汽車雙橫臂獨(dú)立懸架主要參數(shù)的確定及設(shè)計(jì)分析汽車雙橫臂獨(dú)立懸架主要參數(shù)的確定及設(shè)計(jì)分析 1第1章懸架主要參數(shù)的確定 1 1 1 3 42.1導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)要求 42.2導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的布置參數(shù) 52.2.1側(cè)傾中心 52.2.2側(cè)傾軸線 62.2.3縱傾中心 62.2.4懸架橫臂的定位角 72.2.5、下橫臂長(zhǎng)度的確定 7第1章懸架主要參數(shù)的確定1.1確定參考車型的主要參數(shù)本文設(shè)計(jì)的車型主要參數(shù)如下表4-1所示。表4-1參考車型主要參數(shù)車身長(zhǎng)/寬/高(mm)整車整備質(zhì)量(kg)總質(zhì)量(kg)前輪距(mm)后輪距(mm)前輪胎規(guī)格最小離地間隙空載滿載1.2懸架靜撓度懸架靜撓度f(wàn)。指的是汽車裝滿人或貨物且處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)懸架受到的載荷Fw去除以懸架的剛度，也就是fe=Fw/c。汽車的振動(dòng)系統(tǒng)是由簧載質(zhì)量以及前后懸架組成的，而它的固有頻率也直接影響了汽車行駛的平穩(wěn)性，所以固定頻率的確定非常重要，而現(xiàn)互不干擾，所以汽車前后兩個(gè)懸架的固有頻率n?和n?可以表汽車前后兩部分的靜撓度還可以用下面兩個(gè)公式來(lái)表示由上面的計(jì)算可以知道：懸架的靜撓度對(duì)此汽車行駛的平穩(wěn)性有很大的影響本次設(shè)計(jì)在選擇懸架的靜撓度時(shí)應(yīng)當(dāng)讓它們盡可能保持接撓度要比前懸架的小，這樣做的好處是避免汽車產(chǎn)生較大的振動(dòng)。理以一個(gè)較快的速度通過(guò)某個(gè)路段時(shí)，n?/n?<1時(shí)的車身豎直方向角振動(dòng)要比n?/n?>1時(shí)小，所以取fe?=(0.80.9)f.比較合適。在考慮駕乘人員的舒適性的情況下，選擇前懸架的靜撓度略大于后面懸架的，大致的范圍在fe?=(0.60.8)f.之間。綜上所述，有不同類型的汽車，對(duì)汽車行駛的平穩(wěn)性要求也相應(yīng)不同對(duì)平穩(wěn)性的要求是最高的，然后到客運(yùn)車，最后到載貨車。對(duì)于普通級(jí)別的小轎車來(lái)說(shuō)，在滿載情況下前懸架的頻率要求范圍在1.021.47Hz,而后懸架要高一點(diǎn)1.15-1.55Hz。一般還有一個(gè)原則就是級(jí)別越高的轎車，它的懸架頻率會(huì)越低。就拿高級(jí)小轎高一點(diǎn)，大約范圍是0.961.33Hz。對(duì)于客運(yùn)車來(lái)說(shuō)，在滿載的情況下，客車前懸架的偏頻范圍大約是1.01.35Hz,而后懸架的偏頻大約范圍是1.31.75Hz。取n?=1.2Hz,n?常是指壓縮到其長(zhǎng)度的1/2或2/3處，這個(gè)時(shí)候車輪的中心相對(duì)于汽車自身的豎直方向上的移動(dòng)距離。本設(shè)計(jì)要求汽車懸架需要有較大的動(dòng)撓需要使用相對(duì)軟的懸架來(lái)減小懸架偏頻來(lái)獲得良好的行駛平穩(wěn)性，不過(guò)相應(yīng)的缺點(diǎn)就是偏軟的懸架受力時(shí)的變化量比較大。對(duì)于一般客車來(lái)說(shuō)懸架的等于160mm。對(duì)于后懸架：1.4懸架的剛度計(jì)算范圍表3-2可知：車型空載前軸后軸前軸后軸乘用車前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)(FF)前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)(FR)后置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)(RR)貨車4*2后輪單胎4*2后輪雙胎，平頭車6*4后輪雙胎第2章雙橫臂獨(dú)立懸架橫臂的設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是懸架組成中必不可少的一部分，所以在1)當(dāng)懸架的受力情況發(fā)生變化時(shí)，兩車輪之間的距離變化不應(yīng)該過(guò)大，通常情況不汽車容易發(fā)生側(cè)翻。所以要保證汽車和車輪的傾斜角度是相同的，4)剎車時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)“點(diǎn)頭”和“后仰”的情況。2)汽車在做曲線行駛的時(shí)候，車論應(yīng)該與慣性造成的車身傾斜成反方向，這樣會(huì)減小側(cè)翻的幾率。3)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的強(qiáng)度應(yīng)該要足夠的大，否則的話無(wú)法有效的傳遞車架與車輪之間的力和力矩。2.2.1側(cè)傾中心如圖5-1展示的就是雙橫臂式獨(dú)立懸架的側(cè)傾中心的得出方式。橫臂里面和外面都有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)點(diǎn)，將他們連在一起并延長(zhǎng)就會(huì)得到極點(diǎn)p,同時(shí)也能知道它的高度，然后就把極點(diǎn)和輪胎接觸地面的點(diǎn)連接在一起，這樣就能得到側(cè)傾中心W。如果兩橫臂是平行的話，那么就要做一條條平行線且通過(guò)N點(diǎn)，這樣也能得到側(cè)傾中心W。其示意圖如圖5-2所示。2.2.2側(cè)傾軸線側(cè)傾軸線指的是在獨(dú)立懸架里，將前后兩部分側(cè)傾中心連在一起注意，側(cè)傾軸線需要與水平面平行并應(yīng)該盡量設(shè)計(jì)的和地面的距離盡量遠(yuǎn)的目的是限制汽車本身的側(cè)傾在可側(cè)傾中心離地面的距離是一定不會(huì)超過(guò)150mm(上下擺臂初始角度過(guò)大)。下面是獨(dú)立懸前懸架O-125mm;后懸架80155mm。本次設(shè)計(jì)的雙橫臂式的后懸架的縱傾中心可用如下圖5-3的做法得到，具體做法是連接e點(diǎn)和g點(diǎn)，然后做c、d兩點(diǎn)的平行線，就會(huì)得到一個(gè)交點(diǎn)，這個(gè)交點(diǎn)就是縱傾中心。圖5-3雙橫臂式獨(dú)立懸架的縱傾中心2.2.4懸架橫臂的定位角通常在設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)者都會(huì)把獨(dú)立后懸架的擺臂鉸鏈軸傾斜的布置在結(jié)構(gòu)上，為了能夠更簡(jiǎn)潔明了，擺臂在空間內(nèi)傾斜的角度如下圖可以定義為，擺臂在水平方向的夾角是α角，懸架從上往下看的俯角是β角，懸架開(kāi)始位置的角為θ角。汽車車輪的跳動(dòng)對(duì)乘駕人員的行駛感受有很大的影響，而雙橫臂的獨(dú)立后懸架兩臂的長(zhǎng)度對(duì)此有很大的影響，所以兩臂長(zhǎng)的確定十分重要。本次設(shè)計(jì)采用的是上橫臂短，而下懸臂長(zhǎng)的設(shè)計(jì)方案，這樣做有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)，一是讓發(fā)動(dòng)機(jī)有更多的布置空間，第二點(diǎn)是能夠讓懸架的運(yùn)動(dòng)特性能夠充分體現(xiàn)。0.40.40.40.60.81.010圖5-8說(shuō)明了當(dāng)下方橫臂長(zhǎng)度保持定值不變時(shí)，通過(guò)增加上方懸臂的長(zhǎng)度來(lái)改變L1/L2的數(shù)值時(shí)得到的汽車兩車輪輪距發(fā)生的變化，而L1/L2的值從小到大以此為0.4,0.6,0.8,在本次設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)的懸架要求在運(yùn)動(dòng)時(shí)汽車輪距基本保持不變，以提高汽車的平順性，減少輪胎與地面的摩擦，增加了它的使用壽命。所以本文選擇L1/L2在0.55左右，要是想提高汽車的操控性能，減小前輪的定位角度的變化量，應(yīng)該選擇L1/L2在0.95附近