zhì)量小，無需潤滑的優(yōu)點(diǎn),但由于本身沒有摩擦而沒有減振作用.減振器是為了加速衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動，減振器有筒式減振器，阻力可調(diào)式新式減振器，充氣式減振器。它是懸架機(jī)構(gòu)中最精密和復(fù)雜的機(jī)械件.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用來傳遞車輪與車身間的力和力矩,同時(shí)保持車輪按一定運(yùn)動軌跡相對車身跳動，通常導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由控制擺臂式桿件組成。種類有單桿式或多連桿式的.鋼板彈簧作為彈性元件時(shí)，可不另設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu),它本身兼起導(dǎo)向作用。有些轎車和客車上,為防止車身在轉(zhuǎn)向等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜,在懸架系統(tǒng)中加設(shè)橫向穩(wěn)定桿，目的是提高橫向剛度,使汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性，改善汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。現(xiàn)代汽車懸架的發(fā)展十分快，不斷出現(xiàn),嶄新的懸架裝置.按控制形式不同分為被動式懸架和主動式懸架.目前多數(shù)汽車上都采用被動懸架,也就是說汽車姿態(tài)（狀態(tài))只能被動地取決于路面及行駛狀況和汽車的彈性元件，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減振器這些機(jī)械零件。2０世紀(jì)80年代以來主動懸架開始在一部分汽車上應(yīng)用,并且目前還在進(jìn)一步研究和開發(fā)中。主動懸架可以能動地控制垂直振動及其車身姿態(tài)，根據(jù)路面和行駛工況自動調(diào)整懸架剛度和阻尼。汽車的懸架從大的方面來看,可以分為兩類：非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架系統(tǒng)。2。2非獨(dú)立懸架的類型及特點(diǎn)圖2-1非獨(dú)立式懸掛非獨(dú)立懸架前部與車身或車架鉸接，后端則通過吊耳或滑板連接在車身或車架之上。減振器上端于車身或車架鉸接，下端鉸接與車橋.圖２－１是非獨(dú)立懸架的示意圖。非獨(dú)立懸架的分類2.2,１鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架在這種懸架中,鋼板彈簧被用做非獨(dú)立懸架的彈性元件。這種形式的懸架技術(shù)成熟,結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉.廣泛應(yīng)用于貨車的前、后懸架中。也常見于中低擋的確乘用車輛的后懸架。它中部用U型螺栓將鋼板彈簧固定在車橋上。懸架前端為固定鉸鏈，也叫死吊耳。它由鋼板彈簧銷釘將鋼板彈簧前端卷耳部與鋼板彈簧前支架連接在一起，前端卷耳孔中為減少摩損裝有襯套.后端卷耳通過鋼板彈簧吊耳銷與后端吊耳與吊耳架相連，后端可以自由擺動,形成活動吊耳.當(dāng)車架受到?jīng)_擊彈簧變形時(shí)兩卷耳之間的距離有變化的可能。為了提高汽車的平順性，有些輕型貨車采用主簧下加裝副簧，實(shí)現(xiàn)漸變剛度鋼板彈簧.如南京汽車工業(yè)公司引進(jìn)的依維柯后懸架。其主簧由厚度為9ｍm的４片(或3片）和副簧厚度為1５ｍm的2片（或3片）組成幾種車型漸變剛度鋼板彈簧。2。2。２螺旋彈簧非獨(dú)立懸架因?yàn)槁菪龔椈勺鳛閺椥栽?只能承受垂直載荷，所以其懸架系統(tǒng)要加設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和減振器。2.2。３空氣彈簧非獨(dú)立懸架空氣彈簧只承受垂直載荷，因而必加設(shè)減振器，其縱向力和橫向力及其力矩由懸架中的縱向推力桿和橫向推力桿來傳遞。對于轎車要求在好路上降低車身高度，提高車速行駛；在壞路上提高車身,可以增大通過能力。因而要求車身高度隨使用要求可以調(diào)節(jié)?？諝鈴椈煞仟?dú)立懸架可以滿足要求。

非獨(dú)立懸架的總體特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1。結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉,易于維護(hù),對汽車廠家比較有利,2．承載能力強(qiáng)，鋼板彈簧做彈性元件的非獨(dú)立懸架，可承載達(dá)幾十噸的負(fù)荷。中、重載車輛常常采用非獨(dú)立懸架。缺點(diǎn):1．由于是用一根桿件直接剛性地連接在兩側(cè)車輪上，一側(cè)車輪受到的沖擊、振動必然要影響另一側(cè)車輪。操縱穩(wěn)定性、平順性不理想。.２．由于左右兩側(cè)車輪的互相影響，容易影響車身的穩(wěn)定性，在轉(zhuǎn)向的時(shí),側(cè)傾較大,容易側(cè)翻。2。3獨(dú)立懸架的類型及特點(diǎn)圖２-2獨(dú)立式懸掛獨(dú)立懸架的車軸分成兩段（如圖2-2）,每只車輪用螺旋彈簧獨(dú)立地，彈性地連接安裝在車架（或車身）下面，當(dāng)一側(cè)車輪受沖擊，其運(yùn)動不直接影響到另一側(cè)車輪，獨(dú)立懸架所采用的車橋是斷開式的。獨(dú)立懸架的分類現(xiàn)在,前懸架基本大都是采用獨(dú)立式懸架，按其結(jié)構(gòu)形式的不同,獨(dú)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等.圖2-3獨(dú)立式懸掛的幾種常用類型２.３.１雙橫臂式工作原理:由上短下長兩根橫臂連接車輪與車身,通過選擇比例合適的長度，可使車輪和主銷的角度及輪距變化不大。圖2-4雙橫臂式獨(dú)立前懸架這種獨(dú)立懸架被廣泛應(yīng)用在轎車前輪上。雙橫臂的臂有做成A字形或V字形，V形臂的上下2個(gè)Ｖ形擺臂以一定的距離，分別安裝在車輪上,另一端安裝在車架上。優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,但經(jīng)久耐用，同時(shí)減振器的負(fù)荷小,壽命長.可以承載較大負(fù)荷，多用于輕型﹑小型貨車的前橋。缺點(diǎn):因?yàn)橛袃蓚€(gè)擺臂,所以占用的空間比較大。所以,乘用車的前懸架一般不用此種結(jié)構(gòu)形式。2。3。2麥弗遜式(滑柱連桿式）麥弗遜式懸掛是當(dāng)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。主要結(jié)構(gòu)簡單的來說就是螺旋彈簧套在減震器上組成,減震器可以避免螺旋彈簧受力時(shí)向前、后、左、右偏移的現(xiàn)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(shè)定懸掛的軟硬及性能。圖2-5麥弗遜式獨(dú)立前懸架工作原理：這種懸架目前在轎車中采用很多。這種懸架將減振器作為引導(dǎo)車輪跳動的滑柱，螺旋彈簧與其裝于一體.這種懸架將雙橫臂上臂去掉并以橡膠做支承，允許滑柱上端作少許角位移。內(nèi)側(cè)空間大,有利于發(fā)動機(jī)布置,并降低車子的重心。車輪上下運(yùn)動時(shí),主銷軸線的角度會有變化，這是因?yàn)闇p振器下端支點(diǎn)隨橫擺臂擺動。以上問題可通過調(diào)整桿系設(shè)計(jì)布置合理得到解決。

圖2-6奧迪１0０型轎車麥弗遜式前懸架麥弗遜式獨(dú)立懸架的特點(diǎn):優(yōu)點(diǎn)：技術(shù)成熟,結(jié)構(gòu)緊湊，響應(yīng)速度快，占用空間少，便于裝車及整車布局，多用于中低檔乘用車的前橋。缺點(diǎn):由于結(jié)構(gòu)過于簡單，剛度小，穩(wěn)定性較差，轉(zhuǎn)彎側(cè)傾明顯,必須加裝橫向穩(wěn)定器，加強(qiáng)剛度.?2。3。３雙叉臂式懸掛圖2—8典型的雙叉臂式獨(dú)立懸掛結(jié)構(gòu)圖

雙叉臂式懸掛又稱雙Ａ臂式獨(dú)立懸掛，雙叉臂式懸掛擁有上下兩個(gè)叉臂(如圖2—8所示），橫向力由兩個(gè)叉臂同時(shí)吸收，支柱只承載車身重量，因此橫向剛度大。雙叉臂式懸掛的上下兩個(gè)A字形叉臂可以精確的定位前輪的各種參數(shù),前輪轉(zhuǎn)彎時(shí)，上下兩個(gè)叉臂能同時(shí)吸收輪胎所受的橫向力,加上兩叉臂的橫向剛度較大，所以轉(zhuǎn)彎的側(cè)傾較小。圖2－９大眾途銳的雙叉臂懸掛結(jié)構(gòu)圖

雙叉臂式懸掛通常采用上下不等長叉臂（上短下長），讓車輪在上下運(yùn)動時(shí)能自動改變外傾角并且減小輪距變化減小輪胎磨損，并且能自適應(yīng)路面，輪胎接地面積大，貼地性好。

相比麥弗遜式懸掛雙叉臂多了一個(gè)上搖臂，不僅需要占用較大的空間，而且其定位參數(shù)較難確定,因此小型轎車的前橋出于空間和成本考慮一般不會采用此種懸掛。但其具有側(cè)傾小，可調(diào)參數(shù)多、輪胎接地面積大、抓地性能優(yōu)異,因此絕大部分純正血統(tǒng)的跑車的前懸掛均選用雙叉臂式懸掛,可以說雙叉臂式懸掛是為運(yùn)動而生的懸掛，法拉利、瑪莎拉蒂等超級跑車以及F1方程式賽車均采用了雙叉臂式前懸掛。另外需要說明的是,雙橫臂式懸掛和雙叉臂式懸掛有著許多的共性,只是結(jié)構(gòu)比雙叉臂式簡單些可以稱之為簡化版的雙叉臂式懸掛.同雙叉臂式懸掛一樣雙橫臂式懸掛的橫向剛度也較大，一般也采用上下不等長搖臂設(shè)置。圖2-10本田思域的雙橫臂式懸掛雙橫臂式懸掛設(shè)計(jì)偏向運(yùn)動性，其性能優(yōu)于麥弗遜式懸掛、但比起真正的雙叉臂式懸掛以及多連桿前懸掛要稍差一些.國內(nèi)采用雙橫臂式前懸掛的主要有：廣州本田雅閣、一汽轎車馬自達(dá)6，以及北京奔馳—戴克的克萊斯勒30０c。而采用雙橫臂式后懸掛的有東風(fēng)本田思域。主要優(yōu)點(diǎn):橫向剛度大、抗側(cè)傾性能優(yōu)異、抓地性能好、路感清晰;主要缺點(diǎn)：制造成本高、懸架定位參數(shù)設(shè)定復(fù)雜；?適用車型：運(yùn)動型轎車、超級跑車以及高檔SUV前后懸架.圖2-１１大眾途銳的前后懸均采用了雙叉臂式獨(dú)立懸掛２.３．4拖拽臂式懸掛圖2—12典型的拖拽臂式后懸掛

拖拽臂式懸掛我們姑且稱之為半獨(dú)立懸掛，從懸掛的大分類來看,所有的懸掛可以被分成兩大類，即：獨(dú)立懸掛和非獨(dú)立懸掛.但是在縱臂扭轉(zhuǎn)梁懸掛上,這兩個(gè)分類變得有些模糊。從懸掛結(jié)構(gòu)來看屬于不折不扣的非獨(dú)立懸掛,因?yàn)樽笥铱v向搖臂被一跟粗大的扭轉(zhuǎn)梁焊接在一起,但是從懸掛性能來看,這種懸掛實(shí)現(xiàn)的是具有更高穩(wěn)定性的全拖式獨(dú)立懸掛的性能。

拖拽臂式懸掛本身具有非獨(dú)立懸掛的缺點(diǎn)但同時(shí)也兼有獨(dú)立懸掛的優(yōu)點(diǎn)，拖拽臂式懸掛的最大優(yōu)點(diǎn)是左右兩輪的空間較大，而且車身的外傾角沒有變化,避震器不發(fā)生彎曲應(yīng)力，所以摩擦小。拖拽臂式懸掛的舒適性和操控性均有限，當(dāng)其剎車時(shí)除了車頭較重會往下沉外，拖拽臂式懸掛的后輪也會往下沉平衡車身,無法提供精準(zhǔn)的幾何控制.不同廠家對這種懸掛的稱謂不同：如:縱臂扭轉(zhuǎn)梁獨(dú)立懸掛,縱臂扭轉(zhuǎn)梁非獨(dú)立懸掛，H型縱向擺臂懸掛等等.歸根結(jié)底他們都是同一種懸掛結(jié)構(gòu)——拖拽臂式懸掛,只是調(diào)教稍有不同。

圖２－13大眾甲殼蟲采用的拖拽臂式后懸掛

國內(nèi)采用拖拽臂式后懸掛的主要有：東風(fēng)標(biāo)致2０6、廣州本田飛度、一汽豐田卡羅拉、上海大眾等?？v臂扭桿梁式懸掛（俗稱拖拽臂式懸掛）：

主要優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用、占用空間最小、制造成本低。

主要缺點(diǎn):承載性能差、抗側(cè)傾能力較弱、減震性能差、舒適性有限適用車型：中小型汽車、低端SＵV后懸掛2.３.５連桿支柱懸掛圖2－1４典型的連桿支柱懸掛上面說過拖拽臂式懸掛系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是左右兩輪的空間較大，而且車身的外傾角沒有變化，避震器不發(fā)生彎曲應(yīng)力,所以摩擦小.但當(dāng)其時(shí)除了車頭較重會往下沉外，拖拽臂懸掛的后輪也會往下沉平衡車身,無法提供精準(zhǔn)的幾何控制,所以某些車廠就會結(jié)合一些連桿來解決,就形成了復(fù)雜的多連桿懸掛-—連桿支柱式懸掛。圖2—１5連桿支柱懸掛的局部連桿支柱與麥弗遜懸掛一樣，用來支撐車體也是減振器支柱，他把減振器，減振彈簧組裝在一個(gè)總成中。連桿支柱懸掛也有一跟粗大的減振器支柱，與麥弗遜懸掛的主要區(qū)別在于，懸掛下部與車身連接的Ａ字型控制臂改成了三根連桿定位。轉(zhuǎn)彎時(shí)產(chǎn)生的橫向力來,主要由減振器支柱和橫拉桿來承擔(dān)。它具有與麥弗遜懸掛相近的操控性能，又有比麥弗遜懸掛更高的連接剛度和相對較好的抗側(cè)傾性能.但是同樣也存在麥弗遜懸掛的缺點(diǎn)，就是穩(wěn)定性不好，轉(zhuǎn)向側(cè)傾還是較大，需要加裝平衡桿來減小轉(zhuǎn)向側(cè)傾。相對縱臂扭轉(zhuǎn)梁來說,它達(dá)到了全獨(dú)立懸掛的結(jié)構(gòu)要求，并且運(yùn)動部件質(zhì)量輕，懸掛響應(yīng)性好，舒適性和操控性要優(yōu)于縱臂扭轉(zhuǎn)梁的，但比真正的多連桿懸架要差一些。不過其占有空間小于真正的多連桿式懸掛，成本也低于多連桿懸掛故被不少廠家采用.國內(nèi)采用這種后懸掛的主要有昌河鈴木利亞納、賽拉圖，伊蘭特、凱美瑞等。連桿支柱懸掛:主要優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、占用空間較小、制造成本較低。

主要缺點(diǎn):橫向剛度依然有限、穩(wěn)定性不佳、容易加劇前驅(qū)車的轉(zhuǎn)向不足特性

適用車型:中檔車的后懸掛。2.3.6多連桿獨(dú)立懸掛圖2-１6典型的多連桿獨(dú)立懸掛結(jié)構(gòu)圖多連桿獨(dú)立懸掛,可分為多連桿前懸掛和多連桿后懸掛系統(tǒng)。其中前懸掛一般為３連桿或4連桿式獨(dú)立懸掛；后懸掛則一般為4連桿或5連桿式后懸掛系統(tǒng),其中5連桿式后懸掛應(yīng)用較為廣泛。圖2-1７奔馳S級的多連桿前懸掛多連桿懸掛能實(shí)現(xiàn)主銷后傾角的最佳位置，大幅度減少來自路面的前后方向力,從而改善加速和制動時(shí)的平順性和舒適性,同時(shí)也保證了直線行駛的穩(wěn)定性，因?yàn)橛陕菪龔椈衫旎驂嚎s導(dǎo)致的車輪橫向偏移量很小，不易造成非直線行駛。在車輛轉(zhuǎn)彎或制動時(shí)，多連桿懸掛結(jié)構(gòu)可使后輪形成正前束,提高了車輛的控制性能，減少轉(zhuǎn)向不足的情況。多連桿懸掛在收縮時(shí)能自動調(diào)整外傾角，前束角以及使后輪獲得一定的轉(zhuǎn)向角度。通過對連接運(yùn)動點(diǎn)的約束角度設(shè)計(jì)使得懸掛在壓縮時(shí)能主動調(diào)整車輪定位(這個(gè)設(shè)計(jì)自由度非常大）,能完全針對車型做匹配和調(diào)校以最大限度的發(fā)揮輪胎抓地力從而提高整車的操控極限。

多連桿懸掛結(jié)構(gòu)想對復(fù)雜，材料成本、研發(fā)實(shí)驗(yàn)成本以及制造成本遠(yuǎn)高于其它類型的的懸掛、而且其占用空間大，中小型車出于成本和空間考慮極少使用這種懸掛。但多連桿式懸掛舒適性能是所有懸掛中最好的，操控性能也和雙叉臂式懸掛難分伯仲，高檔轎車由于空間充裕、且注重舒適性能何操控穩(wěn)定性，所以大多使用多連桿懸掛,可以說多連桿懸掛是高檔轎車的絕佳搭檔。獨(dú)立懸架的總體特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：發(fā)動機(jī)可放低安裝，有利于降低汽車重心，并使之結(jié)構(gòu)緊湊。允許前輪有大的跳動空間，有利于轉(zhuǎn)向，便于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善.非簧載質(zhì)量小，可提高汽車車輪的附著性。缺點(diǎn)：由于在轉(zhuǎn)向時(shí)由于受離心力的作用內(nèi)側(cè)車輪要比外側(cè)車輪受到的力大得多，極端情況下，是危險(xiǎn)區(qū)域某些特殊情況下(如轉(zhuǎn)速過快、側(cè)向風(fēng)較大、路況較差等),側(cè)傾較大，乘員感到不適.3．懸掛系統(tǒng)的選擇通過上一章的分析,比較，可以知道當(dāng)前汽車懸架的前沿技術(shù)是帶反饋的閉環(huán)自控懸架系統(tǒng)。比如，主動，半主動懸架系統(tǒng)，已經(jīng)在一些高檔轎車上得以應(yīng)用。普通乘用車所使用的仍舊是傳統(tǒng)的機(jī)械式的懸架系統(tǒng),發(fā)展趨勢是，四輪全部采用獨(dú)立懸架系統(tǒng)。目前，乘用車上應(yīng)用的懸架系統(tǒng),五花八門，全部采用非獨(dú)立，全部獨(dú)立，抑或是將二者結(jié)合，這主要源于汽車廠商的不同市場定位，市場策略.不管在一輛車上采用何種技術(shù)對比,目的只有一個(gè)—-提供一臺操縱穩(wěn)定性,平順性,舒適性兼顧的車子。以盡可能低的成本制造出技術(shù)性能盡可能好的產(chǎn)品是每一個(gè)汽車設(shè)計(jì)人員的最大追求。這也是與車場利益相吻合的。這次我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題是為經(jīng)濟(jì)型家庭轎車設(shè)計(jì)懸架系統(tǒng)。由于定位，本車總成本應(yīng)在7—1０萬人民幣,這個(gè)區(qū)位的汽車市場,集中了大量車型，競爭激烈。為了增強(qiáng)本車的市場競爭力,在保持各項(xiàng)技術(shù)達(dá)標(biāo)的前提下,應(yīng)盡可能的壓縮成本。雖然，采用四輪全獨(dú)立懸架的轎車操縱穩(wěn)定性，平順性及舒適性都比較理想.從設(shè)計(jì)角度來講，傾向于采用。但是，相對來說,總成本比較高,不適和本車的實(shí)際情況.出于綜合考慮，經(jīng)過慎重思考,選定了本車的懸架系統(tǒng)：前獨(dú)立懸架+后整體式懸架。3．2后懸架的選擇為了有效的降低本車的制造,使用，維護(hù)，購買的成本.后懸架決定采用普通的鋼板彈簧整體式懸架。雖然，普通鋼板彈簧式非獨(dú)立后懸架在乘用車上來看，技術(shù)不夠先進(jìn),平順性也沒獨(dú)立懸架優(yōu)良，但是它可以合理的照顧整車成本，壽命長且使用期間維護(hù)簡單,成本低,堅(jiān)固,可靠，耐用。如此,既可兼顧技術(shù)的主流性,易于被客戶接受，又可降低制造成本，增強(qiáng)市場競爭力。畢竟，就目前的形勢來說,國產(chǎn)車在與國外巨頭競爭中，手中的牌不多，價(jià)格是最為有效和殺傷力的一張.只有用好這張牌，才有可能在不遠(yuǎn)的將來打一個(gè)漂亮的防守反攻。最終使民族品牌成為國內(nèi)乃至全球的強(qiáng)勢汽車品牌.3。3整車參數(shù)已確定汽車的前后懸掛類型，現(xiàn)將根據(jù)所選汽車的具體數(shù)據(jù),對前后懸掛的的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算。整車參數(shù)如下:整備質(zhì)量：=8０2５kｇ?？蛰d質(zhì)量：＝7０50ｋg.軸距：25０９mｍ.前后輪距：1３１4/１292mm.輪胎型號：１65/70R13前后懸長度：５。軸荷分配:滿載：1：1，空載:54：4６.６．７.發(fā)動機(jī)排量：1。６Ｌ0—１０0km/h加速時(shí)間:12s發(fā)動機(jī)：直列4缸汽油機(jī)缸徑×行程：75×86.0（毫米）壓縮比:8．2:1最大功率:48kｗ/4５０0n/mｉn最大扭矩：1１２N·m/3000n/mｉn驅(qū)動型式:前置發(fā)動機(jī)后輪驅(qū)動4×2（FR）最高速度：153kｍ/h耗油量:8.7Ｌ/100ｋm轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu):齒輪齒條式液壓助力轉(zhuǎn)向變速器：5檔手動變速懸架系統(tǒng):麥弗遜式獨(dú)立前懸架+鋼板彈簧式整體后懸架制動形式：前通風(fēng)盤式+后制動鼓式車身形式:4門５座位3廂式車身尺寸：(長)423５×(寬）1580×(高)141０mm4.懸掛系統(tǒng)的計(jì)算4．2后懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算4.2。1彈性元件的選擇本車后懸架決定采用鋼板彈簧作為彈性元件的非獨(dú)立懸架.鋼板彈簧即是后懸架的彈性元件,又起到導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用,可不必單設(shè)導(dǎo)向裝置，使結(jié)構(gòu)簡化,并且由于彈簧各片之間摩擦引起一定減振作用.鋼板彈簧是這種形式非獨(dú)立懸架的最重要的部件.鋼板彈簧一般選用加工要求：熱軋彈簧鋼加熱成形，而后淬火﹑回火，還要經(jīng)過實(shí)效處理,以消除內(nèi)應(yīng)力。材料的參數(shù)：彎曲應(yīng)力：,，彈性模量：使用溫度：剪切應(yīng)力:大都是專業(yè)的鋼鐵公司軋制,裝配好，以鋼板彈簧總成的形式出現(xiàn)。鋼板彈簧又叫葉片彈簧，它是由若干不等長的合金材料的彈簧片疊加在一起組合成一根近似等強(qiáng)度的梁。如圖下右側(cè)所示。鋼板彈簧3的第一片(最長的一片）稱為主片,其兩端彎成卷耳1，內(nèi)裝青銅或塑料或橡膠。粉沫冶金、制成的襯套，用彈簧銷與固定在車架上的支架、或吊耳作鉸鏈連接.鋼板彈簧的中間用U形螺栓與后橋固定。?1—卷耳2－彈簧夾3—鋼板彈簧主片4-中心螺栓圖4－3鋼板彈簧的幾個(gè)主要部件中心螺栓4用來連接各彈簧片，并保證各片的裝配時(shí)的相對位置.中心螺栓到兩端卷耳中心的距離可以相等，也可以不相等如下圖所示。為了增加主片卷耳的強(qiáng)度,將第二片末端也彎成半卷耳,包在主片卷耳和外面，且留有較大的間隙，使得彈簧在變形時(shí)，各片間有相對滑動的可能。4。2．2鋼板彈簧參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算撓度的確定初選靜撓度ｍｍ汽車的平順性比較好,初選的值.滿載弧高初選mｍ各片長度的確定乘用車鋼板彈簧主片長度L＝（０。4０－0．５5)軸距初選Ｌ=；參考在車展上見到的NISSAN皮卡的后懸,哈飛生產(chǎn)的微車的后懸,實(shí)驗(yàn)室里與本次設(shè)計(jì)課題車型較為接近的長箭牌乘用車的后懸架各片長度,其余各片長度依靠作圖法（如圖所示）.圖4－4使用作圖法確定各片長度得９20mm，=72０mm，5８0mmL為主片長度?斷面高度及片數(shù)的確定采用等截面的簧片設(shè)計(jì)方式，（4—１5）(４—16）S＝7６mm(Ｕ型螺旋中心距）【（為撓度增大系數(shù))】E＝２0６N/（彈性模量)取k=０。5?。ǎ础?7)(4—１８）得b＝64mm厚度的確定由前得(4-1９）板簧總成在自由狀態(tài)下得弧高及其曲率半徑1。弧高的計(jì)算(4-20）mm――――靜撓度mｍ―――－滿載弧高?――――――鋼板彈簧總成用U型螺旋夾緊后弧高的變化量＝8７．99mｍ２。曲率半徑的計(jì)算（4—21）――――――――Ｌ是板簧主片長度，前已取得；4．2.3鋼板彈簧的強(qiáng)度校驗(yàn)驅(qū)動時(shí),后板簧承受最大載荷時(shí),前半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力（4—22)，(為滿載時(shí)后軸軸荷）取=1。2，（＝乘用車，)?。?。8，＝=５4３mm;=2168mm，=8mｍ；c＝2７6b=64ｍm;板簧自由振動頻率后懸架的自振頻率：次/分后懸自振頻率值:次/分mm｝后懸架剛：（4-23）4.3減振器的結(jié)構(gòu)原理及其功用一減振器的作用：減振器作為阻尼元件是懸架的重要組成元件之一。減振器在汽車懸架安裝位置根據(jù)整車布局設(shè)計(jì)和懸架的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有很多種,下圖為減振器在采用麥弗遜獨(dú)立懸架轎車上的安裝位置示意圖。圖４-5減震器在麥弗遜懸掛上的位置汽車行駛的路面不可能絕對平坦,必然會產(chǎn)生振動，這種持續(xù)的振動易使司乘人員感到不舒適和疲勞,而減振器正式為迅速衰減振動而設(shè)計(jì)的。但減振器的功能決不僅僅是衰減振動，其對整車綜合特性的影響如下:圖4—6減震器對整車綜合特性的影響迅速衰減由路面?zhèn)鬟f給車體的振動,提高行駛平順性；使司乘人員不易疲勞貨物不易損壞，提高乘座舒適性；降低對相關(guān)零件沖擊載荷減少磨損，提高使用經(jīng)濟(jì)性;改善輪胎接地性抑制高速行駛跳動,提高行駛安全性;車輛在急加速、急剎車、急轉(zhuǎn)彎時(shí),提高操作穩(wěn)定性；二減振器的結(jié)構(gòu)：圖４－7雙向作用筒式液壓減震器基本結(jié)構(gòu)圖主要部件:１?；钊麠U2．工作缸筒3?；钊?。復(fù)原閥5。貯油缸筒6．壓縮閥7.補(bǔ)償閥8。流通閥9.導(dǎo)向座１0.防塵罩11.油封三減振器工作原理：?減振器活塞隨車輛振動在缸筒內(nèi)往復(fù)運(yùn)動,減振器殼體內(nèi)的油液重復(fù)地從一個(gè)內(nèi)腔通過一些窄小的孔隙流入另一內(nèi)腔。此時(shí),孔壁與油液間的摩擦液體分子內(nèi)摩擦便形成對振動的阻尼力,使車輛的振動能量轉(zhuǎn)化為熱能,而被油液和減振器殼體所吸收，然后散到大氣中。簡單的說就是,減振器將動能轉(zhuǎn)化為熱能。4.4橫向穩(wěn)定器的作用現(xiàn)代轎車懸架很軟，即固有頻率很低,而與懸架阻尼比成正比,由于固有頻率的，可以明顯的使ａ（車身加速度），從而改善汽車的平順性.懸架的側(cè)傾剛度;使車廂側(cè)傾角增加.是影響汽車操縱穩(wěn)定性、平順性的重要參數(shù)。側(cè)傾角的數(shù)值影響到汽車的橫擺角速度穩(wěn)態(tài)響應(yīng)及瞬態(tài)響應(yīng)。它是評定汽車操縱穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo).對于平順性而言乘員會感到不舒服。１.支桿２.套筒３。桿4。彈簧支座橫向穩(wěn)定器圖4-8桿式橫向穩(wěn)定器為提高懸架的側(cè)傾角剛度,減小橫向傾斜，常在懸架中添設(shè)橫向穩(wěn)定器（桿)，來保證良好操縱穩(wěn)定性如上圖所示桿式橫向穩(wěn)定器。彈簧鋼制成的橫向穩(wěn)定桿3呈扁平的Ｕ形，橫向地安裝在汽車前端或后端（也有轎車前后都裝橫向穩(wěn)定器）。桿3的中部的兩端自由地支承在兩個(gè)橡膠套筒內(nèi)，套筒2固定于車架上.橫向穩(wěn)定桿的