懸架對(duì)汽車平穩(wěn)性的影響分析計(jì)算概述本文知道駕駛感受和乘坐感受是評(píng)判一輛汽車是否良好的重要依據(jù)，而且良好的行駛平穩(wěn)性能夠增加零部件的工作可靠度和它的使用壽命。當(dāng)前，本文根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2631來(lái)評(píng)估汽車行駛的平穩(wěn)性好壞，也就是：駕乘人員接收到的的疲勞-降低工效界限表達(dá)為振動(dòng)的加速度均方根值隨頻率變化的函數(shù)。人的身體對(duì)4到8Hz的垂直方向振動(dòng)是最為敏感的，因此對(duì)垂直振動(dòng)來(lái)說(shuō)的話。為讓人的身體不遭受傷害，本文需要懸架來(lái)實(shí)現(xiàn)減小汽車本身震動(dòng)幅度的大小。本文首先找到一個(gè)不平的路段測(cè)試，首先測(cè)試出汽車本身的振動(dòng)加速度，它主要由車自身的加速度對(duì)路面不平度的幅頻特性｜/g｜，而且也和不是簧載質(zhì)量的大小、汽車本身的頻率和不是周期性的系數(shù)有關(guān)，本文發(fā)現(xiàn)，汽車本身的振動(dòng)頻率越小，那么他本身的加速度的均方值也就越小。它的函數(shù)圖像如圖3-1所示。圖3-1幅頻特性曲線1.1懸架彈性特性對(duì)汽車行駛平順性的影響1)車身固有振動(dòng)頻率如果不考慮汽車輪胎和減震器影響的話，則車身固有頻率可以表達(dá)為：==Hz(3-1)式中n0—車身固有頻率,HZ—固有角振動(dòng)頻率，rad/sC—懸架剛度，N/mM—簧載質(zhì)量，kg靜載荷作用下懸架的靜撓度=(3-2)則=(3-3)可以化為，=Hz(3-4)式中—靜撓度（cm）。是指車子上坐滿了人而且是靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，懸架上的載荷與剛度的比值。從上面的計(jì)算結(jié)果本文可以得出結(jié)論，懸架的靜撓度、懸架的剛度和簧載質(zhì)量三個(gè)共同決定了汽車本身的頻率。本文從人體對(duì)汽車的適應(yīng)能力這一點(diǎn)上話來(lái)說(shuō)，汽車本身的振動(dòng)頻率應(yīng)該要與人自然走路時(shí)候的運(yùn)動(dòng)頻率基本是一致的。也就是上、下運(yùn)動(dòng)的頻率1～1.4Hz(60～85次/min)，振動(dòng)的加速度的范圍是為0.3～0.4g。第二個(gè)方面，本文從載裝貨物這一點(diǎn)上來(lái)說(shuō)，汽車振動(dòng)加速度也應(yīng)該在一個(gè)范圍內(nèi)，假如加速度過(guò)大的話，那么裝載的東西可能會(huì)甩出去，根據(jù)這一情況本文為了運(yùn)輸?shù)陌踩裕枰ＷC加速度在0.6～0.7g之間。下面本文來(lái)介紹動(dòng)撓度，指的是汽車從裝滿東西開(kāi)始?jí)嚎s彈簧到它的最大變形位置，一般情況下，是到1/3處。從圖3-1可知，人的身體可以處于減震的區(qū)域（4-8hz）要是汽車本身的頻率是小于3Hz。并且可以知道頻率越小的話，汽車本身的加速度均方根值越小。需要注意的是值不是越小就越好，因?yàn)楫?dāng)它慢慢變小時(shí)動(dòng)撓度就會(huì)變大，所以應(yīng)該根據(jù)車型的不同選擇在各自合理的范圍內(nèi)。2)彈性特性設(shè)計(jì)懸架的過(guò)程中，本文一般把力和變形通過(guò)圖像表達(dá)出來(lái)，也就是汽車車輪受到的垂直外力使得車輪發(fā)生了變形的關(guān)系曲線，稱之為彈性特性曲線，而此曲線的斜率為剛度。a、線性彈性特性線性彈性特性，也就是說(shuō)懸架位移量和外力成比例關(guān)系。a——線性彈性特性b——非線性彈性特性圖3-2彈性特性曲線b、非線性彈性特性非線性彈性特性的懸架，也就是隨著外力的變化懸架的剛度也隨之變化的懸架。P／=f=（常數(shù)）(3-5)式中P—特性曲線上某點(diǎn)M承受外力；—任意點(diǎn)M的懸架剛度；f—求剛度時(shí)的次切矩(不是懸架從原點(diǎn)的變形)，也有人稱f為懸架的折算靜撓度；—在靜載荷時(shí)，為了是汽車有更好的平穩(wěn)性時(shí)的懸架靜撓度。因?yàn)?(3-6)可改寫(xiě)成：=(3-7)積分得：lnP=+A(3-8)因?yàn)楫?dāng)f=時(shí)，P=所以A=ln-1(3-9)因此P=根據(jù)上式計(jì)算本文可以知道，無(wú)論承受外力是如何變化的，載荷P等于或大于時(shí)，汽車懸架的剛度和外力的關(guān)系時(shí)呈指數(shù)變化的，但是這在日常生活中基本不可能實(shí)現(xiàn)。所以，現(xiàn)在本文在設(shè)計(jì)懸架時(shí)會(huì)盡可能減小頻率隨外力變化的范圍，以此來(lái)達(dá)到提高汽車行駛的平穩(wěn)性的效果。在現(xiàn)實(shí)生活中非線性的彈性特性懸架基本是不存在的，但本文可以利用其它裝置如加調(diào)節(jié)彈簧、空氣彈簧、輔助彈簧等)大致達(dá)到這個(gè)效果。1.2懸架系統(tǒng)中的阻尼對(duì)汽車行駛平順性的影響減震器的主要作用是減弱振動(dòng)，這改善了汽車行駛平穩(wěn)性，其主要參數(shù)為阻尼系數(shù)，阻尼系數(shù)的選擇主要時(shí)根據(jù)汽車的型號(hào)不同來(lái)選取。減振器阻尼對(duì)汽車本身振動(dòng)衰減曲線圖如圖3-3所示。圖3-3減震器阻尼對(duì)振動(dòng)的衰減作用曲線圖a―振動(dòng)完全沒(méi)有衰減的曲線，車身按懸架的固有振動(dòng)頻率不斷振動(dòng)；b―有衰減的情況，車身振動(dòng)的振幅逐漸減小。c―減振器的衰減能力很強(qiáng)的情況，車身沒(méi)有振動(dòng)，車身的位移很快恢復(fù)到原位。汽車懸架上安裝減震器的原因是當(dāng)汽車通過(guò)崎嶇不平的路面時(shí)，減振器會(huì)通過(guò)自身減小給車身帶來(lái)的沖擊，就那液壓式減震器來(lái)說(shuō)，液壓缸內(nèi)的活塞帶動(dòng)油液從一個(gè)室通過(guò)一個(gè)個(gè)細(xì)小的縫隙進(jìn)入另一個(gè)密封的室，由于油液經(jīng)過(guò)縫隙時(shí)會(huì)有摩擦，這就產(chǎn)生了阻尼的效果，從而達(dá)到見(jiàn)真的效果，在這一過(guò)程中能量也會(huì)有所轉(zhuǎn)化。如此一來(lái)，就改善了乘客和駕駛者的舒適性，從汽車結(jié)構(gòu)的角度來(lái)說(shuō)減振器能夠減小車輪的跳動(dòng)，有效阻止汽車出現(xiàn)“起跳”的現(xiàn)象。加速度、彈簧行程和汽車車輪相對(duì)動(dòng)載荷與阻尼比(相對(duì)阻尼系數(shù))之間的關(guān)系如圖3-4所示?？梢缘贸鼋Y(jié)論：當(dāng)增大時(shí)，動(dòng)撓度的幅頻特性｜/｜在高、低兩個(gè)共振區(qū)幅值都會(huì)有所下降，在兩個(gè)共振區(qū)幅值的變化基本沒(méi)有。隨阻尼比逐漸加大，在低頻共振區(qū)幅頻特性｜/｜最大值下降，汽車本身加速度均方根值有所減小，提高汽車的平順性。 圖3-4、和(Z-)與阻尼比的關(guān)系本文可以從圖中發(fā)現(xiàn)，彈簧行程曲線與阻尼比的值是成反比的，也就是說(shuō)阻尼比越加大，彈簧的行程就越小。1.3非簧載質(zhì)量對(duì)