【電動(dòng)公交車(chē)空氣懸架設(shè)計(jì)10000字（論文）】

-1-電動(dòng)公交車(chē)空氣懸架設(shè)計(jì)TOC\o"1-3"\h\u38281緒論 -3-136511.1前言 -3-275811.1.1概論 -3-269111.1.2預(yù)期效果 -3-306011.2國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及現(xiàn)狀介紹 -3-161981.3針對(duì)本設(shè)計(jì)的空氣懸架系統(tǒng)簡(jiǎn)介 -4-151201.4本設(shè)計(jì)的目的與意義 -5-27841.4.1本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容： -5-238992公交車(chē)總體參數(shù)的布置 -6-158312.1客車(chē)參考車(chē)型及其參數(shù) -6-316262.2空氣懸架的工作原理 -6-123272.3電動(dòng)公交車(chē)的空氣懸架的種類(lèi)選擇 -7-265312.4電動(dòng)公交車(chē)懸架整體參數(shù)計(jì)算 -8-97062.4.1電動(dòng)公交車(chē)懸架的靜撓度計(jì)算 -8-201772.4.2懸架的動(dòng)撓度確定 -9-130782.4.3懸架的彈性特性的分析 -9-27622.5方案論證 -10-209493空氣彈簧的設(shè)計(jì) -11-161783.1空氣彈簧類(lèi)型選擇 -11-268373.2空氣彈簧參數(shù) -12-110523.3空氣彈簧參數(shù)計(jì)算 -12-105153.3.1前懸空氣彈簧參數(shù)選擇 -12-62793.3.3空氣彈簧剛度計(jì)算 -13-99543.3.4電動(dòng)公交車(chē)空氣彈簧固有頻率的校核 -15-238374減震器設(shè)計(jì) -16-287324.1電動(dòng)公交車(chē)減震器的類(lèi)型與選取 -16-185264.2電動(dòng)公交車(chē)減振器的參數(shù)計(jì)算 -17-129684.2.2減振器結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算 -18-261534.3電動(dòng)公交車(chē)減振器的結(jié)構(gòu)參數(shù) -19-218125懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) -20-23915.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 -20-203085.2電動(dòng)公交車(chē)前懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) -20-255045.2.2側(cè)傾軸線 -21-29795.2.3縱傾中心 -21-240145.2.4懸架橫臂的定位角 -22-240365.2.5導(dǎo)向桿計(jì)算 -22-149315.2.6電動(dòng)公交車(chē)前懸導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù) -23-34945.5電動(dòng)公交車(chē)后懸導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù) -24-76105.5.1導(dǎo)向桿布置方式 -24-17280結(jié)論 -25-13208參考文獻(xiàn) -26-1緒論1.1前言本設(shè)計(jì)主要針對(duì)某國(guó)產(chǎn)品牌電動(dòng)公交車(chē)為設(shè)計(jì)背景，以設(shè)計(jì)出優(yōu)秀的空氣彈簧前后懸架為目標(biāo)。通過(guò)對(duì)公交車(chē)乘坐舒適性與平順性等分析與研究，結(jié)合懸架主要原件，如減震器，空氣彈簧，等設(shè)計(jì)計(jì)算，完成說(shuō)明書(shū)，并熟練掌握CAD軟件，繪制出總裝圖與零件圖。1.1.1概論本設(shè)計(jì)要解決的主要問(wèn)題是設(shè)計(jì)出優(yōu)秀且滿(mǎn)足條件的電動(dòng)公交車(chē)前后空氣彈簧懸架。作為車(chē)身與地面的連接部分，車(chē)輪懸架應(yīng)重量輕，因?yàn)楣卉?chē)的特殊性，所以需要盡可能的提高安全性與司機(jī)在駕駛時(shí)要保證舒適性。懸架既要保證擁有準(zhǔn)確的方向盤(pán)導(dǎo)向，也要盡可能的時(shí)汽車(chē)轉(zhuǎn)向可以做到輕盈;此外，由于電動(dòng)公交車(chē)長(zhǎng)期在市區(qū)內(nèi)運(yùn)行，所以應(yīng)該盡量減少其噪聲。電動(dòng)公交車(chē)在正常行駛時(shí)車(chē)輪連接點(diǎn)處所收到的沖擊力會(huì)通過(guò)車(chē)輪懸架傳遞到車(chē)身，因此空氣懸架的耐久與強(qiáng)度更是重中之重。本課題設(shè)計(jì)的總體思路是以電動(dòng)公交車(chē)為設(shè)計(jì)背景，由有整到戲，先對(duì)懸架整體進(jìn)行選擇布置，之后再對(duì)懸架元件加以分析，精準(zhǔn)計(jì)算與設(shè)計(jì)，以改善傳統(tǒng)彈性元件對(duì)于乘客舒適性的不足，并通過(guò)減震器，導(dǎo)向部件的結(jié)構(gòu)和布置等部件，以盡量減少路面不平整對(duì)驅(qū)動(dòng)橋負(fù)載的影響。1.1.2預(yù)期效果首先完成預(yù)計(jì)任務(wù)，完成說(shuō)明書(shū)與CAD圖紙，之后結(jié)合設(shè)計(jì)過(guò)程，可以仔細(xì)學(xué)習(xí)以及研究空氣彈簧懸架工作原理，更加了解多種多樣的懸架分類(lèi)，進(jìn)行細(xì)致對(duì)比與學(xué)習(xí)。也更加了解設(shè)計(jì)過(guò)程，增加編寫(xiě)說(shuō)明書(shū)經(jīng)驗(yàn)，熟練掌握繪圖技巧。為之后的工作設(shè)計(jì)打好基礎(chǔ)。國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r及現(xiàn)狀介紹我國(guó)空氣懸架由于時(shí)代問(wèn)題，所以起步相對(duì)較晚，總體來(lái)講研究現(xiàn)狀落后于國(guó)外幾十年。直到近年來(lái)才開(kāi)始有了改善。首先因?yàn)閲?guó)際交流的增進(jìn)，技術(shù)開(kāi)始流通，中國(guó)在汽車(chē)制造業(yè)領(lǐng)域引入了大量國(guó)外人才，其中不乏掌握空氣懸架技術(shù)的人才，其次，我國(guó)針對(duì)于客車(chē)各分類(lèi)出臺(tái)了新的國(guó)家政策，而客車(chē)正是廣泛應(yīng)用空氣懸架的一種乘用車(chē)型。正因如此我國(guó)空氣懸架的研究才逐漸步入正軌，開(kāi)始逐步追趕國(guó)際腳步。目前，高端乘用車(chē)更偏向選用空氣懸架，但由于其成本相對(duì)較高等諸多因素的影響，空氣懸架在我國(guó)汽車(chē)設(shè)計(jì)中應(yīng)用率依舊相對(duì)較低，還是主要用過(guò)國(guó)外引進(jìn)。關(guān)于自主研發(fā)的情況，我國(guó)現(xiàn)在也不是完全沒(méi)有進(jìn)展，縱觀市場(chǎng)，中國(guó)現(xiàn)在也存在可以生產(chǎn)部分空氣懸架元件的廠商，一些國(guó)產(chǎn)汽車(chē)制造商已經(jīng)開(kāi)始針對(duì)我國(guó)特有的地形與路況開(kāi)始著手設(shè)計(jì)屬于中國(guó)自己的優(yōu)秀的空氣懸架，可以掌握技術(shù)且降低成本。近幾年來(lái)，隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，中國(guó)的公路事業(yè)也得到了飛速提升。在這些客觀條件的助力下，我國(guó)空氣彈簧的發(fā)展得到了空前的提升。隨著中國(guó)更優(yōu)秀的高速公路質(zhì)量，更長(zhǎng)的高速公路里程，以及更多的運(yùn)輸總量，在這一時(shí)間段，我國(guó)對(duì)車(chē)輛的需求從車(chē)輛的功用性更加偏向舒適性，操作穩(wěn)定性和安全性。在這種情況下，空氣彈簧相比于其他普通常見(jiàn)彈簧有著更明顯的優(yōu)勢(shì)，會(huì)得到廠家更廣泛的青睞與應(yīng)用。這也將大幅度促進(jìn)空氣彈簧懸架的設(shè)計(jì)的進(jìn)步與提升。在國(guó)內(nèi)因?yàn)榭諝鈶壹茉O(shè)計(jì)的研究進(jìn)展不及國(guó)外，仍舊有很多問(wèn)題等待研究人員解決，列如控制空氣懸架的高度控制閥不具有較高的可靠性且存在密封性問(wèn)題，又如空氣懸架現(xiàn)在存在的穩(wěn)定性的問(wèn)題。而國(guó)產(chǎn)的空氣懸架更有壽命較低等不足。也因此從嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，如今中國(guó)不存在有能力生產(chǎn)完整一套空氣懸架的廠家，而且電動(dòng)公交車(chē)也處于剛剛起步的階段，自主研發(fā)能力不足，有待提高。從國(guó)外的懸架研發(fā)歷史來(lái)看，主要經(jīng)歷了，從剛剛開(kāi)始，相對(duì)傳統(tǒng)的板簧，再一步一步由各大車(chē)廠細(xì)心研發(fā)到如今隨處可見(jiàn)的電控空氣懸架。雖然近幾年在汽車(chē)懸架方面并沒(méi)有本質(zhì)性的變革與研發(fā)，但國(guó)外團(tuán)隊(duì)與汽車(chē)企業(yè)也取得了一定的成果。相對(duì)具有代表性的是，韓國(guó)現(xiàn)代汽車(chē)的研究員在2011年通過(guò)滑?？刂评碚撛O(shè)計(jì)了電控空氣懸架高度調(diào)節(jié)控制器，實(shí)現(xiàn)了對(duì)車(chē)身高度的有效控制。目前，空氣懸架在國(guó)外的應(yīng)用的遠(yuǎn)多于國(guó)內(nèi)的應(yīng)用，尤其在高端的乘用車(chē)型如寶馬，奧迪等高端汽車(chē)。近年來(lái)，空氣懸架也被廣泛應(yīng)用于國(guó)產(chǎn)車(chē)型，如蔚來(lái)ES6、紅旗HS7等高端SUV車(chē)型。兩者相做比較，足以看出，相對(duì)于國(guó)外的空氣懸架研究進(jìn)展，國(guó)內(nèi)國(guó)內(nèi)研究仍顯稚嫩，與之仍舊有很多差距。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的提升，以及交通工業(yè)的變革，越來(lái)越多的人選擇相對(duì)高檔的私家車(chē)，而高檔乘用車(chē)型的懸架首選往往是空氣懸架，所以空氣懸架的應(yīng)用型也得到了更廣泛的接受與提高。針對(duì)本設(shè)計(jì)的空氣懸架系統(tǒng)簡(jiǎn)介1.空氣彈簧：總體來(lái)講在我國(guó)應(yīng)用范圍不及普通彈簧那般廣泛，它獨(dú)有的氣動(dòng)特性就來(lái)源于被壓縮的空氣，它最顯著的特征擁有一個(gè)可以伸縮的彈簧密封容器，里面充滿(mǎn)了被處理過(guò)的空氣。在這種情況下會(huì)導(dǎo)致空氣氣囊內(nèi)部的壓力與外面的大氣壓產(chǎn)生巨大的氣壓差。與此同時(shí)，空氣彈簧的活塞的橫截面也大于活塞桿的橫截面依舊會(huì)產(chǎn)生明顯的氣壓差，進(jìn)而可以產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。由于空氣彈簧的剛度會(huì)隨著電動(dòng)公交車(chē)的載荷變化而變化。通過(guò)研究，我們知道，當(dāng)電動(dòng)公交車(chē)所承受的載荷增大，空氣彈簧的剛度就會(huì)增大，當(dāng)電動(dòng)公交車(chē)所承受的載荷降低時(shí)，剛度又會(huì)隨之減少。就觀此種特性，相比于其他常見(jiàn)的普通彈簧擁有更好，更少見(jiàn)的彈性特性，這種特性，獲得各種廠商的認(rèn)可，會(huì)成為汽車(chē)懸架的主流方向。2.減振裝置：減振器的主要功能是降低振動(dòng)能量和減振。因?yàn)榭諝鈴椈膳c普通彈簧不同，空氣本身是摩擦較小的一種介質(zhì)，而且空氣懸架的阻尼也更小。所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中空氣懸架必須要配備一個(gè)適當(dāng)?shù)臏p震器。在工作過(guò)程中，我們要求空氣彈簧懸架必須擁有快速減震的能力但同時(shí)如果阻尼過(guò)高車(chē)輪所受到的震動(dòng)與沖擊又會(huì)直接傳遞給車(chē)身，懸架減震就會(huì)變慢。因此，選擇適應(yīng)減振器會(huì)影響電動(dòng)公交車(chē)懸架的性能。3.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)：導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是在懸架系統(tǒng)中的必要裝置，在研究中不可遺忘。它主要是用來(lái)傳遞各種力矩于力同時(shí)傳遞垂向力。需要滿(mǎn)足懸架系統(tǒng)不同情況下的載荷變化，避免電動(dòng)公交車(chē)出在轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)過(guò)度轉(zhuǎn)彎。同時(shí)保證電動(dòng)公交車(chē)的軸距不會(huì)在行駛過(guò)程中發(fā)現(xiàn)明顯變化。1.4本設(shè)計(jì)的目的與意義隨著人們?cè)絹?lái)越重視環(huán)保，電動(dòng)汽車(chē)也開(kāi)始逐步替代生活中普通的燃油車(chē)，尤其在公共乘用車(chē)方面。我國(guó)公交車(chē)也在逐步進(jìn)入電動(dòng)時(shí)代。而電動(dòng)公交車(chē)的乘坐舒適性正是與懸架掛鉤。因?yàn)槠涔卉?chē)的特殊性，所以其具有低地板，低速，大容量等特點(diǎn)，電動(dòng)公交車(chē)底盤(pán)需要盡可能保證其穩(wěn)定性與可靠性。在這些目的下，電動(dòng)公交車(chē)應(yīng)該盡量降低電動(dòng)公交車(chē)車(chē)身的固有頻率，已達(dá)到盡可能“柔軟”的目的，使乘客感到盡量舒適。經(jīng)過(guò)與各種不同的懸架互相對(duì)比，我們可以了解到空氣懸架具有其他懸架所不擁有的良好的減振與隔振性能。所以在公交車(chē)的制造過(guò)程中逐漸得到更多廠家的青睞。由近幾年的情況來(lái)看，空氣懸架總體具有良好的工業(yè)前景。本次設(shè)計(jì)主要運(yùn)用，汽車(chē)構(gòu)造，汽車(chē)設(shè)計(jì)，汽車(chē)底盤(pán)設(shè)計(jì)，汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與懸架設(shè)計(jì)，汽車(chē)懸架等課程知識(shí)來(lái)完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，更加了解設(shè)計(jì)流程，熟悉掌握設(shè)計(jì)懸架的技巧。由于空氣懸架本屬于相對(duì)熱門(mén)的研究項(xiàng)目，對(duì)其制造工藝，選擇，布置方法，以及適當(dāng)了解維修方法對(duì)于學(xué)生之后的工作與研究都是很好的助力。1.4.1本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：本次畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)生通過(guò)閱讀文獻(xiàn)與參考已有設(shè)計(jì)，綜合自身所學(xué)習(xí)的知識(shí)完成電動(dòng)公交車(chē)的前，后空氣懸架設(shè)計(jì)，最后成果如下：一套完整的前后懸架總裝圖，以及各個(gè)部分元件的零件圖，以及說(shuō)明書(shū)。學(xué)生更加深入且仔細(xì)的了解了懸架的更多種分類(lèi)以及各個(gè)種類(lèi)的優(yōu)缺點(diǎn)，了解了設(shè)計(jì)流程，可以順利在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成一套完整的設(shè)計(jì)。2公交車(chē)總體參數(shù)的布置2.1客車(chē)參考車(chē)型及其參數(shù)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)選用的參考的客車(chē)車(chē)型為宇通ZK6875BEVG1純電動(dòng)公交車(chē)，并援引相關(guān)數(shù)據(jù)。表2-1宇通ZK6875BEVG1型號(hào)客車(chē)基本參數(shù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)單位車(chē)身長(zhǎng)度8680mm車(chē)身寬度2550mm軸距4300mm前/后軸載4200/8300kg總質(zhì)量13700kg前輪距2040mm后輪距1836mm前懸/后懸1910/2470mm電機(jī)功率200kW排量-ml最高車(chē)速100km\h接近角7°離去角8°底盤(pán)類(lèi)型承載式車(chē)身用途公交車(chē)2.2空氣懸架的工作原理我們通過(guò)學(xué)習(xí)了解到常見(jiàn)的空氣懸架的主要工作原理，是在通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力的情況下，電動(dòng)公交車(chē)的壓縮機(jī)開(kāi)始工作，壓縮空氣，之后在經(jīng)過(guò)油水分離機(jī)的分離，再通過(guò)壓力調(diào)節(jié)閥，是混合液進(jìn)入油箱。通過(guò)空氣彈簧的壓力調(diào)節(jié)閥來(lái)控制保證空氣懸架的空氣氣囊內(nèi)部所壓縮的空氣的壓力。在適當(dāng)情況時(shí)，被壓縮的空氣將從空氣彈簧的氣囊中流出，將進(jìn)入與車(chē)架互相互相關(guān)聯(lián)的空氣懸架高度控制閥，進(jìn)一步調(diào)節(jié)高低，增加通過(guò)性與舒適性。在電動(dòng)公交車(chē)工作過(guò)程中，由于其本身的工作性質(zhì)，隨著乘客的增加，電動(dòng)公交車(chē)的載荷也將逐步增加。在這種情況下，電動(dòng)公交車(chē)的車(chē)軸與車(chē)架之間的間距會(huì)逐步減少。這種情況下就需要控制聯(lián)動(dòng)裝置的運(yùn)作。電控系統(tǒng)將公交車(chē)的充氣機(jī)打開(kāi)工作，壓縮空氣逐步進(jìn)入空氣彈簧的氣囊，使氣囊內(nèi)部壓力增加，增大壓力。在一系列工作下，車(chē)架（車(chē)身）逐漸上升，直到空氣閥關(guān)閉。當(dāng)電動(dòng)公交車(chē)上乘客下車(chē)時(shí)，電動(dòng)公交車(chē)載荷逐步減少，電動(dòng)公交車(chē)的車(chē)架與車(chē)軸之間的間距會(huì)逐步增大。此時(shí)，電動(dòng)公交車(chē)的電控系統(tǒng)會(huì)通過(guò)控制連桿的工作來(lái)打開(kāi)氣閥，排除氣囊中的空氣，降低電動(dòng)公交車(chē)空氣懸架的壓力，直到車(chē)身回到原本高度。因此，采用空氣彈簧懸架的車(chē)輛可以保持從空載到滿(mǎn)載的車(chē)身高度不變。這有助于乘客上下火車(chē)或裝卸貨物。儲(chǔ)氣罐通過(guò)管道與其他空氣彈簧連通，用于保持連接空氣彈簧的空氣彈簧壓力相同，使本體處于水平狀態(tài)。圖2-12.3電動(dòng)公交車(chē)的空氣懸架的種類(lèi)選擇空氣懸架有各種不同的分類(lèi)方式，總的大領(lǐng)域是，獨(dú)立懸架，半獨(dú)立懸架，非獨(dú)立式懸架，在此基礎(chǔ)上，又布置結(jié)構(gòu)可以再次細(xì)化分類(lèi)。獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架的主要區(qū)別還是在于導(dǎo)向元件的不同。非獨(dú)立式懸架主要特點(diǎn)：車(chē)輪兩側(cè)由一個(gè)整體框架或軸連接的懸掛式，在電動(dòng)公交車(chē)的實(shí)際應(yīng)用中，非獨(dú)立懸架的主要特點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)很簡(jiǎn)單，在經(jīng)濟(jì)性方面有著顯著的優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)今中國(guó)是最常見(jiàn)的懸架。在電動(dòng)公交車(chē)車(chē)輪兩側(cè)具有相同的外傾角與前梁。但是將在工作中，常見(jiàn)左、右車(chē)輪運(yùn)行的過(guò)程中會(huì)互相左右影響，最后嘗試連接到電動(dòng)公交車(chē)車(chē)身上時(shí)是通過(guò)導(dǎo)游組件。在遇到不平整的道路時(shí)，一側(cè)車(chē)輪產(chǎn)生跳躍的情況下，另一側(cè)車(chē)輪也會(huì)因此產(chǎn)生跳躍，這樣的話電動(dòng)公交車(chē)的整車(chē)舒適性就會(huì)有所降低。其結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。半獨(dú)立式懸架主要特點(diǎn)：半獨(dú)立式懸架在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用的不是很廣泛，其主要特征為左側(cè)車(chē)輪與右側(cè)車(chē)輪可以由可以扭轉(zhuǎn)的V行橫截面梁連接。整體來(lái)說(shuō)半獨(dú)立式懸架同時(shí)擁有獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架的一些特征，相對(duì)來(lái)說(shuō)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝配恨方便，成本比較容易控制。也常有B級(jí)轎車(chē)選擇使用半獨(dú)立式懸架，整體來(lái)說(shuō)乘坐舒適性較差。獨(dú)立懸架主要特點(diǎn)：獨(dú)立懸架是在公交車(chē)中備受青睞的一種懸架。因?yàn)槠湓诠ぷ鬟^(guò)程中可以保持左右公交車(chē)車(chē)輪的相互獨(dú)立，左側(cè)與右側(cè)的懸架部分通過(guò)導(dǎo)向元件與車(chē)身相連。擁有獨(dú)立懸架的電動(dòng)公交車(chē)在其他條件相同的情況下?lián)碛懈玫耐ㄟ^(guò)性，舒適性與操作穩(wěn)定性。如圖2-3所示。圖2-2非獨(dú)立懸架懸架構(gòu)造圖圖2-3獨(dú)立懸架懸架構(gòu)造圖本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，要系統(tǒng)的考慮電動(dòng)公交車(chē)的總體性能，考慮承載能力以及舒適性來(lái)說(shuō)，獨(dú)立懸架擁有更明顯的優(yōu)勢(shì)。再結(jié)合國(guó)內(nèi)的情況，再?gòu)氖袌?chǎng)上常見(jiàn)的獨(dú)立空氣懸架做出選擇。再參考各種懸架的優(yōu)缺點(diǎn)，結(jié)合經(jīng)濟(jì)性，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)前空氣彈簧懸架選用雙橫臂懸架，后空氣彈簧懸架，選用四連桿懸架。2.4電動(dòng)公交車(chē)懸架整體參數(shù)計(jì)算2.4.1電動(dòng)公交車(chē)懸架的靜撓度計(jì)算當(dāng)電動(dòng)公交車(chē)滿(mǎn)載的情況下，且處于穩(wěn)定的靜止位置時(shí)，其懸架上的載荷與剛度之比為靜撓度當(dāng)電動(dòng)公交車(chē)處于滿(mǎn)載狀態(tài)下的靜止位置時(shí)，電動(dòng)公交車(chē)的空氣懸架上所受到的載荷與此時(shí)此刻懸架本身的剛度c的比值，為我們所說(shuō)的靜撓度。我們?cè)谠O(shè)計(jì)過(guò)程中優(yōu)先確定靜撓度，因?yàn)樵陔妱?dòng)公交車(chē)的工作中，由懸架為主要元件所構(gòu)成的振動(dòng)系統(tǒng)直接關(guān)系到電動(dòng)公交車(chē)的平順性。我們參照各大廠商設(shè)計(jì)時(shí)，汽車(chē)質(zhì)量分配系數(shù)設(shè)為1。則可得下式：（2-1）（2-2）在通常的設(shè)計(jì)過(guò)程中，在防御車(chē)身產(chǎn)生較大的縱向角震動(dòng)的情況下，我們需要讓電動(dòng)公交車(chē)前懸架的靜撓度相對(duì)要小一點(diǎn)，在此前提下，我們還需要使前后懸架的靜撓度值應(yīng)該盡量接近。最后選定，電動(dòng)公交車(chē)后懸架的偏頻為1.2，而前懸架的偏僻為1.0則：2.4.2懸架的動(dòng)撓度確定通過(guò)查閱資料，我們了解到有關(guān)懸架的動(dòng)偏轉(zhuǎn)主要是代表懸架以靜態(tài)平衡狀態(tài)為起點(diǎn)，懸架所允許的最大變形的高度。在這過(guò)程中緩沖塊常被壓縮到二分之一或三分之二。對(duì)于電動(dòng)公交車(chē)的懸架的動(dòng)撓度常見(jiàn)為，因此在本次設(shè)計(jì)中選擇前后懸架的動(dòng)撓度為。2.4.3懸架的彈性特性的分析彈性特性曲線是力與變形之間的關(guān)系。力是指車(chē)輪上垂直的外力。變形是指車(chē)輪中心相對(duì)于車(chē)身的位移。曲線的斜率就是懸架的剛度。彈性特性可分為線彈性特性和非線性彈性特性，如圖2-9所示，具體描述如下。線彈性特性，懸架的變形和電動(dòng)公交車(chē)車(chē)輪所受到的力成正比。我們常見(jiàn)的鋼板彈簧就是一種很標(biāo)準(zhǔn)的線性彈性特性的彈簧。圖2-9非線性彈性特性，電動(dòng)公交車(chē)的空氣懸架的變形與車(chē)輪力不是成正比變化的，剛度隨著電動(dòng)公交車(chē)在工作中的載荷變化。因?yàn)殡妱?dòng)公交車(chē)汽車(chē)本身對(duì)于良好的乘坐舒性的要求，在針對(duì)具有非線性彈性特性懸架，適性，曲線上的任意一點(diǎn)M都必須滿(mǎn)足(2-3)因?yàn)?2-4)(2-5)lnP=+A(2-6)所以(2-7)因此通過(guò)上述計(jì)算，我們最終可以了解到，在外界條件理想的狀態(tài)下，剛度與載荷承指數(shù)關(guān)系。但事實(shí)上，在實(shí)際工作中，我們很少能達(dá)到如此條件。2.5方案論證本次設(shè)計(jì)的前懸架選用雙橫臂懸架，后懸架選用四連桿懸架。通過(guò)調(diào)查研究，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上常見(jiàn)的獨(dú)立懸架主要分為，雙橫臂獨(dú)立懸架、多連桿獨(dú)立懸架、雙縱向臂獨(dú)立懸架和麥弗遜獨(dú)立懸架。通過(guò)市場(chǎng)上的電動(dòng)公交車(chē),全面考慮的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn),經(jīng)濟(jì)和使用場(chǎng)景,前懸架選用雙橫臂懸架,后懸則選用四連桿懸架。而雙壁臂懸架的主要兩類(lèi)有等長(zhǎng)雙壁臂式和不等長(zhǎng)雙壁臂式兩種懸架系統(tǒng)。通過(guò)以往的使用經(jīng)驗(yàn)，雖然在公交車(chē)上使用等長(zhǎng)雙壁臂懸架系統(tǒng)在電動(dòng)公交車(chē)運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)車(chē)輪上下跳躍的情況下，也可以保持主銷(xiāo)傾斜角度的穩(wěn)定，但是會(huì)導(dǎo)致軸距的變化增大，在相同的情況下會(huì)增加輪胎的磨損?，F(xiàn)在已經(jīng)很少有制造商制造了。因此,現(xiàn)在更常見(jiàn)的是不等臂雙橫臂懸架系統(tǒng),我們只需要在電動(dòng)公交車(chē)空氣前懸架的設(shè)計(jì)過(guò)程中選用最合理的上擺臂與下擺臂長(zhǎng)度與布置,并通合理的計(jì)算與安排,就可以在使前輪的定位參數(shù)在一定合理變化范圍內(nèi)。懸架總成，考慮到經(jīng)濟(jì)適用性，使用強(qiáng)度等，采用常見(jiàn)的鋁合金構(gòu)成。3空氣彈簧的設(shè)計(jì)3.1空氣彈簧類(lèi)型選擇在生產(chǎn)生活中，我們常見(jiàn)的空氣彈簧分為三類(lèi)。膜式空氣彈簧的特點(diǎn):膜式彈簧還可以細(xì)分，由其氣囊止接口連接方式不同來(lái)決定分為約束膜式與自由膜式。如圖3-1所示，采用自我壓力自封的就為自由膜式。如圖3-1(a)、(b)所示;而約束膜式空氣彈簧一般用螺栓夾緊密封,如圖3-1(c)所示。(b)(c)圖3-1如圖3-1所示，我們常見(jiàn)的膜式空氣彈簧的底座常見(jiàn)的情況是由蓋板與深沖鋼板又或者鑄鋼制成。在制作過(guò)程中會(huì)在底座中間放置圓柱形狀的橡膠氣囊。膜式空氣彈簧主要是通過(guò)氣囊的變形實(shí)現(xiàn)整體的膨脹與收縮。因?yàn)闅饽腋淖兞烁叨?，也可以增加空氣彈簧的工作行程。在廠商制造的過(guò)程中會(huì)選擇底座便面鍍鉻來(lái)減少摩擦。雖然薄膜空氣彈簧的使用壽命不如膠囊式，而且在相同條件下其承載能力更小。不過(guò)薄膜空氣彈簧也有優(yōu)點(diǎn)就是其剛度相對(duì)較低。在工作過(guò)程中薄膜空氣彈簧可以嘗試改變自身基本形狀進(jìn)而導(dǎo)致控制有效面積變化率?？梢愿菀撰@得理想的彈性性能，這是它的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)。囊式空氣彈簧以橡膠囊的主要組件囊式空氣彈簧，氣囊分為不同的部分鋼腰環(huán)用于承受內(nèi)部壓力緊張,根據(jù)這一點(diǎn),它可以分為三種類(lèi)型:單曲,雙曲和多曲空氣氣囊。囊式空氣彈簧結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，所以成本低;而且由于橡膠囊的曲率變化小，使用壽命長(zhǎng)。氣囊式空氣彈簧的剛度與氣室容積、氣體壓力和氣囊曲率數(shù)有關(guān)。在實(shí)際工作中增加空氣彈簧氣囊體積可以適當(dāng)降低彈簧剛度。也就是說(shuō)在體積相同的前提下，空氣懸架的數(shù)量越多，彈簧剛度會(huì)下降。而當(dāng)空氣氣囊的曲率太大，會(huì)影響整個(gè)空氣彈簧的穩(wěn)定性。復(fù)合式空氣彈簧復(fù)合材料空氣彈簧的結(jié)構(gòu)介于膠囊式和薄膜式之間，薄膜空氣彈簧具有剛度低的特點(diǎn)。由于復(fù)合空氣彈簧的制造工藝復(fù)雜，相對(duì)成本較高所以本次設(shè)計(jì)不采用。在實(shí)際情況下空氣彈簧的氣囊所處的工作環(huán)境相對(duì)較差。其所處環(huán)境不僅有時(shí)會(huì)受到腐蝕性物質(zhì)腐蝕，還常常溫度與氣壓都不穩(wěn)定。因此，在設(shè)計(jì)中應(yīng)當(dāng)注意，空氣氣囊需要適應(yīng)四十度到七十度的工作溫度，有抵磷化物，酸堿以及臭氧腐蝕的能力。在二十四小時(shí)內(nèi)的降壓不會(huì)超出MPa。3.2空氣彈簧參數(shù)本次以宇通ZK6875BEVG1純電動(dòng)公交車(chē)為研究對(duì)象，主要參考數(shù)據(jù)如下表3-1所示。表3-1參考車(chē)型懸架主要參數(shù)項(xiàng)目數(shù)據(jù)靜擾度（mm）250動(dòng)擾度（mm）80彈簧拉伸最高高度（mm）425彈簧壓縮最低高度（mm）175彈簧工作高度（mm）250彈簧壓縮極限彈簧中經(jīng)（mm）70.53.3空氣彈簧參數(shù)計(jì)算3.3.1前懸空氣彈簧參數(shù)選擇以設(shè)計(jì)所選用的車(chē)型為背景，我們了解到其在正常工作中，空氣彈簧下部質(zhì)量是3620Kg，空氣彈簧上部質(zhì)量為580Kg,最后以4200Kg的總質(zhì)量工作。則前懸架單個(gè)空氣彈簧承載為：(3-1)由之前選取設(shè)計(jì)的條件得，當(dāng)電動(dòng)公交車(chē)空氣彈簧懸架的設(shè)計(jì)高度為260mm的情況下，電動(dòng)公交車(chē)的空氣彈簧工作內(nèi)壓與負(fù)荷關(guān)系如表3-2所示表3-2工作內(nèi)壓P（MPa）負(fù)荷F（N)0.388000.515100參考?xì)饽逸d荷曲線，采用插值法計(jì)算滿(mǎn)載情況下氣囊的工作內(nèi)壓為：(3-2)綜上，結(jié)合條件我們可以得到設(shè)計(jì)參數(shù)，即當(dāng)空氣彈簧高度為260mm時(shí)，空氣彈簧氣囊氣室為九升。3.3.2后懸空氣彈簧參數(shù)選擇(3-3)由之前選取設(shè)計(jì)的條件得，當(dāng)電動(dòng)公交車(chē)空氣彈簧懸架的設(shè)計(jì)高度為210mm的情況下，電動(dòng)公交車(chē)的空氣彈簧工作內(nèi)壓與負(fù)荷關(guān)系如表3-3所示表3-3工作內(nèi)壓P（MPa）負(fù)荷F（N)0.55390000.6938400參考?xì)饽逸d荷曲線，采用插值法計(jì)算滿(mǎn)載情況下氣囊的工作內(nèi)壓為：(3-4)綜上，結(jié)合條件我們可以得到設(shè)計(jì)參數(shù)，即當(dāng)空氣彈簧高度為210mm時(shí)，空氣彈簧氣囊氣室為十一升。3.3.3空氣彈簧剛度計(jì)算我們不妨設(shè)在工作過(guò)程中，電動(dòng)空氣懸架充滿(mǎn)懸架的情況下，空氣彈簧上的載荷為。則空氣彈簧剛度為：(3-5)我們仔細(xì)觀察以上公式，當(dāng)我們?cè)龃罂諝鈴椈伤梢匀菁{空氣的氣體容積，我們就可以獲得我們想要的相對(duì)來(lái)說(shuō)比較低的剛度。不過(guò)在實(shí)際操作中由于空間有限，各大車(chē)廠常使用輔助氣室進(jìn)而達(dá)到擁有更多的容積的目的。則空氣懸架偏頻計(jì)算如下:(3-4)(3-5)3.滿(mǎn)載時(shí)空氣彈簧容積根據(jù)氣體多變過(guò)程方程，滿(mǎn)載情況下前空氣彈簧容積為:(3-6)=（-1）+K3.3.4電動(dòng)公交車(chē)空氣彈簧固有頻率的校核(3-7)所有前后懸架，均合格。4減震器設(shè)計(jì)4.1電動(dòng)公交車(chē)減震器的類(lèi)型與選取減震器的功能：在電動(dòng)公交車(chē)的實(shí)際工作中減震器的主要是被用來(lái)衰減運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)能量與沖擊勢(shì)能，并通過(guò)一系列工作將其轉(zhuǎn)化為熱能消散與分解。在我國(guó)的環(huán)境下，在公交車(chē)上最常見(jiàn)的減震器是靜液壓減震器。當(dāng)汽車(chē)行駛在不平的路面上，發(fā)生在車(chē)輪上的震動(dòng)會(huì)將力與扭矩傳遞給公交車(chē)懸架，之后再傳遞給車(chē)架。懸架減震器則抑制震動(dòng)。電動(dòng)公交車(chē)的減震器的選擇：我們?cè)趯?shí)際設(shè)計(jì)中，常見(jiàn)選擇的減震器主要?dú)鈩?dòng)式減震器與液壓型減震器。氣動(dòng)式減震器的阻尼材料為高壓氮?dú)?。其工作原理是：電?dòng)公交車(chē)在外力作用下來(lái)回運(yùn)動(dòng)，活塞在工作缸內(nèi)來(lái)回移動(dòng)。減振器油在閥門(mén)系統(tǒng)的窄孔內(nèi)反復(fù)運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生阻尼力。根據(jù)減振器的結(jié)構(gòu)布置，大致可分為雙缸減振器和單缸減振器。本設(shè)計(jì)采用雙缸減振器作為懸架系統(tǒng)的減振器。減振器的結(jié)構(gòu)圖和工作。4.2電動(dòng)公交車(chē)減振器的參數(shù)計(jì)算4.2.1電動(dòng)公交車(chē)空氣懸架減振器阻力的計(jì)算則有=11552(4-1)(4-2)在實(shí)際工作中，由于路面的不平整經(jīng)常會(huì)給車(chē)身一定的沖擊，所以為了減少此等現(xiàn)象，減震器壓縮與拉伸行程的計(jì)算如下：(4-3)4.2.2減振器結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算(4-4)（4-5）代入上式得3.導(dǎo)向座寬度和活塞寬度的設(shè)計(jì)計(jì)算當(dāng)減震器導(dǎo)軌長(zhǎng)度太小的情況下，因?yàn)殚g隙的問(wèn)題，導(dǎo)致的結(jié)果是減震器液壓缸一開(kāi)始的撓度會(huì)有所增加，以及穩(wěn)定性會(huì)有所下降。因此，我們?cè)谠O(shè)計(jì)的過(guò)程中必須注意一定要設(shè)置一個(gè)最小導(dǎo)程長(zhǎng)度。針對(duì)減振器工作時(shí)活塞桿和導(dǎo)向座相對(duì)滑動(dòng)的特點(diǎn)，在導(dǎo)座上設(shè)計(jì)了一套滑套，使活塞桿滑動(dòng)輕快，同時(shí)減少了活4.3電動(dòng)公交車(chē)減振器的結(jié)構(gòu)參數(shù)表4-1減振器尺寸參數(shù)序號(hào)參數(shù)名稱(chēng)數(shù)值（mm）序號(hào)參數(shù)名稱(chēng)數(shù)值（mm）1防塵罩直徑905螺釘直徑102儲(chǔ)油筒直徑806連接臺(tái)直徑803活塞桿直徑407連接臺(tái)長(zhǎng)度304減振器工作直徑658防塵罩長(zhǎng)度4875懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是我們?cè)陔妱?dòng)公交車(chē)空氣懸架中必不可少的設(shè)備。我們?cè)诳諝鈶壹艿膶?dǎo)向機(jī)構(gòu)的過(guò)程中，也要注意一下幾點(diǎn)要求：1)當(dāng)懸架載荷發(fā)生變化時(shí)，軸距變化應(yīng)合理。在正常情況下，軸距變化不應(yīng)超過(guò)±4.0mm。2)當(dāng)電動(dòng)公交車(chē)工作時(shí)，客人上下車(chē)的過(guò)程中，電動(dòng)公交車(chē)的載荷會(huì)發(fā)生一定的改變。所以我們?cè)O(shè)計(jì)的空氣懸架應(yīng)該保證公交車(chē)定位參數(shù)在一個(gè)合理的范圍內(nèi)。且在縱方向盡量不要有加速度。3)在工作過(guò)程中，電動(dòng)公交車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，汽車(chē)應(yīng)該保持盡量平穩(wěn)。4)在行駛過(guò)程中偶遇突發(fā)情剎車(chē)時(shí)，電動(dòng)公交車(chē)車(chē)身可以抵抗“前傾點(diǎn)頭”。然而當(dāng)電動(dòng)公交車(chē)加速時(shí)，其車(chē)身也可以抵抗“后仰”。5.2電動(dòng)公交車(chē)前懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)圖5-1顯示了雙臂獨(dú)立懸吊系統(tǒng)的橫搖中心。通過(guò)上下橫臂的伸展，可以得到桿p點(diǎn)和點(diǎn)p的高度。點(diǎn)p和點(diǎn)n與車(chē)輛軸的交點(diǎn)是車(chē)輛滾動(dòng)的中心，即圖中的w點(diǎn)。如果上下交叉臂平行，則上下交叉臂通過(guò)連接點(diǎn)n平行，汽車(chē)車(chē)軸的交叉點(diǎn)為橫搖中心w，圖5-1圖5-25.2.2側(cè)傾軸線對(duì)于獨(dú)立懸架，前中心和后中心之間的連接成為滾動(dòng)軸。滾筒軸應(yīng)該盡可能地高于地面，與地面大致平行。電動(dòng)公交車(chē)如果想車(chē)身側(cè)傾角保持在合理范圍內(nèi)主要是由最大高度決定，不過(guò)前懸架的側(cè)傾高度其實(shí)不宜過(guò)高。所以針對(duì)于電動(dòng)公交車(chē)獨(dú)立懸架推薦如下：5.2.3縱傾中心雙壁臂獨(dú)立懸架的側(cè)傾中心如圖5-3所示。過(guò)鉸接點(diǎn)G和E是擺臂的旋轉(zhuǎn)軸D和C的平行線，兩條線的交點(diǎn)為配平中心。圖5-35.2.4懸架橫臂的定位角擺臂空間的定位角如圖5-4所示。可包含為懸架抗前俯角β，擺臂的水平斜置角α及懸架斜置初始角θ。圖5-45.2.5導(dǎo)向桿計(jì)算圖5-5(5-1)(5-2)(5-3)得到：，，，=5.47，=5.4。，。合格，合格。合格，合格5.2.6電動(dòng)公交車(chē)前懸導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)表5-1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)名稱(chēng)數(shù)值軸距（mm）4300主銷(xiāo)內(nèi)傾角10主銷(xiāo)后傾角1.5上擺軸長(zhǎng)度（mm）85下擺軸長(zhǎng)度（mm）750側(cè)傾重心高度（mm）100上擺臂與下擺臂長(zhǎng)度之比0.65上擺軸與水平夾角5.5下擺軸與縱軸線夾角2.5上擺軸與縱軸線夾角3.55.5電動(dòng)公交車(chē)后懸導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)5.5.1導(dǎo)向桿布置方式1.關(guān)于V形桿夾角的選擇本次設(shè)計(jì)我們后懸架應(yīng)用四連桿懸架類(lèi)型，導(dǎo)向桿以V形桿布置為主，而V形桿最重要的設(shè)計(jì)參數(shù)是V形桿的夾角。我們通過(guò)學(xué)習(xí)去的過(guò)程，了解到，當(dāng)V形桿設(shè)置的夾角越大，V形桿在工作過(guò)程中所受到的側(cè)向受力越小，縱向受力越大。而且我們還要注意的是，在現(xiàn)實(shí)工作中，與下面部分的鋼筋相比較，V形桿應(yīng)該具有一定的過(guò)載能力。所以我們?cè)谠O(shè)計(jì)中要保證V形桿的夾角足夠大，已滿(mǎn)足上面的要求。V形桿固定端跨和活動(dòng)端跨的選擇本次后懸設(shè)計(jì)采用四桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。在廠家生產(chǎn)的過(guò)程中推力桿懸架的鉸鏈街頭會(huì)采用橡膠襯套。因?yàn)橄鹉z襯套制作簡(jiǎn)單，成本可控，且在垂直桿的方向，沿桿的方向，甚至扭轉(zhuǎn)的方向都有一定的彈性。相比于其他布置提供了更有力的約束。其中上桿和下桿分別通過(guò)球頭座與氣囊支架和車(chē)軸互相連接。注意球頭需要做成球頭銷(xiāo)的形狀。表5-1導(dǎo)向桿與球頭尺寸參數(shù)序號(hào)參數(shù)名稱(chēng)數(shù)值（mm）序號(hào)參數(shù)名稱(chēng)數(shù)值（mm）1上導(dǎo)向桿總長(zhǎng)度7106連接塊寬度302下導(dǎo)向桿總長(zhǎng)度7607連接孔直徑183導(dǎo)向桿直徑504套筒外直徑1125套筒內(nèi)直徑88結(jié)論我們通過(guò)本次仔