現(xiàn)代汽車構(gòu)造 6 懸架設(shè)計(jì)-new 學(xué)習(xí)課件

第六章懸架設(shè)計(jì)

第六章懸架設(shè)計(jì)§6-1概述§6-2懸架結(jié)構(gòu)形式分析§6-3懸架主要參數(shù)的確定§6-4彈性元件的計(jì)算§6-1

概述

一主要作用

傳遞車輪和車架（或車身）之間的一切力和力矩;

緩和、抑制路面對車身的沖擊和振動(dòng)；保證車輪在路面不平和載荷變化時(shí)有理想的運(yùn)動(dòng)特性。保證汽車的操縱穩(wěn)定性。二．組成彈性元件導(dǎo)向裝置減振器緩沖塊橫向穩(wěn)定器懸架彈性元件緩沖塊橫向穩(wěn)定器減振裝置導(dǎo)向裝置鋼板彈簧螺旋彈簧扭桿彈簧空氣彈簧油氣彈簧橡膠彈簧非獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架平衡式懸架交聯(lián)式懸架主動(dòng)式懸架三．分類

1．懸架的分類2．獨(dú)立懸架的分類二對懸架提出的設(shè)計(jì)要求

1）保證汽車有良好的行駛平順性。2）具有合適的衰減振動(dòng)能力。3）保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。4）汽車制動(dòng)或加速時(shí)要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾；轉(zhuǎn)彎時(shí)車身側(cè)傾角要合適。5）有良好的隔聲能力。6）結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間尺寸要小。7）可靠地傳遞車身與車輪之間的各種力和力矩，在滿足零部件質(zhì)量要小的同時(shí)，還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命。§6-2懸架結(jié)構(gòu)形式分析

一、非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架

懸架非獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架兩類左、右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過懸架與車架（或車身）連接左、右車輪通過各自的懸架與車架（或車身）連接

非獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架1非獨(dú)立懸架

優(yōu)點(diǎn)

縱置鋼板彈簧為彈性元件兼作導(dǎo)向裝置結(jié)構(gòu)簡單制造容易維修方便工作可靠

缺點(diǎn)

汽車平順性較差高速行駛時(shí)操穩(wěn)性差轎車不利于發(fā)動(dòng)機(jī)、行李艙的布置應(yīng)用：貨車、大客車的前、后懸架以及某些轎車的后懸架2獨(dú)立懸架

優(yōu)點(diǎn)

簧下質(zhì)量??；懸架占用的空間??；可以用剛度小的彈簧，改善了汽車行駛平順性；由于有可能降低發(fā)動(dòng)機(jī)的位置高度，使整車的質(zhì)心高度下降，又改善了汽車的行駛穩(wěn)定性；左、右車輪各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)互不影響，可減少車身的傾斜和振動(dòng)，同時(shí)在起伏的路面上能獲得良好的地面附著能力。

缺點(diǎn)

結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本較高維修困難應(yīng)用：轎車和部分輕型貨車、客車及越野車

3評價(jià)指標(biāo)：

1）側(cè)傾中心高度

側(cè)傾中心位置高，它到車身質(zhì)心的距離縮短，可使側(cè)傾力臂及側(cè)傾力矩小些，車身的側(cè)傾角也會(huì)減小。但側(cè)傾中心過高，會(huì)使車身傾斜時(shí)輪距變化大，加速輪胎的磨損。2）車輪定位參數(shù)的變化

若主銷后傾角變化大，容易使轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生擺振；若車輪外傾角變化大，會(huì)影響汽車直線行駛穩(wěn)定性，同時(shí)也會(huì)影響輪距的變化和輪胎的磨損速度。5）懸架占用的空間尺寸

占用橫向尺寸大的懸架影響發(fā)動(dòng)機(jī)的布置和從車上拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)的困難程度；占用高度空間小的懸架，則允許行李箱寬敞，而且底部平整，布置油箱容易。3）懸架側(cè)傾角剛度車廂側(cè)傾角與側(cè)傾力矩和懸架總的側(cè)傾角剛度大小有關(guān)，并影響汽車的操縱穩(wěn)定性和平順性。4）橫向剛度懸架的橫向剛度影響操縱穩(wěn)定性。若用于轉(zhuǎn)向軸上的懸架橫向剛度小，則容易造成轉(zhuǎn)向輪發(fā)生擺振現(xiàn)象。二、不同形式獨(dú)立懸架方案分析

①側(cè)傾中心位置高，它到車身質(zhì)心距離短，則側(cè)傾力臂及力矩小，車身側(cè)傾角小。側(cè)傾中心位置高，車身側(cè)傾時(shí)輪距變化大，輪胎磨損↑②主銷后傾角變化大，轉(zhuǎn)向輪易擺振；外傾角變化大，影響直線行駛穩(wěn)定性和輪距變化，輪胎磨損速度↑③輪距變化影響輪胎磨損速度④懸架側(cè)傾角剛度影響車廂側(cè)傾角大小⑤懸架橫向剛度小，轉(zhuǎn)向輪容易擺振⑥占用空間大小影響發(fā)動(dòng)機(jī)布置、拆裝的方便性懸架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)臂式側(cè)傾中心高比較低比較高比較低居單橫臂和單縱臂之間比較高比較低車輪定位參數(shù)的變化車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角均有變化車輪外傾角與主銷內(nèi)傾角變化大主銷后傾角變化大有變化變化小左、右輪同時(shí)跳動(dòng)時(shí)不變輪距變化小，輪胎磨損速度慢變化大，輪胎磨損速度快不變變化不大變化很小不變懸架側(cè)傾角剛度較小，需用橫向穩(wěn)定器較大，可不裝橫向穩(wěn)定器較小，需用橫向穩(wěn)定器居單橫臂式和單縱臂式之間較大，可不裝橫向穩(wěn)定器橫向剛度橫向剛度大橫向剛度小橫向剛度較小橫向剛度大占用空間尺寸占用較多占用較少幾乎不占用高度空間占用的空間小其它結(jié)構(gòu)復(fù)雜前懸架用得較多結(jié)構(gòu)簡單、成本低，前懸架上用得少結(jié)構(gòu)簡單、成本低結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，轎車上用得較多結(jié)構(gòu)簡單，用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)轎車后懸架三、前、后懸架方案的選擇

1．前后懸架的匹配方案2．三種匹配方案分析

1）前、后輪采用非獨(dú)立懸架縱置鋼板彈簧優(yōu)點(diǎn)：懸架結(jié)構(gòu)簡單維修保養(yǎng)方便在車上布置容易制造容易可傳遞各種力和力矩

縱置鋼板彈簧缺點(diǎn)：質(zhì)量大簧下質(zhì)量大懸架彈性特性是線形的壽命短長度短，剛度大，平順性差

上述優(yōu)、缺點(diǎn)是指一副鋼板彈簧而言，如果前、后軸（橋）四個(gè)車輪都裝有縱置鋼板彈簧，對整車來說又有下述兩項(xiàng)缺點(diǎn)：（1）汽車轉(zhuǎn)彎行駛有軸轉(zhuǎn)向效應(yīng)問題，見圖6-3

對前軸軸轉(zhuǎn)向效應(yīng)使汽車不足轉(zhuǎn)向趨勢增加。對后橋軸轉(zhuǎn)向效應(yīng)增加了汽車過多轉(zhuǎn)向趨勢。為克服后者帶來的缺點(diǎn)，于轎車要求將后懸架的前吊耳位置布置低些。（2）前懸架采用縱置鋼板彈簧，前輪容易擺振，汽車操縱穩(wěn)定性變壞。應(yīng)用：中、重型貨車前、后懸架均采用縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架的汽車轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，內(nèi)側(cè)懸架處于減載而外側(cè)懸架處于加載狀態(tài)，于是內(nèi)側(cè)懸架受拉抻，外側(cè)懸架受壓縮，結(jié)果與懸架固定連接的車軸（橋）的軸線相對汽車縱向中心線偏轉(zhuǎn)一角度α。如圖a對前軸，這種偏轉(zhuǎn)使汽車不足轉(zhuǎn)向趨勢增加對后橋，則增加了汽車過多轉(zhuǎn)向趨勢

轎車將后懸架縱置鋼板彈簧的前部吊耳位置布置得比后邊吊耳低，于是懸架的瞬時(shí)運(yùn)動(dòng)中心位置降低，與懸架連接的車橋位置處的運(yùn)動(dòng)軌跡b所示，即處于外側(cè)懸架與車橋連接處的運(yùn)動(dòng)軌跡是oa段，結(jié)果后橋軸線的偏離不再使汽車具有過多轉(zhuǎn)向的趨勢。2）前輪采用獨(dú)立懸架、后輪采用非獨(dú)立懸架

（1）目前轎車前輪多采用車輪上、下跳動(dòng)時(shí)，車輪定位參數(shù)變化小的麥弗遜式懸架，因而可以保證前輪不易發(fā)生擺振現(xiàn)象，使汽車有良好的操縱穩(wěn)定性。麥弗遜式懸架優(yōu)、缺點(diǎn)見前述。除此之外，兩前輪裝上麥弗遜式懸架以后，當(dāng)主銷軸線的延長線與地面的交點(diǎn)位于輪胎胎冠印跡中心外側(cè)時(shí)，具有負(fù)主銷偏移距rs，有利于制動(dòng)穩(wěn)定性（2）前懸架采用雙橫臂式獨(dú)立懸架、后懸架采用縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架時(shí)，可通過將雙橫臂中的上橫臂支承軸銷的軸線布置成前高后低狀，使懸架的縱向運(yùn)動(dòng)瞬心位于能減少制動(dòng)前俯角處，使制動(dòng)時(shí)車身縱傾減少，達(dá)到保持車身有良好的穩(wěn)定性能。3）前、后輪采用獨(dú)立懸架轎車前輪用麥弗遜式懸架，后輪用扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式后懸架。用的非常廣泛。四．彈性元件結(jié)構(gòu)分析①變厚少片簧比多片減少20%～40%的質(zhì)量。油氣彈簧比多片鋼板彈簧輕50%②扭桿彈簧本身固定在車架上，∴簧下質(zhì)量小。③板簧軸銷處要求每天或行駛500公里保養(yǎng)一次，即加注潤滑脂。④板簧在交變應(yīng)力作用下，并有污泥、濁水腐蝕，易產(chǎn)生細(xì)而深裂紋

→疲勞裂紋。板簧壽命好路10～15萬Km

壞路1～1.5萬Km

一般4～5萬Km

空氣彈簧氣囊壽命是板簧四倍.五．輔助元件結(jié)構(gòu)分析1．橫向穩(wěn)定器∵車身振動(dòng)固有頻率∴減小懸架垂直剛度C，可使n↓，結(jié)果平順性得到改善。又∵懸架側(cè)傾角剛度Cφ∝C，∴減小C又使Cφ減小結(jié)果車身側(cè)傾角↑，舒適性↓設(shè)置橫向穩(wěn)定器可以在不增大C的條件下，增大Cφ，能很好解決平順性與舒適性的矛盾。2.緩沖塊

橡膠制造，通過硫化將橡膠與鋼板連接為一體，再經(jīng)焊在鋼板上的螺釘將緩沖塊固定到車架（車身）或其它部位上，起到限制懸架最大行程的作用多孔聚氨指制成，它兼有輔助彈性元件的作用。這種材料起泡時(shí)就形成了致密的耐磨外層，它保護(hù)內(nèi)部的發(fā)泡部分不受損傷。由于在該材料中有封閉的氣泡，在載荷作用下彈性元件被壓縮，但其外廓尺寸增加卻不大，這點(diǎn)與橡膠不同。有些汽車的緩沖塊裝在減振器上?！?-3

懸架主要參數(shù)的確定

一、前后懸架的靜撓度、動(dòng)撓度的選擇汽車滿載靜止時(shí)懸架上的載荷Fw與此時(shí)懸架剛度c之比，即fc=Fw/c。1靜撓度汽車前、后懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性的主要參數(shù)之一因現(xiàn)代汽車的質(zhì)量分配系數(shù)ε近似等于1，于是汽車前、后軸上方車身兩點(diǎn)的振動(dòng)不存在聯(lián)系

式中，c1、c2為前、后懸架的剛度（N/cm）；

m1、m2為前、后懸架的簧上質(zhì)量（kg）。汽車前、后部分的車身的固有頻率n1和n2（亦稱偏頻）可用下式表示2)影響選取fc的因素當(dāng)采用彈性特性為線性變化的懸架時(shí)，前、后懸架的靜撓度可用下式表示fc1=m1g/c1

fc2=m2g/c2式中，

g為重力加速度（g=981cm/s2）。將fc1、fc2代入上式得到fc因素要求fc取備注汽車平順性大

fc大，n↓少碰緩沖塊小fc小，C↑變形小緊急制動(dòng)汽車前俯角小小fc取小，C↑

轉(zhuǎn)彎行駛減小側(cè)傾角小縱置鋼板彈簧長度短小3)選取fc時(shí)應(yīng)遵守的原則

1）對轎車應(yīng)保證有良好的平順性，即n低，大客車次之，載貨汽車居最后。

2）級別越高的轎車n應(yīng)越小。

3）fc2<fc1

∵分析證明了n1/n2<1時(shí)，車身縱向角振動(dòng)要比n1/n2>1時(shí)小。

∴設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使n1<n2，即fc2<fc1

若汽車以較高車速駛過單個(gè)路障，n1/n2＜1時(shí)的車身縱向角振動(dòng)要比n1/n2＞1時(shí)小，故推薦取fc2=（0.8~0.9）fc1。考慮到貨車前、后軸荷的差別和駕駛員的乘坐舒適性，取前懸架的靜撓度值大于后懸架的靜撓度值，推薦fc2=（0.6~0.8）fc1。為了改善微型轎車后排乘客的乘坐舒適性，有時(shí)取后懸架的偏頻低于前懸架的偏頻。希望fc1與fc2要接近，單不能相等（防止共振）希望fc1>fc2(從加速性考慮，若fc2大，車身的振動(dòng)大）4)fc值取值范圍

∵設(shè)計(jì)時(shí)，先從為了保證汽車有良好的平順性，確定n，然后由式可算得fc，∴下面給出n的選定范圍：指從滿載靜平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允許的最大變形（通常指緩沖塊壓縮到其自由高度的1/2或2/3）時(shí)，車輪中心相對車回（或車身）的垂直位移

1)動(dòng)撓度2.動(dòng)撓度以運(yùn)送人為主的轎車對平順性的要求最高，大客車次之，載貨車更次之。對普通級以下轎車滿載的情況，前懸架偏頻要求1.00~1.45Hz，后懸架則要求在1.17~1.58Hz。原則上轎車的級別越高，懸架的偏頻越小。對高級轎車滿載的情況，前懸架偏頻要求在0.80~1.15Hz，后懸架則要求在0.98~1.30Hz。貨車滿載時(shí)，前懸架偏頻要求在1.50~2.10Hz，而后懸架則要求

在1.70~2.17Hz。選定偏頻以后，再利用上式即可計(jì)算出懸架的靜撓度。2)影響選取fd的因素3)選取fd的原則懸架剛度小、使用條件又不好的汽車，fd應(yīng)取大。以運(yùn)送人為主的轎車對平順性的要求最高，大客車次之，載貨車更次之。對普通級以下轎車滿載的情況，前懸架偏頻要求1.00~1.45Hz，后懸架則要求在1.17~1.58Hz。原則上轎車的級別越高，懸架的偏頻越小。對高級轎車滿載的情況，前懸架偏頻要求在0.80~1.15Hz，后懸架則要求在0.98~1.30Hz。貨車滿載時(shí)，前懸架偏頻要求在1.50~2.10Hz，而后懸架則要求在1.70~2.17Hz。選定偏頻以后，再利用上式即可計(jì)算出懸架的靜撓度。4)推薦fd的選取范圍1．定義懸架受到的垂直外力F與由此所引起的車輪中心相對于車身位移f（懸架變形）的關(guān)系曲線。

剛度：彈性特性曲線上某點(diǎn)的切線與水平坐標(biāo)軸夾角的正切為該點(diǎn)剛度。如圖中8點(diǎn)剛度∴8點(diǎn)靜撓度是fc

二、懸架的彈性特征2．種類線性的彈性特性、非線性彈性特性3．各自特點(diǎn)1）線性的彈性特性特點(diǎn)（1）定義：懸架變形f與所受垂直外力F之間呈固定比例變化時(shí)，彈性特性為一直線，稱之為線性彈性特性。（2）特點(diǎn)

①懸架的剛度=常數(shù)

②∵

m—簧上質(zhì)量∴使用中由于m的變化（空、半、超載等），引起n變化，空、半載時(shí)，n↑,平順性變壞。超載時(shí)n↓、平順性↑。③懸架動(dòng)容量定義懸架從滿載靜載荷的位置起，變形到結(jié)構(gòu)允許的最大變形為止，消耗的功。動(dòng)容量大，懸架碰撞緩沖塊的可能性愈小。具有線性特性的懸架，在n比較低的條件下與非線性特性懸架比較，當(dāng)動(dòng)容量相同時(shí)，其動(dòng)撓度增加很多，—→碰撞車架，—→舒適性↓。上述情況下為不碰撞車架，可抬高車架—→hg↑、汽車穩(wěn)定性↓。2）非線性彈性特性特點(diǎn)（1）定義懸架變形f與所受垂直外力F之間，不呈固定比例變化時(shí)，彈性特性為曲線，稱之。（2）特點(diǎn)

①懸架的剛度C是變化的要求C的變化規(guī)律如下：滿載位置附近（點(diǎn)8）C要小，特性曲線平緩、平順性↑?？蛰d位置附近（點(diǎn)2到點(diǎn)1）C要大，特性曲線變陡，碰撞車架的機(jī)會(huì)↓。動(dòng)載荷位置附近（點(diǎn)7以上）C要大，曲線變陡，擊穿緩沖塊的機(jī)會(huì)↓。

②∵圖中兩端（2～1和7以上）C大，∴在動(dòng)容量不變的條件下fd↓。4．影響選取彈性特性的因素根據(jù)上述歸納如下：三、后懸架主、副簧剛度的分配貨車后懸架通常采用主、簧結(jié)構(gòu)的鋼板彈簧，其彈性特性曲線如圖所示：對主副簧剛度匹配的要求：副簧起作用前后懸架振動(dòng)頻率變化不大車身從空載到滿載頻率變化要?。恢鞲被蓧勖M可能相等；說明：上述前兩項(xiàng)要求主要考慮平順性需要；但不能同時(shí)滿足；

主付簧剛度匹配有兩種辦法:

比例中項(xiàng)法（兩點(diǎn)等頻法）平均載荷法（一點(diǎn)等頻法）1比例中項(xiàng)法（兩點(diǎn)等頻法）：要求：空載時(shí)懸架撓度fo和副簧剛起作用撓度fa相等；副簧起作用前fk與滿載fc相等；利用上述條件可得：式中，F(xiàn)o和Fw分別為空載與滿載時(shí)的懸架載荷。可得副簧、主簧的剛度比為：為副簧剛度；為主簧剛度?！嘟Y(jié)論：副簧在空載與滿載載荷比例中項(xiàng)時(shí)起作用，可保證在使用范圍內(nèi)頻率變化不大。整理①與②式得副簧、主簧剛度比為2）第二種方法：令∵

∴又∵∴①②

將①代入②，整理后得：用上述方法確定的主、副簧剛度比值，能保證在空、滿載使用范圍內(nèi)懸架振動(dòng)頻率變化不大，但副簧接觸托架前、后的振動(dòng)頻率變化比較大。適合于經(jīng)常滿載車輛。2．平均載荷法（一點(diǎn)等頻法）：是使副簧開始起作用時(shí)的載荷等于空載與滿載時(shí)懸架載荷的平均值，即2．平均載荷法（一點(diǎn)等頻法）：并使F0與FK間的平均載荷對應(yīng)的頻率與FK和Fw間平均載荷對應(yīng)的頻率相等，當(dāng)：

對應(yīng)，當(dāng)對應(yīng)令：此時(shí)副簧與主簧的剛度比為用此法確定的主、副簧剛度比值，能保證副簧起作用前、后懸架振動(dòng)頻率變化不大。對于經(jīng)常處于半載運(yùn)輸狀態(tài)的車輛，采用此法較為合適。由式可知：（1）只有主簧工作時(shí)，C不變，隨F↑，n↓（2）副簧參加工作瞬間C↑，∴n↑。當(dāng)F繼續(xù)↑時(shí)，n又↓由圖可知只要作到n0、nc、nk、na相近，汽車的平順性在空、滿載和副簧起作用前后等均良好。

四、懸架側(cè)傾角剛度及其在

前、后軸的分配1．懸架側(cè)傾角剛度：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。2．對側(cè)傾角剛剛度的要求：不得過大或過小若過小，則在同樣情況下使得車身側(cè)傾角過大，乘員在車上感覺沒有安全感或者舒適性差；若過大：使司機(jī)失去對路面發(fā)生側(cè)翻的感覺（失去路感）；而對后軸使側(cè)偏角過大，易造成過多轉(zhuǎn)向趨勢。

四、懸架側(cè)傾角剛度及其在

前、后軸的分配要求以0.4g向心加速度時(shí)：轎車車身側(cè)傾角貨車車身側(cè)傾角、四、懸架側(cè)傾角剛度及其在

前、后軸的分配

3．前后懸架側(cè)傾角剛度要求：前后懸架側(cè)傾角剛度的大小影響到其輪胎側(cè)偏角，從而影響轉(zhuǎn)向特性，所以設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮前后懸架，側(cè)傾角剛度的分配。為滿足汽車稍有不足轉(zhuǎn)向特性的要求，應(yīng)使汽車前軸的輪胎側(cè)偏角略大于后軸的輪胎側(cè)偏角。為此，應(yīng)該使前懸架具有的側(cè)傾角剛度要略大于后懸架的側(cè)傾角剛度。對轎車，前、后懸架側(cè)傾角剛度比值一般為1．4～2．6。（一）布置方案對稱式：鋼板彈簧中部在車軸（橋）上固定中心至兩端卷耳中心距離相等不對稱式：鋼板彈簧中部在車軸（橋）上固定中心至兩端卷耳中心距離不相等

§6-4

彈性元件的計(jì)算

一、鋼板彈簧的計(jì)算（二）主要參數(shù)的確定

由總體布置給出的初始條件：G1、G2—滿載靜止時(shí)，汽車前、后軸（橋）負(fù)荷Gu1、Gu2—簧下部分荷重鋼板彈簧載荷：Fw1=（G1-Gu1）/2Fw2=（G2-Gu2）/2L—

汽車軸距已選定的參數(shù)：fc，fd1.滿載弧高fa

1）定義：

fa是指鋼板彈簧裝到車軸上，汽車滿載時(shí)鋼板彈簧主片上表面與兩端（不含卷耳孔半徑）連線間的最大高度差。

2）影響選取fa的因素10~20mm鋼板彈簧長度L

1）定義：鋼板彈簧伸直后，兩卷耳中心之間的距離。2）影響選取L的因素

3.）fa的推薦值①

縱向角剛度Cγ的定義：鋼板彈簧產(chǎn)生單位縱向轉(zhuǎn)角時(shí)，作用到鋼板彈簧上的縱向力矩（T）值。即分析上式可知：在垂直剛度不變的條件下，Cγ∝L2所以L增加的同時(shí)Cγ也上升，結(jié)果因扭轉(zhuǎn)力矩T引起的變形減少（即r角減少）導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)力矩T產(chǎn)生的應(yīng)力減少：3）選取L的原則在總布置允許的條件下，L盡可能選長些。

注：應(yīng)盡可能將鋼板彈簧取長些的原因增加鋼板彈簧長度L能顯著降低彈簧應(yīng)力，提高使用壽命降低彈簧剛度，改善汽車平順性在垂直剛度c給定的條件下，又能明顯增加鋼板彈簧的縱向角剛度剛板彈簧的縱向角剛度系指鋼板彈簧產(chǎn)生單位縱向轉(zhuǎn)角時(shí)，作用到鋼板彈簧上的縱向力矩值增大鋼板彈簧縱向角剛度的同時(shí)，能減少車輪扭轉(zhuǎn)力矩所引起的彈簧變形4）推薦L的選取范圍

3.鋼板斷面尺寸及片數(shù)的確定1）鋼板斷面寬度b(1)影響選取b的因素

片寬b對汽車性能的影響增大片寬，能增加卷耳強(qiáng)度，但當(dāng)車身受側(cè)向力作用傾斜時(shí)，彈簧的扭曲應(yīng)力增大。前懸架用寬的彈簧片，會(huì)影響轉(zhuǎn)向輪的最大轉(zhuǎn)角。片寬選取過窄，又得增加片數(shù)，從而增加片間的摩擦彈簧的總厚

（2）鋼板彈簧各片平均厚度hp的確定 鋼板彈簧的總慣性矩Jo的確定：

鋼板彈簧總截面系數(shù)Wo：鋼板彈簧的平均厚度hp：（3）推薦b的選取范圍：b=(6~10)hp

，b應(yīng)符合國標(biāo)2）鋼板彈簧片厚h的選擇（1）影響選擇h的因素

3）鋼板斷面形狀（1）鋼板斷面形狀不同的原因圖a示出的矩形斷面鋼板彈簧中性軸在對稱位置處。工作時(shí)，上、下表面的拉、壓應(yīng)力絕對值相等。因?yàn)椴牧峡箟耗芰Υ笥诳估芰?，所以，受拉?yīng)力的上表面先行損壞。移動(dòng)中性軸可以使拉應(yīng)力下降，壓應(yīng)力上升，壽命提高。（2）選取片厚的原則①h應(yīng)當(dāng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格②h選用=(1

0.1)h計(jì)算

③厚度組數(shù)≤三組，而且hmax/hmin≤1.5④相鄰兩組的厚度比≤1.25⑤（2）舉例4）鋼板彈簧片數(shù)n（1）影響選取片數(shù)n的因素（2）推薦n值取用范圍（三）各片長度的確定1.作圖法2.為什么用hi3作圖多片、等厚、等應(yīng)力鋼板彈簧，由兩個(gè)三角形鋼板構(gòu)成雙臂單片板簧。因?yàn)椴贾蒙系睦щy，將單片板簧按照同一寬度b切割為若干片，再疊放構(gòu)成等應(yīng)力板簧。

剪開前等應(yīng)力梁的慣性矩剪開后疊放的多片板簧慣性矩不變即B=b?n若各片厚度不等，有三組(h1、h2、h3)，每組各有n1、n2、n3片，則可見：B和h1/h、h2/h、h3/h是三次方關(guān)系。而此時(shí)的寬度B是不等厚板簧的換算寬度，所以要用換算后的寬度B去作圖，所得到的圖不是厚度，是變厚截面的等應(yīng)力梁，所以應(yīng)該用厚度立方值畫到縱坐標(biāo)上。

h——為h1、h2、h3的平均厚度所以

將各片厚度hi的立方值hi3按同一比例尺沿縱坐標(biāo)繪制在圖上沿橫坐標(biāo)量出主片長度的一半L/2和U形螺栓中心距的一半s/2，得到A、B兩點(diǎn)，連接A、B即得到三角形的鋼板彈簧展開圖。AB線與各葉片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長度，如果存在與主片等長的重疊片，就從B點(diǎn)到最后一個(gè)重疊片的上側(cè)邊端點(diǎn)一直線，此直線與各片上側(cè)邊的交點(diǎn)即為各片長度。各片實(shí)際長度尺寸需經(jīng)圓整后確定。（四）鋼板彈簧剛度驗(yàn)算

1．為什么要驗(yàn)算剛度？在此之前，理論上需要的Jo是用式計(jì)算出來的。之后，靠選取n.h.b,來保證Jo

。因此帶來如下問題：

1）b.h應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)，即圓整過，所以實(shí)際上的慣性矩與理論上的出現(xiàn)差別。

2）式中δ是用算出，不夠準(zhǔn)確式中只考慮了片數(shù)，沒有考慮板簧的形狀。

3）上述公式是簡化公式

2．共同曲率法假設(shè)：1）同一截面各片曲率半徑變化值相同

2）各片承受的彎矩正比于其慣性矩

3）截面上各片的彎矩和等于外力所引起的力矩l1、lk+1——主片和第（k+1）片的一半長度E——材料彈性模量α——經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù)α=0.90~0.94l1用主片的一半代入得到的是鋼板彈簧總成自由剛度Cj

(l1-0.5ks)代入得到的是鋼板彈簧總成夾緊剛度Cz

計(jì)算公式：（五）鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高Ho及曲率半徑計(jì)算1．鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的弧高Ho

1）Ho定義

鋼板彈簧各片裝配后，在預(yù)壓縮和U型螺栓夾緊前，主片上表面與兩端（不含卷耳孔半徑）連線間的最大高度差Ho。2）Ho的計(jì)算公式

H0=(fc+fa+△f)Δf——鋼板彈簧總成用U形螺栓夾緊后引起的弧高變化量。3)鋼板彈簧總成在自由狀態(tài)下的曲率半徑Ro證明：Δabc∽Δbdc所以4）鋼板彈簧在自由狀態(tài)下的曲率半徑的確定（1）

自由狀態(tài)下曲率半徑的特點(diǎn)各片曲率半徑不同，而且如圖所示：主片附近的幾片曲率半徑比較大，片越短，曲率半徑越小。裝配夾緊之后，各片曲率半徑相同。（2）

自由狀態(tài)下曲率半徑不同的原因

①

保證各片有相同的壽命由式可知：在承受垂直載荷作用時(shí)，片厚h厚的片應(yīng)力σ稍大。主片又承受其它力。故早于其它片損壞的機(jī)會(huì)多。當(dāng)將各片曲率半徑作成不一樣時(shí)，裝配后用U形螺栓夾緊。有些片產(chǎn)生負(fù)的預(yù)應(yīng)力。有些片則產(chǎn)生正的預(yù)應(yīng)力。工作時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力與之合成。使各片應(yīng)力大致接近。壽命也接近。①

減輕主片的工作條件a各片厚度一樣，各片曲率半徑也作成不同。目的是利用各片曲率半徑不同，裝配夾緊后各片之間貼合良好，當(dāng)載荷小時(shí)，各片也能參加工作，減輕主片負(fù)荷。b若各片曲率半徑相同，在車輪自由落下時(shí)，下面幾片松脫（因?yàn)橛蠻形螺栓，不會(huì)散開）、車輪、車軸的質(zhì)量由主片承擔(dān)，不合理。（3）要求

各片自由狀態(tài)下具有的曲率半徑，經(jīng)裝配夾緊后產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力，能保證各片有相同的疲勞強(qiáng)度。（4）各片自由狀態(tài)下的曲率半徑Ri的確定

Ri——i片自由狀態(tài)下的曲率半徑

Ro——總成自由狀態(tài)下的曲率半徑

σ0i——各片彈簧預(yù)應(yīng)力

E——材料彈性模量2.1x105N/mm2hi——i片的厚度因?yàn)镽o已知。所以只要知道σ0i用上式可以算出Ri

（5）σ0i的確定原則

選取σ0i時(shí)要求作到下述兩點(diǎn)：1）裝配前各片彈簧片間間隙相差不大。裝配后貼合良好2）適當(dāng)降低主片及相鄰長片的應(yīng)力，保證有足夠的使用壽命。原則：各片厚度相同的鋼板彈簧σ0i不宜選取過大。各片厚度不同的鋼板彈簧，厚片σ0i可取大些。（六）鋼板彈簧總成弧高的核算

1．為什么要核算鋼板彈簧總成弧高？因?yàn)槿~片自由狀態(tài)下的曲率半徑Ri是經(jīng)選σ0i再用式計(jì)算出。結(jié)果裝配后鋼板彈簧總成自由狀態(tài)的弧高與用式R0=L2/（8H0）計(jì)算有出入并影響車身高度發(fā)生變化。

因?yàn)?/p>

式中Ro、E不變。若各片h一樣，Ri=f(σ0i)所以σ0i取小些可以滿足原則一?；谕焕碛扇舾髌琱i不同Ri=f(σ0i，hi)所以σ0i可以取大些。

（6）推薦σ0i的取值范圍預(yù)應(yīng)力從長片到短片由負(fù)值逐漸增至正值。

1~4片長片疊加負(fù)的的預(yù)應(yīng)力，短片疊加正的的預(yù)應(yīng)力。主片根部的工作應(yīng)力與預(yù)應(yīng)力疊加后的合成應(yīng)力要在300~350N/mm2

2.核算用公式

等厚葉片Ro用下式計(jì)算：鋼板彈簧總成弧高H用下式計(jì)算兩式核算結(jié)果應(yīng)相近。如果相差甚多須從新選取σ0i再核算。（七）鋼板彈簧強(qiáng)度核算前鋼板彈簧承受的載荷最大，在它的后半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力σmax用下式計(jì)算式中，

G1為作用在前輪上的垂直靜負(fù)荷；

m1′為制動(dòng)時(shí)前軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，轎車：m1′=1.2~1.4，貨車：m1′=1.4~1.6；

l1、l2為鋼板彈簧前、后段長度；

φ道路附著系數(shù)，取0.8；

W0為鋼板彈簧總截面系數(shù)；

c為彈簧固定點(diǎn)到路面的距離

（1）緊急制動(dòng)時(shí)式中，G2為作用在后輪上的垂直靜負(fù)荷；

m2′為驅(qū)動(dòng)時(shí)后軸負(fù)荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，轎車：m2′=1.25~1.30，貨車：m2′=1.1~1.2；

φ為道路附著系數(shù)；

b為鋼板彈簧片寬；

h1為鋼板彈簧主片厚寬。

（2）汽車驅(qū)動(dòng)時(shí)

后鋼板彈簧承受的載荷最大，在它的前半段出現(xiàn)最大應(yīng)力σmax用下式計(jì)算（3）不平路面上行駛時(shí)簧中部應(yīng)力最大：

k動(dòng)載系數(shù)（4）．卷耳和彈簧銷驗(yàn)算：卷耳所受應(yīng)力為彎曲應(yīng)力和拉（壓）應(yīng)力的合應(yīng)力彈簧銷擠壓應(yīng)力：（八）少片彈簧1.特點(diǎn):1）片數(shù)n少，1≤n<32）等長，等寬，變厚3）質(zhì)量比多片少20%~40%2．變厚段形式

1)拋物線形變化2)按線性變化3.計(jì)算公式hx=h2(x/l2)1/2

Jx=J2(x/l2)3/2

①l1>l2(2β-1)或2h1<h2時(shí)，最大應(yīng)力點(diǎn)在x=B’/A’，此處

hx=A’x+B’=2B’。應(yīng)力用表中公式計(jì)算②計(jì)算C的公式一樣，但式中K須用K’代入hx——厚度隨長度變化規(guī)律h1、h2、l、l1、l2見圖J2=bh23/12E——材料彈性ε模量ε——修正系數(shù)。0.92k=1-(h1/h2)3b——寬度Fs——少片彈簧端部作用力ABCDlh2hxx4.少片彈簧總C

總C為各片剛度Ci之和5.b與h1、h2b75~100mmh1>8mmh212~20mm（九）、扭桿彈簧1.扭桿彈簧分類與布置1）分類扭桿彈簧根據(jù)斷面不同形狀分根據(jù)彈性元件數(shù)量不同分圓形管形片形組合式單桿式串聯(lián)并聯(lián)扭桿彈簧一端與車架固定連接，另一端與懸架控制臂連接，通過扭桿的扭轉(zhuǎn)變形達(dá)到緩沖作用。2）在汽車上的布置2.形式分析布置特點(diǎn)不同橫置斜置縱置3．圓形斷面扭桿設(shè)計(jì)

1）扭桿直徑d扭桿應(yīng)有足夠的強(qiáng)度。在承受最大扭矩作用時(shí)不能損壞。

Mmax——作用在扭桿上的最大扭矩τ——扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力[τ]800~900Mpa①2)扭桿有效長度LG——切變模量G=7.7x104MPaCn——扭轉(zhuǎn)剛度設(shè)計(jì)時(shí)先根據(jù)平順性要求選定懸架剛度C，而懸架剛度有與扭桿扭轉(zhuǎn)剛度成正比。所以，扭轉(zhuǎn)剛度不宜過大，以防汽車平順性變壞。

②分析①和②式：（1）將①式改寫為可見如欲減少d，即使僅減少Δd，因?yàn)棣诱扔?/d3，會(huì)使τ大大地增加，強(qiáng)度不夠，所以d不能隨便減少。（2）將②式改寫成。可見在L不變的條件下，如能減少Δd，因?yàn)镃n正比于d4所以Cn大大地減少，平順性變好。（3）在d不能減少的情況下，又要滿足減少Cn，提高平順性，唯一可行的辦法就是加長L。加長L會(huì)因總布置有困難，不得不采用組合式扭桿3)材料40Cr,45CrNiMoVA,42CrMo,50CrV,經(jīng)過預(yù)扭處理和噴丸處理。4）端部形狀①

如用三角形花鍵，花鍵角度若取太小，載荷分布不均勻；花鍵角度若取太大，套管會(huì)因強(qiáng)度不足而裂開一般應(yīng)選用90o三角花鍵或漸開線花鍵②組合式用的多5）端部尺寸扭桿彈簧分三部分：端部、過渡段、桿部，過渡段又有錐度過渡和圓弧過渡兩種：（1）端部尺寸推薦：D=(1.2~1.3)dL1=0.4D

（2）過渡段尺寸推薦：端部到桿部用30o夾角椎體過渡，使之應(yīng)力集中最小過渡段長：Lg=(D-d)/2tg15o

過渡圓角：r=1.5d（3）有效長度Le

過渡段Lg中(Lg-Le)不起扭桿作用，稱之為非有效部分過渡段中Le一段起扭桿作用，稱之為有效長度Le錐度過渡時(shí)：

（4）扭桿的工作長度LL=Lo+2Le

（十）空氣彈簧1、原理：以空氣彈簧為彈性元的件空氣懸架系統(tǒng)，利用氣體的可壓縮性實(shí)現(xiàn)其彈性作用的壓縮氣體的氣壓能夠隨載荷和道路條件變化而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，不論滿載還是空載，整車高度不會(huì)變化，可以大大提高乘坐的舒適性。

三、空氣彈簧2、特點(diǎn)：

空氣彈簧的運(yùn)動(dòng)性能特點(diǎn)是：負(fù)載能力可調(diào)；彈性系數(shù)隨負(fù)載變化；負(fù)載變化時(shí),固有頻率幾乎不變；固有頻率較低。三、空氣彈簧這些特點(diǎn)決定了空氣懸架具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)乘坐更舒適安全；(2)改善車輛的行駛平順性；(3)延長輪胎和制動(dòng)片的使用壽命；(4)負(fù)載變化時(shí)車身高度不變；(5)減少電氣、空調(diào)、排氣系統(tǒng)、車橋、車身和底盤的維修成本；(6)減少對道路的沖擊，保護(hù)路面，降低高速公路的維修費(fèi)用；(7)延長車輛的使用壽命并增加折舊值。三、空氣彈簧３、應(yīng)用目前國外在高級大客車上幾乎全部使用了空氣懸架，重型載貨車使用空氣懸架的比例也已達(dá)80%以上，空氣懸架在輕型汽車上的應(yīng)用量也在迅速上升，部分轎車也逐漸開始安裝空氣懸架，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(hù)車、特種軍用車及要求高度調(diào)節(jié)的集裝箱運(yùn)輸車等）上，空氣懸架幾乎為唯一選擇。

三、空氣彈簧國外汽車空氣懸架的發(fā)展經(jīng)歷了“鋼板彈簧-氣囊復(fù)合式懸架→被動(dòng)全空氣懸架→主動(dòng)全空氣懸架（即ECAS電控空氣懸架系統(tǒng)）”的變化。ECAS應(yīng)用了電子控制系統(tǒng)，使汽車在各種路面、各種工況條件下能實(shí)現(xiàn)主動(dòng)調(diào)節(jié)、主動(dòng)控制，并增加了許多輔助功能（如故障診斷功能等）；目前在歐洲一些國家的大客車上已經(jīng)大量應(yīng)用，可以預(yù)見，ECAS在汽車上的應(yīng)用將越來越普及。§6.5獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

一、設(shè)計(jì)要求：對前輪獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的要求是：1)懸架上載荷變化時(shí)，保證輪距變化不超過±4．Omm，輪距變化大會(huì)引起輪胎早期磨損。2)懸架上載荷變化時(shí)，前輪定位參數(shù)要有合理的變化特性，車輪不應(yīng)產(chǎn)生縱向加速度。3)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，應(yīng)使車身側(cè)傾角小。在0．4g側(cè)向加速度作用下，車身側(cè)傾角不大于6°～7°，并使車輪與車身的傾斜同向，以增強(qiáng)不足轉(zhuǎn)向效應(yīng)。4)汽車制動(dòng)時(shí)，應(yīng)使車身有抗前俯作用；加速時(shí)，有抗后仰作用。對后輪獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的要求是：

1)懸架上的載荷變化時(shí)，輪距無顯著變化。

2)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，應(yīng)使車身側(cè)傾角小，并使車輪與車身的傾斜反向，以減小過多轉(zhuǎn)向效應(yīng)。此外，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)還應(yīng)有夠強(qiáng)度，并可靠地傳遞除垂直力以外的各種力和力矩。

二、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的布置參數(shù)1．側(cè)傾中心位置的確定方法。1)雙橫臂式獨(dú)立懸架側(cè)傾中心位置的確定

首先延長上、下橫臂交于P點(diǎn)，其次P點(diǎn)與車輪接地中心點(diǎn)N連線，PN線與汽車橫斷面對稱線交于W點(diǎn)。W點(diǎn)即是側(cè)傾中心。W點(diǎn)至地面距離hw稱之為側(cè)傾中心高度。式中

2）滑柱擺臂式獨(dú)立懸架側(cè)傾中心位置的確定

小結(jié)：（1）側(cè)傾中心的定義：在側(cè)向力的作用下，車身在通過左、右車輪中心的橫向平面內(nèi) 發(fā)生側(cè)傾時(shí)，相對于地面的瞬時(shí)擺動(dòng)中心。（2）獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在橫向平面內(nèi)的布置位置對側(cè)傾中心位 置有影響。

首先，從E點(diǎn)做活塞桿運(yùn)動(dòng)方向的垂直線與下橫臂延長線（GD）交于P點(diǎn)，P點(diǎn)于車輪接地中心點(diǎn)N連線，交在汽車橫斷面對稱線上W點(diǎn)，W為懸架側(cè)傾中心。

麥弗遜式獨(dú)立懸架側(cè)傾中心高度hw：式中2.側(cè)傾中心1）側(cè)傾軸線汽車前后側(cè)傾中心的連線稱為側(cè)傾軸線要求：（1）側(cè)傾軸線大致與地面平行，并盡可能離地面高些。側(cè)傾軸線與地面平行，為的是在汽車轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，汽車前、后軸上的軸荷變化接近相等，從而保證中性轉(zhuǎn)向特性。側(cè)傾軸線離地面高些，是為了使它到車身質(zhì)心的距離短些，結(jié)果側(cè)向力造成的側(cè)傾力矩的力臂減少，結(jié)果車身的側(cè)傾角減少。（2）前懸架側(cè)傾中心位置的高度越高，輪距變化可能越大。2）推薦hw值懸架

hw

hw

mm

前懸架

0~120

后懸架

80~150

3．縱傾中心1）縱傾中心的定義2）縱傾中心位置的確定方法（1）雙橫臂式懸架縱傾中心位置的確定圖中C、D為上、下擺臂的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線

E、G為上、下擺臂靠近車輪一端的球鉸自E、G兩點(diǎn)各自引出平行C和D軸線的直線交于Ov，Ov即為縱傾中心。（2）麥弗遜式懸架縱傾中心位置的確定4．抗制動(dòng)前俯角

當(dāng)汽車前、后懸架的縱傾中心位于軸距以內(nèi)時(shí)，縱傾中心便具有抗制動(dòng)前俯角性能。

從E點(diǎn)作減振器運(yùn)動(dòng)方向的垂直線，過G點(diǎn)作與擺臂軸軸線平行的線，兩線交于OV點(diǎn)，

OV即為縱傾中心因?yàn)?/p>

設(shè)

①在不考慮汽車靜止時(shí)受到的重力作用及前、后輪上的靜止反力的作用條件下，僅計(jì)及動(dòng)態(tài)作用力時(shí)，進(jìn)行制動(dòng)分析：設(shè)制動(dòng)減速度為j，于質(zhì)心處作用有慣性力Fj=maj使前輪載荷增加后車輪載荷減少則②β——制動(dòng)力分配系數(shù)Fj又引起前簧壓縮Δf1；后簧伸長Δf2。結(jié)果：前簧上端產(chǎn)生的附加力ΔF1=C1Δf1

后簧上端產(chǎn)生的附加力ΔF2=C2Δf2

C1、C2為前、后簧的垂直剛度。假設(shè)：①彈簧上載荷轉(zhuǎn)移由車輪上載荷轉(zhuǎn)移代替②忽略車輪慣性力矩和滾動(dòng)阻力取懸架和車輪作自由體分析：由動(dòng)態(tài)力對瞬心O1、O2的力矩平衡條件得：將①與②代入得③Δf1大小可表征前俯角大小。影響Δf1的因素由③式可知有：

Fj(j)、C1、縱傾中心的位置d1、e1、汽車L、hg、β等。其中e1越大（縱傾中心越高）Δf1越小，前俯角越小。前俯角=0時(shí)：

設(shè)計(jì)時(shí)L、hg、β是已知的，e1/d1的比值是已知的，通過選擇擺臂軸軸線傾角值來滿足e1/d1的比值要求。5．抗驅(qū)動(dòng)縱傾性（后仰）求解方法與4相似，結(jié)論如下：1)汽車為單橋驅(qū)動(dòng)才有抗驅(qū)動(dòng)縱傾性作用2)對于獨(dú)立懸架，縱傾中心位置應(yīng)高于驅(qū)動(dòng)橋車輪中心

6．懸架擺臂定位角α——擺臂水平斜置角β——懸架抗前俯角θ——懸架斜置初始角三、雙橫臂式獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1.縱向平面內(nèi)上、下橫臂的布置方案1)上、下橫臂軸軸線在汽車縱向平面內(nèi)的布置方案2）主銷后傾角變化規(guī)律2）制動(dòng)時(shí)要求主銷后傾角按下列規(guī)律變化：（1）懸架彈簧壓縮時(shí)后傾角增大（2）懸架彈簧拉伸時(shí)后傾角減小按上述規(guī)律變化，制動(dòng)時(shí)汽車前俯角減小。3）β1、β2角的匹配對主銷后傾角的影響

β1、β2角有多種匹配方案。在車輪上、下跳動(dòng)（z）時(shí),不同匹配方案對主銷后傾角的影響不一樣。2.橫向平面內(nèi)上、下橫臂的布置方案上、下橫臂在橫向平面內(nèi)的布置方案組合起來有多種。不同方案匹配結(jié)果影響側(cè)傾中心位置不同。1）側(cè)傾中心位置求解過程（1）首先求懸架的瞬時(shí)擺動(dòng)中心（如圖a,O14）（2）從瞬時(shí)擺動(dòng)中心與車輪接地中心連線（3）左、右瞬時(shí)擺動(dòng)中心與車輪接地中心連線交在O點(diǎn)，即為側(cè)傾中心所在位置處2)圖例特點(diǎn)

根據(jù)已初步選定的側(cè)傾中心位置高度尺寸和為保證此尺寸能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)，利用改變上、下橫臂位置即可。3.水平面內(nèi)上、下橫臂擺動(dòng)軸線的布置方案1)布置方案與主銷后傾角的關(guān)系

在水平面內(nèi)上、下橫臂的擺動(dòng)軸線，可以與汽車縱軸軸線平行，也可能與之呈一定的夾角，稱為水平斜置角，并規(guī)定軸線前端遠(yuǎn)離汽車縱軸線的夾角為正，反之為負(fù)，平行者為零。下橫臂軸MM與縱軸軸線夾角用α1表示，上橫臂軸NN與縱軸軸線夾角用α2表示，

α1與α2的匹配有三種方案，不同方案對車輪上跳主銷后傾角變化有影響:2)主銷后傾角λ變化范圍λ增大：(1)如圖使主銷延長線與地面交點(diǎn)變化，并使c增至c1。結(jié)果，車輪易擺振，操縱穩(wěn)定性變壞，∴車輪上跳時(shí)要求λ不易增大(2)λ增大，車身上的懸架支承處，會(huì)產(chǎn)生反力矩，具有抑制制動(dòng)時(shí)前俯作用，∴要求λ增大為好。

要求：轎車的λ值為-1o~+2o。車輪上跳時(shí)，懸架每壓縮10mm，主銷后傾角變化范圍為10ˊ~40ˊ。1）抗前俯角的確定（β1、β2的確定）圖中a)為不同減速度時(shí)，車身下沉量f1與ηd的關(guān)系b)為β1不同時(shí)，主銷后傾角變化率dλ/df1與ηd的關(guān)系c)為不同球銷距、dλ/df與（β2-β1）之間的關(guān)系確定步驟：（1）先定允許前俯角值（如0.4g時(shí)為1o~3o）,再定f1并在a)圖沿虛線求得ηd（2）在b)圖初選β1，求得主銷后傾角變化率dλ/df1，如不滿足懸架每壓縮10mm，后傾角變化范圍10ˊ~40ˊ則應(yīng)重選β1（3）先在c)圖上選定球銷中心距，與前面定的dλ/df1虛線相交，求得（β2-β1）經(jīng)布置后確定β2、β1角可行，即告結(jié)束。

4.上、下橫臂長度的確定上、下橫臂長度不同影響車輪上、下跳動(dòng)時(shí)，前輪定位參數(shù)和輪距的變化。要求：①前輪定位參數(shù)變化小，保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性②輪距變化小，減少輪胎的磨損2)上、下橫臂長度的確定Z——車輪垂直位移量By——1/2輪距變化五組方案區(qū)別：下臂長l1不變上臂長l2與l1之比即l2/l1=0.4、0.6、0.8、1.0、1.2結(jié)論：l2/l1=0.6時(shí)，By曲線曲率半徑最大，表明輪距變化最小。而δ和γ角變化曲線的曲率接近最小，δ和γ變化大。l2/l1=1.0時(shí)，δ和γ角變化曲線為一垂直線，表明車輪上、下跳動(dòng)時(shí)δ和γ角沒有變化，l2/l1=1.0，By變化很大，曲線曲率半徑接近最小。滿足By變化最小時(shí)，應(yīng)選擇l2/l1=0.6

滿足δ和γ變化最小時(shí)，應(yīng)選擇l2/l1=1.0

因此同時(shí)滿足By、δ和γ都小是不可能的，推薦取l2/l1=0.66~0.7δ——外傾角γ——主銷內(nèi)傾角四、滑柱擺臂式獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1.導(dǎo)向機(jī)構(gòu)受力分析1)作用在導(dǎo)向套上的橫向力F3

前輪與地面接觸處作用有垂直反力F1’，減去前軸簧下質(zhì)量的二分之一，得作用到前輪中心處垂直力F1。由圖a)知F1·a為作用到EG桿系上的力矩

F1a