Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,第六章 懸架設(shè)計(jì),第六章,懸,懸架設(shè),計(jì),計(jì),§6-1,概,概,述,述,§6-2,懸,懸架結(jié),構(gòu),構(gòu)形式分,析,析,§6-3,懸,懸架主,要,要參數(shù)的,確,確定,§6-4,彈,彈性元,件,件的計(jì)算,§6-5,獨(dú),獨(dú)立懸,架,架導(dǎo)向機(jī),構(gòu),構(gòu)的設(shè)計(jì),§6-6,減,減振器,§6-7,主,主動(dòng)與,半,半主動(dòng)懸,架,架系統(tǒng),§6-1概 述,一 、主,要,要作用,傳遞車輪,和,和車架（,或,或車身）,之,之間的一,切,切力和力,矩,矩;,緩和、抑,制,制路面對(duì),車,車身的沖,擊,擊和振動(dòng),；,；,保證車輪,在,在路面不,平,平和載荷,變,變化時(shí)有,理,理想的運(yùn),動(dòng),動(dòng)特,性。保證,汽,汽車的操,縱,縱穩(wěn)定性,。,。,二 、對(duì),懸,懸架提出,的,的設(shè)計(jì)要,求,求,1）保證,汽,汽車有良,好,好的行駛,平,平順性。,2）具有,合,合適的衰,減,減振動(dòng)能,力,力。,3）保證,汽,汽車具有,良,良好的操,縱,縱穩(wěn)定性,。,。,4）汽車,制,制動(dòng)或加,速,速時(shí)要保,證,證車身穩(wěn),定,定，減少,車,車身縱傾,；,；轉(zhuǎn)彎,時(shí)車身側(cè),傾,傾角要合,適,適。,5）有良,好,好的隔聲,能,能力。,6）結(jié)構(gòu),緊,緊湊、占,用,用空間尺,寸,寸要小。,7）可靠,地,地傳遞車,身,身與車輪,之,之間的各,種,種力和力,矩,矩，在滿,足,足零部,件質(zhì)量要,小,小的同時(shí),，,，還要保,證,證有足夠,的,的強(qiáng)度和,壽,壽命。,§6-2,懸,懸架結(jié),構(gòu),構(gòu)形式分,析,析,一、非獨(dú),立,立懸架和,獨(dú),獨(dú)立懸架,懸架,非獨(dú)立懸,架,架,獨(dú)立懸架,兩,兩類,左、右車,輪,輪用一根,整,整體軸連,接,接，再經(jīng),過,過懸架與,車,車架（或,車,車身）連,接,接,左、右車,輪,輪通過各,自,自的懸架,與,與車架（,或,或車身）,連,連接,非獨(dú)立懸,架,架,獨(dú),獨(dú),立,立懸架,1、非獨(dú),立,立懸架,優(yōu)點(diǎn),縱置鋼板,彈,彈簧為彈,性,性元件兼,作,作導(dǎo)向裝,置,置,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,維修方便,工作可靠,缺點(diǎn),汽車平順,性,性較差,高速行駛,時(shí),時(shí)操穩(wěn)性,差,差,轎車不利,于,于發(fā)動(dòng)機(jī),、,、行李艙,的,的布置,應(yīng)用：,貨車、大,客,客車的前,、,、后懸架,以,以及某些,轎,轎車的后,懸,懸架,2、獨(dú)立,懸,懸架,優(yōu)點(diǎn),簧下質(zhì)量,小,?。?懸架占用,的,的空間小,；,；,可以用剛,度,度小的彈,簧,簧，改善,了,了汽車行,駛,駛平順性,；,；,由于有可,能,能降低發(fā),動(dòng),動(dòng)機(jī)的位,置,置高度，,使,使整車的,質(zhì),質(zhì)心高度,下,下,降，又改,善,善了汽車,的,的行駛穩(wěn),定,定性；,左、右車,輪,輪各自獨(dú),立,立運(yùn)動(dòng)互,不,不影響，,可,可減少車,身,身的傾斜,和,和,振動(dòng)，同,時(shí),時(shí)在起伏,的,的路面上,能,能獲得良,好,好的地面,附,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,分輕型貨,車,車、客車,及,及越野車,二、獨(dú)立,懸,懸架結(jié)構(gòu),形,形式分析,分類,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,和扭轉(zhuǎn)梁,隨,隨動(dòng)臂式,雙橫臂式,（,（雙叉式,）,）獨(dú)立懸,架,架,側(cè)傾中心,高,高,度,比較低,；,車輪定位,參,參數(shù)的變,化,化車輪外,傾,傾角與主,銷,銷內(nèi)傾角,均,均有變化,；,輪距變化,小,小，輪胎,磨,磨損速度,慢,慢,；,懸架側(cè)傾,角,角剛度較,小,小,，,需用橫向,穩(wěn),穩(wěn)定器,；,橫向剛度,大,大,；,空間尺寸,占,占用較多,；,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，,前懸架用,得,得較多,。,單橫臂式,獨(dú),獨(dú)立懸架,側(cè)傾中心,高,高,度,比較,高；,車輪定位,參,參數(shù)的變,化,化車輪外,傾,傾角與主,銷,銷內(nèi)傾角,變,變化,大；,輪距變化,大,，輪胎磨,損,損速度,快；,懸架側(cè)傾,角,角剛度較,大，可不,需橫向穩(wěn),定,定器,；,橫向剛度,大,大,；,空間尺寸,占,占用較,少；,結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)單，成,本,本低，,前懸架用,得,得較,少。,單縱臂式,獨(dú),獨(dú)立懸架,側(cè)傾中心,高,高,度,比較,低；,主銷,后,傾角變化,大；,輪距,不變；,懸架側(cè)傾,角,角剛度較,小，,需橫向穩(wěn),定,定器,；,橫向剛度,??；,幾乎不,占用,高度,空間,；,結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)單，成,本,本低；,斜置單臂,式,式獨(dú)立懸,架,架,側(cè)傾中心,高,高,度介于單,橫,橫臂與單,縱,縱臂之間,；,；,主銷,定位參數(shù),有,有,變化,；,輪距,變化不大,；,；,懸架側(cè)傾,角,角剛度,介于單橫,臂,臂與單縱,臂,臂之間；,橫向剛度,較??；,幾乎不,占用,高度,空間,；,結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)單，成,本,本低；,多桿式獨(dú),立,立懸架,側(cè)傾中心,高,高,度,比較低,；,車輪定位,參,參數(shù)的變,化,化車輪外,傾,傾角與主,銷,銷內(nèi)傾角,均,均有變化,；,輪距變化,小,小，輪胎,磨,磨損速度,慢,慢,；,懸架側(cè)傾,角,角剛度較,小,小,，,需用橫向,穩(wěn),穩(wěn)定器,；,橫向剛度,大,大,；,空間尺寸,占,占用較多,；,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，,前懸架用,得,得較多,。,滑柱擺臂,式,式獨(dú)立懸,架,架（麥弗,遜,遜式或支,柱,柱式）,側(cè)傾中心,高,高,度,比較,高；,車輪定位,參,參數(shù)的變,化,化車輪外,傾,傾角與主,銷,銷內(nèi)傾角,變,變化,小；,輪距變化,很小；,懸架側(cè)傾,角,角剛度較,大，可不,需橫向穩(wěn),定,定器,；,橫向剛度,大,大,；,空間尺寸,占,占用較,少；,結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)單，緊,湊,湊，轎車,用,用得較多,。,。,扭轉(zhuǎn)梁隨,動(dòng),動(dòng)臂式獨(dú),立,立懸架（,隨,隨動(dòng)轉(zhuǎn)向,臂,臂式）,側(cè)傾中心,高,高,度,比較,低；,車輪定位,參,參數(shù)在左,右,右輪同時(shí),跳,跳動(dòng)時(shí)不,變,變；,輪距,不變；,懸架側(cè)傾,角,角剛度較,大，不,需橫向穩(wěn),定,定器,；,橫向剛度,大；,占用空間,??；,結(jié)構(gòu),簡(jiǎn)單，用,于,于FF乘,用,用車的后,懸,懸架；,懸架評(píng)價(jià),指,指標(biāo)：,1）側(cè)傾,中,中心高度,側(cè)傾中心,位,位置高，,它,它到車身,質(zhì),質(zhì)心的距,離,離縮短，,可,可使側(cè)傾,力,力臂及側(cè),傾,傾力矩小,些,些，車身,的,的側(cè)傾角,也,也會(huì)減小,。,。但側(cè)傾,中,中心過高,，,，會(huì)使車,身,身傾斜時(shí),輪,輪距變化,大,大，加速,輪,輪胎的磨,損,損。,2）車輪,定,定位參數(shù),的,的變化,若主銷后,傾,傾角變化,大,大，容易,使,使轉(zhuǎn)向輪,產(chǎn),產(chǎn)生擺振,；,；若車輪,外,外傾角變,化,化大，會(huì),影,影響汽車,直,直線行駛,穩(wěn),穩(wěn)定性，,同,同時(shí)也會(huì),影,影響輪距,的,的變化和,輪,輪胎的磨,損,損速度。,5）懸架,占,占用的空,間,間尺寸,3）懸架,側(cè),側(cè)傾角剛,度,度,4）橫向,剛,剛度,1）側(cè)傾,中,中心高度,2）車輪,定,定位參數(shù),的,的變化,5）懸架,占,占用的空,間,間尺寸,占用橫向,尺,尺寸大的,懸,懸架影響,發(fā),發(fā)動(dòng)機(jī)的,布,布置和從,車,車上拆裝,發(fā),發(fā)動(dòng)機(jī)的,困,困難程度,；,；,占用高度,空,空間小的,懸,懸架，則,允,允許行李,箱,箱寬敞，,而,而且底部,平,平整，布,置,置油箱容,易,易。,3）懸架,側(cè),側(cè)傾角剛,度,度,車廂側(cè)傾,角,角與側(cè)傾,力,力矩和懸,架,架總的側(cè),傾,傾角剛度,大,大小有關(guān),，,，并影響,汽,汽車的操,縱,縱穩(wěn)定性,和,和平順性,。,。,4）橫向,剛,剛度,懸架的橫,向,向剛度影,響,響操縱穩(wěn),定,定性。若,用,用于轉(zhuǎn)向,軸,軸上的懸,架,架橫向剛,度,度小，則,容,容易造成,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)向輪發(fā),生,生擺振現(xiàn),象,象。,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(jiǎn)單、成,本低，前懸架,上用得少,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、,緊湊，轎車,上用得較多,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用于,發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪,驅(qū)動(dòng)轎車后懸架,各種獨(dú)立,懸,懸架的比,較,較,三、前、,后,后懸架方,案,案的選擇,采用的方,案,案,前輪和后,輪,輪均采用,非,非獨(dú)立懸,架,架；,前輪采用,獨(dú),獨(dú)立懸架,，,，后輪采,用,用非獨(dú)立,懸,懸架；,前輪與后,輪,輪均采用,獨(dú),獨(dú)立懸架,。,。,1 、前,輪,輪和后輪,均,均采用非,獨(dú),獨(dú)立懸架,前、后懸,架,架均采用,縱,縱置鋼板,彈,彈簧非獨(dú),立,立懸架的,汽,汽車轉(zhuǎn)向,行,行駛時(shí)，,內(nèi),內(nèi)側(cè)懸架,處,處于減載,而,而外側(cè)懸,架,架處于加,載,載狀態(tài)，,于,于是內(nèi)側(cè),懸,懸架受拉,抻,抻，外側(cè),懸,懸架受壓,縮,縮，結(jié)果,與,與懸架固,定,定連接的,車,車軸（橋,）,）的軸線,相,相對(duì)汽車,縱,縱向中心,線,線偏轉(zhuǎn)一,角,角度。,如,如圖a。,對(duì)前軸，,這,這種偏轉(zhuǎn),使,使汽車不,足,足轉(zhuǎn)向趨,勢(shì),勢(shì)增加,對(duì)后橋，,則,則增加了,汽,汽車過多,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)向趨勢(shì),轎車將后,懸,懸架縱置,鋼,鋼板彈簧,的,的前部吊,耳,耳位置布,置,置得比后,邊,邊吊耳低,，,，于是懸,架,架的瞬時(shí),運(yùn),運(yùn)動(dòng)中心,位,位置降低,，,，與懸架,連,連接的車,橋,橋位置處,的,的運(yùn)動(dòng)軌,跡,跡如b所,示,示，即處,于,于外側(cè)懸,架,架與車橋,連,連接處的,運(yùn),運(yùn)動(dòng)軌跡,是,是oa段,，,，結(jié)果后,橋,橋軸線的,偏,偏離不再,使,使汽車具,有,有過多轉(zhuǎn),向,向的趨勢(shì),。,。,2、 前輪,和,和后輪均采,用,用獨(dú)立懸架,（1）前懸,架,架：麥佛遜,式,式；,螺旋彈簧套,裝,裝在減桭器,外,外部,下擺臂球頭,伸,伸到輪輞空,間,間內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊,制動(dòng)穩(wěn)定性,好,好,負(fù)主銷偏移,距,距,發(fā)動(dòng)機(jī)前置,前,前輪驅(qū)動(dòng)的,乘,乘用車的一,般,般布置：,麥佛遜前懸,架,架扭轉(zhuǎn)隨,動(dòng),動(dòng)后懸架,隨動(dòng)轉(zhuǎn)向原,理,理,（2）后懸,架,架：扭轉(zhuǎn)隨,動(dòng),動(dòng)式,2.緩沖塊,橡膠制造，,通,通過硫化將,橡,橡膠與鋼板,連,連接為一體,，,，再經(jīng)焊在,鋼,鋼板上的螺,釘,釘將緩沖塊,固,固定到車架,（,（車身）或,其,其它部位上,，,，起到限制,懸,懸架最大行,程,程的作用,多孔聚氨指,制,制成 ，它,兼,兼有輔助彈,性,性元件的作,用,用。這種材,料,料起泡時(shí)就,形,形成了致密,的,的耐磨外層,，,，它保護(hù)內(nèi),部,部的發(fā)泡部,分,分不受損傷,。,。由于在該,材,材料中有封,閉,閉的氣泡，,在,在載荷作用,下,下彈性元件,被,被壓縮，但,其,其外廓尺寸,增,增加卻不大,，,，這點(diǎn)與橡,膠,膠不同。有,些,些汽車的緩,沖,沖塊裝在減,振,振器上。,四、輔助元,件,件,1.橫向穩(wěn),定,定器,通過減小懸,架,架垂直剛度,，,，能降低車,身,身振動(dòng)固有,頻,頻率,n,達(dá)到改善汽,車,車平順性的,目,目的。,§6-3懸架主要參,數(shù),數(shù)的確定,一、前后懸,架,架的靜撓度,、,、動(dòng)撓度的,選,選擇,汽車滿載靜,止,止時(shí)懸架上,的,的載荷,F,w,與此時(shí)懸架,剛,剛度,c,之比，即,f,c,=,F,w,/,c,。,1、概念,1)靜撓度,指從滿載靜,平,平衡位置開,始,始懸架壓縮,到,到結(jié)構(gòu)允許,的,的最大變形,（,（通常指緩,沖,沖塊壓縮到,其,其自由高度,的,的1/2或2/3）時(shí),，,，車輪中心,相,相對(duì)車架（,或,或車身）的,垂,垂直位移。,2)動(dòng)撓度,1）使懸架,系,系統(tǒng)有較低,的,的固有頻率,式中，c,1,、c,2,為前、后懸,架,架的剛度；,m1、m2為前、后懸,架,架的簧上質(zhì),量,量。,汽車前、后,部,部分的固有,頻,頻率n,1,和n,2,（亦稱偏頻,）,）,2、選擇要,求,求及方法,2）n,1,與n,2,的匹配要合,適,適,3）,f,d,要合適,根,據(jù),據(jù)不同的車,和,和不同路面,條,條件選擇,1）、懸架,系,系統(tǒng)的固有,頻,頻率,當(dāng)采用彈性,特,特性為線性,變,變化的懸架,時(shí),時(shí)，前、后,懸,懸架的靜撓,度,度可用下式,表,表示,f,c1,=m,1,g/c,1,f,c2,=m,2,g/c,2,將fc1、fc2代入,希望f,c1,與f,c2,要接近，但,不,不能相等（,防,防止共振）,希望f,c1,>f,c2,(從加速性,考,考慮，若f,c2,大，車身的,振,振動(dòng)大）,2）、n,1,與n,2,的匹配,若汽車以較,高,高車速駛過,單,單個(gè)路障，n,1,/n,2,1時(shí)的車,身,身縱向角振,動(dòng),動(dòng)要比n,1,/n,2,1時(shí)小，,故,故推薦取f,c2,=（0.80.9）f,c1,。,考慮到貨車,前,前、后軸荷,的,的差別和駕,駛,駛員的乘坐,舒,舒適性，取,前,前懸架的靜,撓,撓度值大于,后,后懸架的靜,撓,撓度值，推,薦,薦f,c2,=（0.60.8）f,c1,。,為了改善微,型,型轎車后排,乘,乘客的乘坐,舒,舒適性，有,時(shí),時(shí)取后懸架,的,的偏頻低于,前,前懸架的偏,頻,頻。,要求：,方法：,3）、,f,d,要合適，根,據(jù),據(jù)不同的車,和,和不同路面,條,條件選擇,要求懸架有,足,足夠的動(dòng)撓,度,度，以防止,在,在壞路面上,行,行駛時(shí)經(jīng)常,碰,碰撞緩沖塊,。,。,乘用車：fd=7-9cm;,客,客車：5-8cm;,貨,貨車：6-9cm,二、懸架的,彈,彈性特征,懸架受到垂,直,直外力F與,由,由此所引起,的,的車輪中心,相,相對(duì)于在車,身,身位移f（,即,即懸架的變,形,形）的關(guān)系,曲,曲線 。,1)線性彈,性,性特性,定義,:當(dāng)懸架變,形,形f與所受,垂,垂直外力F,之,之間呈固定,比,比例變化時(shí),，,，彈,性特性為一,直,直線，此時(shí),懸,懸架剛度為,常,常數(shù) 。,懸架的彈性,特,特性有,線性彈性特,性,性,和,非線性彈性,特,特性,兩種,1、定義,2、分類,特點(diǎn),：隨載荷的,變,變化，平順,性,性變化,2)非線性,彈,彈性特性,定義,：當(dāng)懸架變,形,形,f,與所受垂直,外,外力,F,之間不呈固,定,定比例變化,時(shí),時(shí),1緩沖塊,復(fù),復(fù)原點(diǎn),2復(fù)原行,程,程緩沖塊脫,離,離支架,3主彈簧,彈,彈性特性曲,線,線,4復(fù)原行,程,程,5壓縮行,程,程,6緩沖塊,壓,壓縮期懸架,彈,彈性特性曲,線,線,7緩沖塊,壓,壓縮時(shí)開始,接,接觸彈性支,架,架,8額定載,荷,荷,特點(diǎn),在滿載位置,（,（圖中點(diǎn)8,）,）附近，剛,度,度小且曲線,變,變化平緩，,因,因而平順性,良,良好,距滿載較遠(yuǎn),的,的兩端，曲,線,線變陡，剛,度,度增大,作用,在有限的動(dòng),撓,撓度,f,d范圍內(nèi)，,得,得到比線性,懸,懸架更多的,動(dòng),動(dòng)容量,懸架的運(yùn)容,量,量系指懸架,從,從靜載荷的,位,位置起，變,形,形到結(jié)構(gòu)允,許,許的最大變,形,形為止消耗,的,的功 （懸,架,架的運(yùn)容量,越,越大，對(duì)緩,沖,沖塊擊穿的,可,可能性越小,）,）,空載與滿載,時(shí),時(shí)簧上質(zhì)量,變,變化大的貨,車,車和客車，,為,為了減少振,動(dòng),動(dòng)頻率和車,身,身高度的變,化,化，應(yīng)當(dāng)選,用,用剛度可變,的,的非線性懸,架,架。,乘用車簧上,質(zhì),質(zhì)量在使用,中,中雖然變化,不,不大，但為,了,了減少車軸,對(duì),對(duì)車架的撞,擊,擊，減少轉(zhuǎn),彎,彎行駛時(shí)的,側(cè),側(cè)傾與制動(dòng),時(shí),時(shí)的前俯角,和,和加速時(shí)的,后,后仰角，也,應(yīng),應(yīng)當(dāng)采用剛,度,度可變的非,線,線性懸架。,三、貨車后,懸,懸的主、副,簧,簧的剛度匹,配,配,車身從空載,到,到滿載時(shí)的,振,振動(dòng)頻率變,化,化要小，以,保,保證汽車有,良,良好的平順,性,性,副簧參加工,作,作前、后的,懸,懸架振動(dòng)頻,率,率變化不大,確定方法,使副簧開始,起,起作用時(shí)的,懸,懸架撓度,f,a,等于汽車空,載,載時(shí)懸架的,撓,撓度,f,0,，而使副簧,開,開始起作用,前,前一瞬間的,撓,撓度,f,K,等于滿載時(shí),懸,懸架的撓度,f,c,。副簧、主,簧,簧的剛度比,為,為,使副簧開始,起,起作用時(shí)的,載,載荷等于空,載,載與滿載時(shí),懸,懸架載荷的,平,平均值，即,F,K,=0.5（,F,0,+,F,W,），并使,F,0,和,F,K,間平均載荷,對(duì),對(duì)應(yīng)的頻率,與,與,F,K,和,F,W,間平均載荷,對(duì),對(duì)應(yīng)的頻率,相,相等，此時(shí),副,副簧與主簧,的,的剛度比為,c,a,/,c,m,=（2,-2）/（,+3）,。,四、懸架側(cè),傾,傾角剛度及,其,其在前、后,軸,軸的分配,側(cè)傾角剛度,的,的大小影響,到,到側(cè)傾角，,側(cè),側(cè)傾角過大,過,過小都不好,：,：,過小會(huì)感知,不,不到側(cè)翻的,潛,潛在危險(xiǎn)；,過大則感覺,太,太不安全，,不,不舒適。,前后懸架的,角,角剛度匹配,要,要考慮汽車,的,的轉(zhuǎn)向特性,：,：,為滿足汽車,的,的不足轉(zhuǎn)向,特,特性，一般,使,使前懸架的,角,角剛度為后,懸,懸架角剛度,的,的1.42.6倍，,使,使得前輪的,側(cè),側(cè)偏角大于,后,后輪的側(cè)偏,角,角。,§6-4彈性元件的,計(jì),計(jì)算,一、鋼板彈,簧,簧的計(jì)算,(一）鋼板,彈,彈簧的布置,縱置或橫置,橫置：沒辦,法,法傳遞縱向,力,力，需設(shè)置,附,附設(shè)的導(dǎo)向,機(jī),機(jī)構(gòu)，很少,采,采用。,縱置分為：,對(duì),對(duì)稱式與非,對(duì),對(duì)稱式,一般為對(duì)稱,式,式，在需要,改,改變軸距而,又,又不想改變,彈,彈簧位置的,情,情況下采用,非,非對(duì)稱式。,（二）鋼板,彈,彈簧主要參,數(shù),數(shù)的確定,滿載靜止時(shí),前,前后軸負(fù)荷G,1,G,2,簧下質(zhì)量G,u1,G,u2,單個(gè)鋼板彈,簧,簧的載荷為,：,：,F,w1,=(G,1,-G,u1,)/2,F,w2,=(G,2,-G,u2,)/2,懸架的靜撓,度,度，動(dòng)撓度,，,，U型螺栓,中,中心距,汽車軸距L,a,計(jì)算所需的,已,已知條件,滿載弧高,f,a,是指鋼板彈,簧,簧裝到車軸,（,（橋）上，,汽,汽車滿載時(shí),鋼,鋼板彈簧主,片,片上表面與,兩,兩端（不包,括,括卷耳半徑,）,）連線間的,最,最大高度差,。,。,f,a,用來保證汽,車,車具有給定,的,的高度。,當(dāng)f,a,=0時(shí)，鋼,板,板彈簧在對(duì),稱,稱位置上工,作,作 ，為了,在,在車架高度,已,已限定時(shí)能,得,得到足夠的,動(dòng),動(dòng)撓度值，,常,常取f,a,=1020mm。,1、滿載弧,高,高,f,a,2、鋼板彈,簧,簧長(zhǎng)度,L,的確定,鋼板彈簧長(zhǎng),度,度,L,是指彈簧伸,直,直后兩卷耳,中,中心之間的,距,距離。,在總布置可,能,能的條件下,，,，應(yīng)盡可能,將,將鋼板彈簧,取,取長(zhǎng)些。,推薦,在下列范圍內(nèi),選,選用鋼板彈,簧,簧的長(zhǎng)度：,轎車：,L,=（0.400.55）軸距；,貨車:前懸,架,架：,L,=（0.260.35）軸距；,后懸架：,L,=（0.350.45）軸距。,盡可能將鋼,板,板彈簧取長(zhǎng),些,些的原因,增加鋼板彈,簧,簧長(zhǎng)度,L,能,顯,顯,著,著,降,降,低,低,彈,彈,簧,簧,應(yīng),應(yīng),力,力,，,，,提,提,高,高,使,使,用,用,壽,壽,命,命,降,低,低,彈,彈,簧,簧,剛,剛,度,度,，,，,改,改,善,善,汽,汽,車,車,平,平,順,順,性,性,在,垂,垂,直,直,剛,剛,度,度,c,給,定,定,的,的,條,條,件,件,下,下,，,，,能,能,明,明,顯,顯,增,增,加,加,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,的,的,縱,縱,向,向,角,角,剛,度,度(,剛,剛,板,板,彈,彈,簧,簧,的,的,縱,縱,向,向,角,角,剛,剛,度,度,系,系,指,指,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,產(chǎn),產(chǎn),生,生,單,單,位,位,縱,縱,向,向,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn),角,角,時(shí),時(shí),，,，,作,作,用,用,到,到,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,上,上,的,的,縱,縱,向,向,力,力,矩,矩,值,值),增,大,大,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,縱,縱,向,向,角,角,剛,剛,度,度,的,的,同,同,時(shí),時(shí),，,，,能,能,減,減,少,少,車,車,輪,輪,扭,扭,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn),力,力,矩,矩,所,所,引,引,起,的,的,彈,彈,簧,簧,變,變,形,形,3,、,、,鋼,鋼,板,板,斷,斷,面,面,尺,尺,寸,寸,及,及,片,片,數(shù),數(shù),的,的,確,確,定,定,1,）,）.,鋼,鋼,板,板,斷,斷,面,面,寬,寬,度,度,b,的,確,確,定,定,（1,）,）,根,根,據(jù),據(jù),簡(jiǎn),簡(jiǎn),支,支,梁,梁,公,公,式,式,計(jì),計(jì),算,算,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,所,所,需,需,要,要,的,的,總,總,慣,慣,性,性,矩,矩,J,0,。,J,0,=,（,（,L,-,k,s,）,）,3,c,/48,E,s,為U,形,形,螺,螺,栓,栓,中,中,心,心,距,距,（,（mm,）,）,；,；,k,為,考,考,慮,慮U,形,形,螺,螺,栓,栓,夾,夾,緊,緊,彈,彈,簧,簧,后,后,的,的,無,無,效,效,長(zhǎng),長(zhǎng),度,度,系,系,數(shù),數(shù),（,（,如,如,剛,剛,性,性,夾,夾,緊,緊,，,，,取,取,k,=0.5,，,，,撓,撓,性,性,夾,夾,緊,緊,，,，,取,取,k,=0,）,）,；,；,c,為,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,垂,垂,直,直,剛,剛,度,度,（,（N/mm,）,）,，,，,c,=,F,W,/,f,c,；,；,（2,）,）,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,總,總,截,截,面,面,系,系,數(shù),數(shù),W,0,W,0,F,W,（,L,-,k,s,）,）/4,W,（3,）,）,計(jì),計(jì),算,算,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,的,的,平,平,均,均,厚,厚,度,度,h,p,片,寬,寬b,對(duì),對(duì),汽,汽,車,車,性,性,能,能,的,的,影,影,響,響,增,大,大,片,片,寬,寬,，,，,能,能,增,增,加,加,卷,卷,耳,耳,強(qiáng),強(qiáng),度,度,，,，,但,但,當(dāng),當(dāng),車,車,身,身,受,受,側(cè),側(cè),向,向,力,力,作,作,用,用,傾,傾,斜,斜,時(shí),時(shí),，,，,彈,彈,簧,簧,的,的,扭,扭,曲,曲,應(yīng),應(yīng),力,力,增,增,大,大,。,。,前,懸,懸,架,架,用,用,寬,寬,的,的,彈,彈,簧,簧,片,片,，,，,會(huì),會(huì),影,影,響,響,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn),向,向,輪,輪,的,的,最,最,大,大,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn),角,角,。,。,片,片,寬,寬,選,選,取,取,過,過,窄,窄,，,，,又,又,得,得,增,增,加,加,片,片,數(shù),數(shù),，,，,從,從,而,而,增,增,加,加,片,片,間,間,的,的,摩,摩,擦,擦,彈,彈,簧,簧,的,的,總,總,厚,厚,推,薦,薦,片,片,寬,寬,與,與,片,片,厚,厚,的,的,比,比,值,值,b,/,h,p,在610,范,范,圍,圍,內(nèi),內(nèi),選,選,取,取,。,。,（4,）,）,根,根,據(jù),據(jù),h,p,，,，,選,選,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,的,的,片,片,寬,寬,b,。,2,）,）.,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,片,片,厚,厚,h,的,選,選,擇,擇,矩,形,形,斷,斷,面,面,等,等,厚,厚,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,的,的,總,總,慣,慣,性,性,矩,矩,J,0,=,nbh,3,/12,片,厚,厚h,選,選,擇,擇,的,的,要,要,求,求,增加片厚,h,，可以減少片數(shù),n,鋼板彈簧各片厚,度,度可能有相同和,不,不同兩種情況，,希,希望盡可能采用,前,前者,但因?yàn)橹髌ぷ?條,條件惡劣，為了,加,加強(qiáng)主片及卷耳,，,，也常將主片加,厚,厚，其余各片厚,度,度稍薄。此時(shí)，,要,要求一副鋼板彈,簧,簧的厚度不宜超,過,過三組。,為使各片壽命接,近,近又要求最厚片,與,與最薄片厚度之,比,比應(yīng)小于1.5,。,。,鋼板斷面尺寸,b,和,h,應(yīng)符合國(guó)產(chǎn)型材,規(guī),規(guī)格尺寸。,（三）鋼板彈簧,各,各片長(zhǎng)度的確定,將各片厚度,h,i,的立方值,h,i,3,按同一比例尺沿,縱,縱坐標(biāo)繪制在圖,上,上；,沿橫坐標(biāo)量出主,片,片長(zhǎng)度的一半,L,/2和U形螺栓,中,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,鋼板彈簧展開圖,；,；,AB,線與各葉片上側(cè),邊,邊的交點(diǎn)即為各,片,片長(zhǎng)度，如果存,在,在與主片等長(zhǎng)的,重,重疊片，就從,B,點(diǎn)到最后一個(gè)重,疊,疊片的上側(cè)邊端,點(diǎn),點(diǎn)一直線，此直,線,線與各片上側(cè)邊,的,的交點(diǎn)即為各片,長(zhǎng),長(zhǎng)度；,各片實(shí)際長(zhǎng)度尺,寸,寸需經(jīng)圓整后確,定,定。,（四）鋼板彈簧,剛,剛度驗(yàn)算,其中,式中，,a,為經(jīng)驗(yàn)修正系數(shù),，,，,a,=0.900.94；,E為材料彈性模,量,量；,l,1,、l,k+1,為主片為第（,k,+1）片的一半,長(zhǎng),長(zhǎng)度。,（五）鋼板彈簧,總,總成在自由狀態(tài),下,下的弧高及曲率,半,半徑計(jì)算,1）鋼板彈簧,總成,在自由狀態(tài)下的,弧,弧高,H,0,及曲率半徑R,0,H,0,：,鋼板彈簧各片裝,配,配后，在預(yù)壓縮,和,和U形螺栓夾緊,前,前，其主片上表,面,面與兩端（不包,括,括卷耳孔半徑）,連,連線間的最大高,度,度差，稱為鋼板,彈,彈簧總成在自由,狀,狀態(tài)下的弧高,H,0,H,0,=（,f,c+,f,a+,f,）,f,c為靜撓度；,f,a為滿載弧高；,f,為鋼板彈簧總成,用,用U形螺栓夾緊,后,后引起的弧高變,化,化。,s,為U形螺栓中心,距,距；,L,為鋼板彈簧主片,長(zhǎng),長(zhǎng)度。,R,0,：鋼板彈簧總成在,自,自由狀態(tài)下的曲,率,率半徑,R,0,=,L,2,/8,H,0,2）鋼板彈簧各,片,片,自由狀態(tài),下曲率半徑,R,i,的確定,將各片彈簧自由,曲,曲率半徑做成不,等,等的目的：,使各片厚度相同,的,的鋼板彈簧裝配,后,后能很好地貼緊,，,，,減少主片的工作,應(yīng),應(yīng)力。,為何還要確定自,由,由狀態(tài)下的曲率,半,半徑,R,i，,用總成的曲率半,徑,徑行不行？,加預(yù)應(yīng)力的矩形,斷,斷面鋼板彈簧在,裝,裝配前各片曲率,半,半徑：,R,i,=,R,0,/1+(2,0i,R,0,)/,Eh,i,各片彈簧預(yù)應(yīng)力,怎,怎么加？,（a）保證裝配,前,前各片彈簧片間,間,間隙相差不大，,且,且裝配后各片能,很,很好貼和；,（b）為保證主,片,片及一其相鄰的,長(zhǎng),長(zhǎng)片有足夠的使,用,用壽命，應(yīng)適當(dāng),降,降低主片及與其,相,相鄰的長(zhǎng)片的應(yīng),力,力。,（c）滿足各片,彈,彈簧在根部處預(yù),應(yīng),應(yīng)力鎖造成的彎,矩,矩之代數(shù)和等于,零,零。,3）自由狀態(tài)下,各,各片的弧高Hi,的,的確定,H,i,L,i2,/8,R,i,（六）鋼板彈簧,總,總成弧高的核算,核算鋼板彈簧,總,總成的弧高的目,的,的：,由于鋼板彈簧葉,片,片在自由狀態(tài)下,的,的曲率半徑是經(jīng),選,選取預(yù)應(yīng)力后計(jì),算,算的，,裝配后鋼板彈簧,總,總成的孤高計(jì)算,的,的結(jié)果會(huì)不同。,等厚葉片彈簧,的,的曲率半徑R,0,的計(jì)算,鋼板彈簧總成弧,高,高,注意：用上式與,用,用式,H,0,=（,f,c+,f,a+,f,）,計(jì)算的結(jié)果應(yīng)相,近,近。,如相差較多，可,經(jīng),經(jīng)重新選用各片,預(yù),預(yù)應(yīng)力再行核算,。,。,上機(jī)作業(yè)鋼,板,板彈簧設(shè)計(jì),為某微型商用車,設(shè),設(shè)計(jì)后鋼板彈簧,懸,懸架。已知參數(shù),：,：總質(zhì)量 ma,為,為1310kg,，,，整備質(zhì)量 mo為695kg,。,?？蛰d時(shí) 前軸,載,載荷 為4250N, 后軸載,荷,荷為2700N,；,； 滿載時(shí)前軸,載,載荷為5750N，后軸載荷為7350N；,前,前、后懸架非簧,載,載質(zhì)量分別為500N和690N。汽車軸距L,2200mm, 騎馬螺栓中,心,心距 S= 70mm, 滿載,時(shí),時(shí)偏頻 n=1.51.7 H z。葉,片,片斷面尺寸按以,下,下幾種型材規(guī)格,選,選?。?h×b=6×65；7×65； 8,×,×65； 6×63；7×63,；,；8×63；6,×,×70；7×70；8×70。,要求：,1）、用作圖法,確,確定鋼板彈簧各,片,片長(zhǎng)度（按 1:5 的比例作,圖,圖）；,2）,、,、用TC,編,編程,并,并上,機(jī),機(jī)調(diào),試,試；,3）,、,、根,據(jù),據(jù)程,序,序，,輸,輸入,已,已知,參,參數(shù),，,，確,定,定鋼,板,板彈,簧,簧葉,片,片斷,面,面尺,寸,寸，,片,片數(shù),，,，并,計(jì),計(jì)算,鋼,鋼板,彈,彈簧,總,總成,剛,剛度,。,。,4）,、,、輸,出,出調(diào),試,試結(jié),果,果。,5）,、,、作,業(yè),業(yè)提,交,交內(nèi),容,容：,初,初步,計(jì),計(jì)算,結(jié),結(jié)果,；,；確,定,定鋼,板,板長(zhǎng),度,度的,繪,繪圖,；,；輸,出,出結(jié),果,果。,（七,）,）鋼,板,板彈,簧,簧強(qiáng),度,度驗(yàn),算,算（,分,分兩,種,種工,況,況）,1、,緊,緊急,制,制動(dòng),時(shí),時(shí),前鋼,板,板彈,簧,簧承,受,受的,載,載荷,最,最大,，,，在,它,它的,后,后半,段,段出,現(xiàn),現(xiàn)的,最,最大,應(yīng),應(yīng)力,max,=,G,1,m,1,l,2,（,l,1,+,c,）,/,（,l,1,+,l,2,）,W,0,式中,，,，,G,1,為作,用,用在,前,前輪,上,上的,垂,垂直,靜,靜負(fù),荷,荷；,m,1,為,制,制動(dòng),時(shí),時(shí)前,軸,軸負(fù),荷,荷轉(zhuǎn),移,移系,數(shù),數(shù)，,l,1,、,l,2,為鋼,板,板彈,簧,簧前,、,、后,段,段長(zhǎng),度,度；,道路,附,附著,系,系數(shù),，,，取0.8；,W,0,為鋼,板,板彈,簧,簧總,截,截面,系,系數(shù),；,；,c,為彈,簧,簧固,定,定點(diǎn),到,到路,面,面的,距,距離,。,。,max,=,G,2,m,2,l,1,（,l,2,+,c,）,/,（,l,1,+,l,2,）,W,0,+,G,2,m,2,/,bh,1,式中,，,，,G,2,為作,用,用在,后,后輪,上,上的,垂,垂直,靜,靜負(fù),荷,荷；,m,2,為,驅(qū),驅(qū)動(dòng),時(shí),時(shí)后,軸,軸負(fù),荷,荷轉(zhuǎn),移,移系,數(shù),數(shù)，,轎車,：,：,m,2,=1.251.30,，,貨車,：,：,m,2,=1.11.2,；,為道,路,路附,著,著系,數(shù),數(shù)；,b,為鋼,板,板彈,簧,簧片,寬,寬；,h,1,為鋼,板,板彈,簧,簧主,片,片厚,寬,寬。,2、,汽,汽車,驅(qū),驅(qū)動(dòng),時(shí),時(shí),后鋼,板,板彈,簧,簧承,受,受的,載,載荷,最,最大,，,，在,它,它的,前,前半,段,段出,現(xiàn),現(xiàn)最,大,大應(yīng),力,力,3,、,、,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,卷,卷,耳,耳,和,和,彈,彈,簧,簧,銷,銷,的,的,強(qiáng),強(qiáng),度,度,核,核,算,算,（1,）,）,卷,卷,耳,耳,強(qiáng),強(qiáng),度,度,計(jì),計(jì),算,算,卷,耳,耳,所,所,受,受,應(yīng),應(yīng),力,力,由,彎,彎,曲,曲,應(yīng),應(yīng),力,力,和,和,拉,拉,（,（,壓,壓,）,）,應(yīng),應(yīng),力,力,合,合,成,成,=3,F,x,（,D,+,h,1,）,/,bh,1,2,+,F,x,/,bh,1,式,中,中,，,，,F,x,為,沿,沿,彈,彈,簧,簧,縱,縱,向,向,作,作,用,用,在,在,卷,卷,耳,耳,中,中,心,心,線,線,上,上,的,的,力,力,；,；,D,為,卷,卷,耳,耳,內(nèi),內(nèi),徑,徑,；,；,b,為,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,寬,寬,度,度,；,；,h,1,為,主,主,片,片,厚,厚,度,度,。,。,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,主,主,片,片,卷,卷,耳,耳,受,受,力,力,（2,）,）,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,銷,銷,的,的,強(qiáng),強(qiáng),度,度,計(jì),計(jì),算,算,：,：,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,銷,銷,受,受,到,到,擠,擠,壓,壓,應(yīng),應(yīng),力,力,z,=,F,s,/,bd,其,中,中,，,，,F,s,為,滿,滿,載,載,靜,靜,止,止,時(shí),時(shí),鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,端,端,部,部,的,的,載,載,荷,荷,；,；,b,為,卷,卷,耳,耳,處,處,葉,葉,片,片,寬,寬,；,；,d,為,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,銷,銷,直,直,徑,徑。,（,八,八,）,）,鋼,鋼,板,板,彈,彈,簧,簧,的,的,材,材,料,料,及,及,處,處,理,理,工,工,藝,藝,材,料,料,：,：,55SiMnVB,鋼,鋼,或,或60Si2Mn,工,藝,藝,：,：,表,面,面,噴,噴,丸,丸,（,九,九,）,）,少,少,片,片,彈,彈,簧,簧,二,、,、,扭,扭,桿,桿,彈,彈,簧,簧,1,、,、,扭,扭,桿,桿,直,直,徑,徑,2,、,、,扭,扭,桿,桿,有,有,效,效,長(zhǎng),長(zhǎng),度,度,3,、,、,扭,扭,桿,桿,直,直,徑,徑d,，,，,有,有,效,效,長(zhǎng),長(zhǎng),度,度L,與,與,扭,扭,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn),剛,剛,度,度,的,的,關(guān),關(guān),系,系,d,增,增,大,大,，,，Cn,增,增,大,大,，,，,懸,懸,架,架,剛,剛,度,度C,與,與Cn,成,成,正,正,比,比,，,，,平,平,順,順,性,性,變,變,差,差,；,；,d,也,也,不,不,能,能,隨,隨,便,便,減,減,少,少,，,，,必,必,須,須,滿,滿,足,足,強(qiáng),強(qiáng),度,度,要,要,求,求,；,；,L,增,增,大,大,，,，Cn,減,減,少,少,，,，C,減,減,少,少,，,，,懸,懸,架,架,平,平,順,順,性,性,改,改,善,善,；,；,L,不,不,能,能,過,過,長(zhǎng),長(zhǎng),，,，,過,過,長(zhǎng),長(zhǎng),在,在,整,整,車,車,上,上,布,布,置,置,困,困,難,難,，,，,宜,宜,采,采,用,用,組,組,合,合,式,式,扭,扭,桿,桿,。,。,§6-5,獨(dú),獨(dú),立,立,懸,懸,架,架,導(dǎo),導(dǎo),向,向,機(jī),機(jī),構(gòu),構(gòu),的,的,設(shè),設(shè),計(jì),計(jì),一,、,、,設(shè),設(shè),計(jì),計(jì),要,要,求,求,1,、,、,前,前,懸,懸,導(dǎo),導(dǎo),向,向,機(jī),機(jī),構(gòu),構(gòu),1),懸,懸,架,架,上,上,載,載,荷,荷,變,變,化,化,時(shí),時(shí),，,，,保,保,證,證,輪,輪,距,距,變,變,化,化,不,不,超,超,過,過,±,±4.Omm,，,，,輪,輪,距,距,變,變,化,化,大,大,會(huì),會(huì),引,引,起,起,輪,輪,胎,胎,早,早,期,期,磨,磨,損,損,。,。,2),懸,懸,架,架,上,上,載,載,荷,荷,變,變,化,化,時(shí),時(shí),，,，,前,前,輪,輪,定,定,位,位,參,參,數(shù),數(shù),要,要,有,有,合,合,理,理,的,的,變,變,化,化,特,特,性,性,，,，,車,車,輪,輪,不,不,應(yīng),應(yīng),產(chǎn),產(chǎn),生,生,縱,縱,向,向,加,加,速,速,度,度,。,。,3),汽,汽,車,車,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn),彎,彎,行,行,駛,駛,時(shí),時(shí),，,，,應(yīng),應(yīng),使,使,車,車,身,身,側(cè),側(cè),傾,傾,角,角,小,小,。,。,在,在0,4g,側(cè),側(cè),向,向,加,加,速,速,度,度,作,作,用,用,下,下,，,，,車,車,身,身,側(cè),側(cè),傾,傾,角,角,不,不,大,大,于,于6,°,°,7,°,°,，,，,并,并,使,使,車,車,輪,輪,與,與,車,車,身,身,的,的,傾,傾,斜,斜,同,同,向,向,，,，,以,以,增,增,強(qiáng),強(qiáng),不,不,足,足,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn),向,向,效,效,應(yīng),應(yīng),。,。,4),汽,汽,車,車,制,制,動(dòng),動(dòng),時(shí),時(shí),，,，,應(yīng),應(yīng),使,使,車,車,身,身,有,有,抗,抗,前,前,俯,俯,作,作,用,用,；,；,加,加,速,速,時(shí),時(shí),，,，,有,有,抗,抗,后,后,仰,仰,作,作,用,用,。,。,2,、,、,后,后,懸,懸,導(dǎo),導(dǎo),向,向,機(jī),機(jī),構(gòu),構(gòu),1),懸,懸,架,架,上,上,的,的,載,載,荷,荷,變,變,化,化,時(shí),時(shí),，,，,輪,輪,距,距,無,無,顯,顯,著,著,變,變,化,化,。,。,2),汽,汽,車,車,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn),彎,彎,行,行,駛,駛,時(shí),時(shí),，,，,應(yīng),應(yīng),使,使,車,車,身,身,側(cè),側(cè),傾,傾,角,角,小,小,，,，,并,并,使,使,車,車,輪,輪,與,與,車,車,身,身,的,的,傾,傾,斜,斜,反,反,向,向,，,，,以,以,減,減,小,小,過,過,多,多,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn),向,向,效,效,應(yīng),應(yīng),。,。,二,、,、,導(dǎo),導(dǎo),向,向,機(jī),機(jī),構(gòu),構(gòu),的,的,布,布,置,置,參,參,數(shù),數(shù),1,側(cè),側(cè),傾,傾,中,中,心,心,側(cè),傾,傾,軸,軸,線,線,應(yīng),應(yīng),大,大,致,致,與,與,地,地,面,面,平,平,行,行,，,，,且,且,盡,盡,可,可,能,能,離,離,地,地,面,面,高,高,些,些,。,。,2.,側(cè),側(cè),傾,傾,軸,軸,線,線,前,懸,懸,架,架,的,的,側(cè),側(cè),傾,傾,中,中,心,心,高,高,度,度,受,受,到,到,允,允,許,許,的,的,輪,輪,距,距,變,變,化,化,的,的,限,限,制,制,：,：,側(cè)傾中心,高,高度太高,，,，輪距變,化,化大。,實(shí)際獨(dú)立,懸,懸架車輛,的,的側(cè)傾中,心,心高度：,前懸架0120mm；,后懸架80150mm。,使得在曲,線,線行駛時(shí),前,前、后軸,上,上的軸荷,變,變化接近,相,相等，從,而,而保證中,性,性轉(zhuǎn)向特,性,性。,平行,盡可能高,使車身的,側(cè),側(cè)傾限制,在,在允許的,范,范圍內(nèi)。,3縱傾,中,中心,4抗制,動(dòng),動(dòng)縱傾性(抗制動(dòng),前,前俯角),抗制動(dòng)縱,傾,傾性可減,小,小制動(dòng)時(shí),汽,汽車車頭,的,的下沉量,和,和車尾的,抬,抬高量。,只有當(dāng)前,后,后懸架的,縱,縱傾中心,位,位于兩車,軸,軸之間時(shí),，,，這一性,能,能方可實(shí),現(xiàn),現(xiàn)。,反映制動(dòng),時(shí),時(shí)車身前,俯,俯程度,f,1, f,2,的推導(dǎo),f,1,0時(shí)，,無,無前俯現(xiàn),象,象,f,1,>0時(shí)，,發(fā),發(fā)生前俯,現(xiàn),現(xiàn)象,汽車重心,高,高度h,制,制動(dòng)力,分,分配系數(shù), 軸距L 已,知,知時(shí)，,縱傾中心,高,高度e,1, e,2,的選擇有,助,助于汽車,抗,抗制動(dòng)前,俯,俯現(xiàn)象的,發(fā),發(fā)生。,表征抗制,動(dòng),動(dòng)前俯的,指,指標(biāo),抗前俯率,d,對(duì)乘用車,，,，,d,50,70,三、麥弗,遜,遜式獨(dú)立,懸,懸架導(dǎo)向,機(jī),機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),以,G,點(diǎn)為支點(diǎn),，,，求力,F4:,F,4,(b+c)=F,1,a,以導(dǎo)向套,為,為支點(diǎn)，,求,求力,F3:,F,3,(d-c)=F,4,d,F,3,=F,1,ad/(b+c)(d-c),力F,3,越大，則,作,作用在導(dǎo),向套上的,摩,摩擦力F,3,f,越大,(f為摩,擦,擦因數(shù)),，,，這使得,推,推,活塞桿下,落,落所需的,垂,垂直力,變大，影,響,響平順性,。,。,在保持減,振,振器軸線,不,不變的條,件,件下，常,將,將G點(diǎn)外,伸,伸至車輪,內(nèi),內(nèi)部，為,什,什么？,既可以達(dá),到,到縮短尺,寸,寸的目的,，,，又可獲,得,得較小的,甚,甚至是負(fù),的,的主銷偏,移,移距，提,高,高制動(dòng)時(shí),的,的方向穩(wěn),定,定性。,F,3,b+c,a,或,懸架占用,空,空間增加,，,，在布置,上,上有困難,采用增加,減,減振器軸,線,線傾斜度,的,的方法，,可,可達(dá)到減,小,小尺寸的,目,目的，但,也,也存在布,置,置困難的,問,問題。,F3=F1ad/(b+c)(d-c),將彈簧和,減,減振器的,軸,軸線相互,偏,偏移距離s，再考,慮,慮到彈簧,軸,軸向力F,6,的影響，,則,則作用到,導(dǎo),導(dǎo)向套上,的,的力將減,小,小，可用,下,下式計(jì)算,1）增加,距,距離s，,有,有助于減,小,小作用到,導(dǎo),導(dǎo)向套上,的,的橫向力F,3,。,2）為了,發(fā),發(fā)揮彈簧,反,反力減小,橫,橫向力F,3,的作用，,還,還將彈簧,下,下端布置,得,得盡量靠,近,近車輪，,從,從而造成,彈,彈簧軸線,及,及減振器,軸,軸線成一,角,角度。,麥弗遜式,懸,懸架中，,主,主銷軸線,、,、滑柱軸,線,線,和彈簧軸,線,線不共線,的,的主要原,因,因,一、分類,：,汽車懸架,系,系統(tǒng)多采,用,用,筒式液力,減,減振器。,又分為單,向,向作用減,振,振器，雙,向,向作用減,振,振器。,工作原理,：,當(dāng)車架（,或,或車身）,和,和車橋間,受,受振動(dòng)出,現(xiàn),現(xiàn)相對(duì)運(yùn),動(dòng),動(dòng)時(shí)，減,振,振器內(nèi)的,活,活塞上下,移,移動(dòng)，減,振,振器腔內(nèi),的,的油液便,反,反復(fù)地從,一,一個(gè)腔經(jīng),過,過不同的,孔,孔隙流入,另,另一個(gè)腔,內(nèi),內(nèi)。此時(shí),孔,孔壁與油,液,液間的摩,擦,擦和油液,分,分子間的,內(nèi),內(nèi)摩擦對(duì),振,振動(dòng)形成,阻,阻尼力，,使,使汽車振,動(dòng),動(dòng)能量轉(zhuǎn),化,化為油液,熱,熱能，再,由,由減振器,吸,吸收散發(fā),到,到大氣中,。,。,§6-6減振器,二、阻尼比,(相對(duì)阻尼,系,系數(shù)）,值取大，能使,振,振動(dòng)迅速衰減,，,，但會(huì)把路面,較,較大的沖擊傳,遞,遞到車身，,值取小，振動(dòng),衰,衰減慢，受沖,擊,擊后振動(dòng)持續(xù),時(shí),時(shí)間長(zhǎng)，使乘,客,客感到不舒服,。,。,為充分發(fā)揮彈,簧,簧在壓縮行程,中,中作用，常把,壓,壓縮行程的阻,尼,尼比,設(shè)計(jì)得比伸張,小,小。,為減振器阻,尼,尼系數(shù),c為懸架系統(tǒng),垂,垂直剛度,m,s,為簧上質(zhì)量,阻力速度特性,曲,曲線,§6-7主動(dòng)與半主動(dòng),懸,懸架系統(tǒng),1 主動(dòng)懸架,系,系統(tǒng),主動(dòng)懸架中不,再,再有傳統(tǒng)意義,上,上的“彈簧剛,度,度”和“阻尼,特,特性”，懸架,中,中的彈簧和減,振,振器全部或者,至,至少部分被執(zhí),行,行元件所取代,。,。,基本原理,是靠自身的能,源,源通過執(zhí)行元,件,件對(duì)振動(dòng)進(jìn)行,“,“主動(dòng)”干預(yù),。,。,分類：,根據(jù)執(zhí)行元件,的,的響應(yīng)帶寬可,分,分為寬帶主動(dòng),懸,懸架和有限帶,寬,寬主動(dòng)懸架兩,種,種，兩種懸架,又,又分別稱為全,主,主動(dòng)懸架和慢,主,主動(dòng)懸架。,主動(dòng)與被動(dòng)懸,架,架系統(tǒng)演示,1） 全主動(dòng),懸,懸架,概念：,全主動(dòng)懸架系,統(tǒng),統(tǒng)所采用的執(zhí),行,行元件具有較,寬,寬的響應(yīng)頻帶,，,，以便對(duì)車輪,的,的高頻共振也,加,加以控制。,執(zhí)行元件多采,用,用電液或液氣,伺,伺服系統(tǒng)，,控制帶寬一般,應(yīng),應(yīng)至少覆蓋0,15Hz，,有,有的執(zhí)行元件,響,響應(yīng)帶寬甚至,高,高達(dá)100Hz。,全主動(dòng)懸架工,作,作原理的示意,圖,圖(單個(gè)車輪),A-執(zhí)行元件E-比較,器,器,F-力傳感器P-電,位,位器,V-控制閥,1-懸掛質(zhì)量2-加,速,速度傳感器,3-信號(hào)處理,器,器4-控制單元,5-進(jìn)油6-,出,出油,7-非懸掛質(zhì),量,量 8-路面輸入,系統(tǒng)主要由執(zhí),行,行元件、各種,必,必要的傳感器,、,、信號(hào)處理器,和,和控制單元等,組,組成。,控制單元根據(jù),檢,檢測(cè)到的各種,信,信號(hào)判斷汽車,的,的當(dāng)前狀態(tài)，,并,并根據(jù)事先設(shè),定,定的控制策略,決,決定執(zhí)行元件,該,該輸出多大的,力,力。,系統(tǒng)內(nèi)部靠力,閉,閉環(huán)控制保證,執(zhí),執(zhí)行元件輸出,的,的力滿足指令,要,要求。,實(shí)際使用時(shí)，,還,還必須包括更,多,多的傳感器以,檢,檢測(cè)必要的系,統(tǒng),統(tǒng)狀態(tài)量，比,如,如轉(zhuǎn)向時(shí)與汽,車,車運(yùn)動(dòng)相關(guān)的,橫,橫向加速度、,方,方向盤角速度,，,，還有汽車車,速,速、發(fā)動(dòng)機(jī)油,門,門開度、制動(dòng),踏,踏板位置以及,汽,汽車車身高度,等,等系統(tǒng)狀態(tài)量,。,。,系統(tǒng)工作原理,及,及過程,主動(dòng)懸架布置,圖,圖,1-懸架位移,傳,傳感器,2-后懸架執(zhí),行,行元件,3-車門開關(guān),傳,傳感器,4-隔離閥,5-前懸架執(zhí),行,行元件,6-控制閥7-液壓泵,8-油門位置,傳,傳感器,9-車速傳感,器,器,10-控制踏,板,板位置傳感器,11-方向盤,傳,傳感器,12-中央控,制,制單元,性能指標(biāo)評(píng)價(jià),標(biāo),標(biāo)準(zhǔn),主動(dòng)懸架的性,能,能指標(biāo)可以用,多,多個(gè)系統(tǒng)輸出,變,變量的均方根,值,值的加權(quán)和來,表,表征。,這些變量可以,包,包括車身加速,度,度、車輪與地,面,面間的動(dòng)載、,車,車輪相對(duì)于車,身,身的位移以及,執(zhí),執(zhí)行元件的作,用,用力等。,系統(tǒng)的控制變,量,量也比傳統(tǒng)的,被,被動(dòng)懸架要多,，,，并且參數(shù)的,選,選擇范圍也更,寬,寬。,主動(dòng)懸架特點(diǎn),要求執(zhí)行元件,所,所產(chǎn)生的力能,夠,夠很好地跟蹤,任,任何力控制信,號(hào),號(hào),因此，它為控,制,制律的選擇提,供,供了一個(gè)廣闊,的,的設(shè)計(jì)空間，,即,即如何確定控,制,制律以使系統(tǒng),能,能夠讓車輛達(dá),到,到最佳的總體,性,性能。,研究表明，主,動(dòng),動(dòng)懸架能夠在,不,不同路面及行,駛,駛條件下顯著,地,地提高車輛性,能,能。,2） 慢主動(dòng),懸,懸架,慢主動(dòng)懸架將,執(zhí),執(zhí)行元件的頻,響,響帶寬降低到,只,只考慮車身的,垂,垂直、俯仰和,側(cè),側(cè)傾振動(dòng)以及,汽,汽車的轉(zhuǎn)向反,應(yīng),應(yīng)，不考慮車,輪,輪剛度所對(duì)應(yīng),的,的頻率，也即,帶,帶寬降至34Hz。,它與前述的主,動(dòng),動(dòng)懸架在被測(cè),狀,狀態(tài)量和控制,實(shí),實(shí)施等方面都,有,有類似，唯一,的,的差異就是執(zhí),行,行元件帶寬的,降,降低。,一類為當(dāng)其不,起,起作用(激勵(lì),頻,頻率超過響應(yīng),帶,帶寬)時(shí)可以,像,像普通彈簧一,樣,樣工作，比如,氣,氣壓執(zhí)行元件,，,，在這種情況,下,下由于執(zhí)行元,件,件可以支持車,身,身的重量，所,以,以系統(tǒng)中可以,不,不加彈簧或并,聯(lián),聯(lián)一個(gè)彈簧。,另一類為不起,作,作用時(shí)變?yōu)閯?性,性體的執(zhí)行元,件,件，如滑閥控,制,制的液力作動(dòng),器,器，在這種情,況,況下系統(tǒng)中必,須,須串聯(lián)彈性元,件,件,在慢主動(dòng)懸架,中,中，可以選用,兩,兩類執(zhí)行元件,轎車用慢主動(dòng),懸,懸架原理圖,1-懸掛質(zhì)量,2-空氣彈簧,3-阻力閥,4-比例流量,控,控制閥,5-接油泵,6-接油罐,7-輪胎剛度,8-非懸掛質(zhì),量,量,9-執(zhí)行元件,慢主動(dòng)懸架特,點(diǎn),點(diǎn),由于慢主動(dòng)懸,架,架執(zhí)行元件僅,需,需在一窄帶頻,率,率范圍內(nèi)工作,，,，降低了系統(tǒng),的,的成本及復(fù)雜,程,程度。,比全主動(dòng)懸架,便,便宜得多。,它的主動(dòng)控制,仍,仍然覆蓋了主,要,要的車身振動(dòng),，,，包含縱向、,俯,俯仰、側(cè)傾及,轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)向控制等要,求,求的頻率范圍,，,，改善了車身,共,共振頻率附近,的,的行駛性能，,提,提高了對(duì)車身,姿,姿態(tài)的控制。,性能可達(dá)到與,全,全主動(dòng)懸架系,統(tǒng),統(tǒng)很接近的程,度,度。,就實(shí)用性及商,業(yè),業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力而言,，,，慢主動(dòng)懸架,有,有較好的應(yīng)用,前,前景。,2 半主動(dòng)式,懸,懸架,與主動(dòng)懸架的,比,比較,半主動(dòng)懸架與,主,主動(dòng)懸架的區(qū),別,別在于用可控,阻,阻尼的減振器,取,取代了執(zhí)行元,件,件。,可控阻尼減振,器,器所起的作用,與,與主動(dòng)懸架中,執(zhí),執(zhí)行元件的作,用,用類似，都是,通,通過系統(tǒng)內(nèi)的,力,力閉環(huán)控制實(shí),現(xiàn),現(xiàn)控制單元提,出,出的力要求。,所不同的是執(zhí),行,行元件要做功,，,，而減振器則,是,是通過調(diào)節(jié)阻,尼,尼力控制耗散,掉,掉的能量的多,少,少，幾乎不消,耗,耗汽車發(fā)動(dòng)機(jī),的,的能量。顯然,，,，在半主動(dòng)懸,架,架中，必須并,聯(lián),聯(lián)彈簧以支持,懸,懸掛質(zhì)量，一,般,般情況下該彈,簧,簧剛度是不變,的,的。,半主動(dòng)懸架不,需,需要油泵、過,濾,濾器、儲(chǔ)油器,、,、冷卻器及輸,油,油管等附件，,幾,幾乎不消耗發(fā),動(dòng),動(dòng)機(jī)功率，并,且,且制造可控阻,尼,尼減振器不像,制,制造電液伺服,液,液力執(zhí)行元件,那,那樣復(fù)雜，懸,架,架系統(tǒng)的制造,成,成本和運(yùn)行成,本,本可大大降低,。,。,分類,半主動(dòng)懸架包,括,括阻尼連續(xù)可調(diào),式,式和可切換阻尼式兩