1.6L乘用车双横臂独立悬架设计(3)

1、通过合理设计悬架的弹性特性及阻尼特性确保汽车具有良好的行驶平顺性，即具有较低的振动频率，较小的振动加速度值和合适的减振性能，并能避免在悬架的压缩或伸张行程极限点发生硬冲击，同时还要保证轮胎具有足够的接地能力。

2、合理设计导向机构，以确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩的可靠传递，保证车轮跳动时车轮定位参数的变化不会过大，并且能满足汽车具有良好的操纵稳定性的要求。 3、导向机构的运动不应与转向杆系的运动干涉，否则可能引发转向摆振。

4、侧倾中心及纵倾中心恰当，汽车具有抗侧倾能力，汽车制动和加速时。能保证车身的稳定，避免汽车在制动和加速时的车身纵倾(“点头”和“后仰”)。 5、非悬挂质量尽量小。

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宋冲冲：1.6L乘用车双横臂悬架设计 6、便于布置；零部件具有足够的寿命；制造成本低；便于维修、保养。 7、有良好的隔声能力。

8、结构紧凑、占用空间尺寸要小。

为了满足汽车具有良好的行驶平顺性，要求由簧上质量与弹性元件组成的振动系统的固有频率应在合适的频段，并尽可能低。对乘用车，要求前悬架固有频率略低于后悬架的固有频率，还要尽量避免悬架撞击车架（或车身）。在簧上质量变化的情况下，车身高度变化要小，因此，要采用非线性弹性特性悬架。为迅速衰减振动，减少车轮的振幅，悬架应装减震器。

要正确地选择悬架方案与参数，在车轮上下跳动时，使主销定位角变化不大、车轮运动与导向机构运动要协调，要避免前轮摆振；汽车转向时，应使之稍有不足转向特性。

独立悬架导向杆系铰接处多采用橡胶衬套，能隔绝车轮所受来自路面的冲击向车身的传递。

1.2 悬架对汽车性能的影响

1.2.1 悬架对汽车行驶平顺性的影响

悬架设计的主要目的之一是保证汽车具有良好的行驶平顺性，良好的汽车行驶平顺性不仅能保证乘员的舒适与所运货物的完整无损，而且还可以提高汽车的运输生产率，降低燃料消耗，延长零件使用寿命和提高零件的工作可靠性等。

汽车行驶平顺性的评价方法，通常是根据人体对振动的生理反应及对保持货物完整性的影响来制订的，并用表征振动的物理量，如频率、振幅、加速度、加速度变化等作为行驶平顺性的评价指标。

目前常用汽车车身振动的固有频率(低频)和振动加速度来评价汽车的行驶平顺性。实验得知，为了汽车具有良好的行驶平顺性，车身振动的固有频率应为人体所习惯的步行时身体上下运动的频率，约为60～85 1/min(1Hz～1.6Hz)，振动加速度的极限容许值为3～4m/s2。

因此，在设计汽车或进行实验分析时，除车身振动固有频率外，还应以车身振动加速度作为行驶平顺性的评价指标。

1、悬架弹性特性对汽车行驶平顺性的影响 汽车是一个多质量的复杂的振动系统，为简化计算，可将汽车车身看成一个在弹性悬架上作单自由度振动的质量，其固有频率n可由下式确定：

n=

12?gcHz G (1-1)

式中 g——重力加速度，g=9810mm/s；

c——悬架刚度，N/mm； G——簧载重量，N。

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潍坊学院毕业设计

因为G/C=f(f——重量G作用下的悬架的静挠度，mm)，则

n=

12?gHz f (1-2)

从式(1-1)和(1-22)看出，车身振动的固有频率n，由簧载重量G、悬架刚度c或悬架静挠度f决定。而这种力和变形(G=c2f)的关系曲线称为悬架的弹性特性。由此可以看出，为了得到良好的平顺性，应当采用较软的悬架以降低偏频，但软的悬架在一定载荷下其变形也大，对一般轿车而言，悬架的工作行程即静挠度fc与动挠度fd之和应该不小于160mm，这里商务车悬架可适当减小一些，取150mm左右都可以。

为了同时满足在设计载荷位置附近的低刚度和有限的工作行程的要求，悬架必须设计成有非线性的弹性特性。一般是靠增加上下行程限位块或辅助弹簧以及增加行程端点的刚度，非线性的悬架弹性特性可以采用适当的悬架结构(导向机构)或弹性元件(如加辅助弹簧、调节弹簧、空气弹簧等)来实现。

2、悬架系统中的阻尼对汽车行驶平顺性的影响 当汽车悬架仅有弹性元件而无摩擦或减振装置时，汽车悬挂质量的振动将会延续很长时间，因此，悬架中一定要有减振的阻尼力，对于选定的悬架刚度，只有恰当的阻尼力才能发挥悬架的缓冲减振作用。 现代汽车悬架都装有专门的减振装置，即减振器，其减振的阻尼力F可用下公式表达；

F=kv

式中： k———减振器阻尼系数；

v———减振器活塞相对缸筒的运动速度。

在悬架系统中，引起振动衰减的阻尼来源很多。例如，在有相对运动的摩擦副中，轮胎变形时橡胶分子间的摩擦，或在系统中装置减振器等。对于各种悬架结构，以钢板弹簧悬架系统中的干摩擦最大，钢板弹簧叶片数目越多，摩擦越大。所以，有的汽车采用钢板弹簧悬架时，可以不装减振器。而采用其他内摩擦很小的弹性元件(如螺旋弹簧、扭杆弹簧等)的悬架，则需用减振器使自由振动衰减，以提高汽车行驶平顺性。

3、非簧载质量对汽车行驶平顺性的影响 根据是否由悬架弹簧支撑，汽车的总质量可以分为悬挂质量和非悬挂质量两部分，在非独立悬架中还包括连接左右车轮的从动桥的整个刚性梁，或非断开式驱动桥的质量，包括主减速器、差速器以及半轴的质量，还有传动轴的部分质量。

为了获得良好的平顺性和操纵性，非悬挂质量应当尽量小，可以减少高频共振区车身振动加速度和减少车轮离开地面的几率。因此，在汽车设计中，为提高汽车行驶平顺性，采用非簧载质量较小的独立悬架更为有利。 1.2.2 悬架对汽车行驶稳定性的影响

与平顺性相比，操纵稳定性的评价指标要复杂得多，包括稳态、瞬态转向特性及保持直线行驶的能力。悬架参数通过影响转向时的车轮载荷转移，车轮跳动或车身侧倾时车轮

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(1-3)

宋冲冲：1.6L乘用车双横臂悬架设计 定位角的变化以及悬架与转向杆的运动干涉和整体桥的轴转向等影响汽车的操纵性。

1、悬架导向机构对车轮侧偏角(偏离角)影响 从《汽车理论》得知，汽车应具有不足转向性，即前轮侧偏角大于后轮侧偏角(一般希望在向心加速度为0.4g时，前轮侧偏角减去后轮侧偏角=1～3°)，以便得到良好的行驶稳定性。侧偏角的大小，不仅与侧向力的大小、轮胎的机械特性及法向载荷等有关，而且还与悬架导向机构的型式有关。汽车转弯行驶时，在侧向惯性力的作用下，因悬架导向机构型式的不同，将对车轮倾斜角和轴转向有着不同的影响, 双横臂式、纵置臂式和滑柱摆臂式导向机构的悬架，它们在侧向惯性力Y作用下使车轮与车身向着侧向力方向倾斜，故侧偏角增大。而单横臂式导向机构的悬架则使车轮的倾斜方向与侧向惯性力方向相反，故侧偏角减小。非独立悬架在侧向惯性力作用下，其车轮平面可认为未发生倾斜(不考虑轮胎的法向变形所引起的影响)，车轮侧偏角数值不变,为了获得良好的行驶稳定性，在整车设计时，前后悬架应考虑不同型式的导向机构，以便得到合适的侧偏角关系，使整车具有所需的不足转向性。例如，在前悬架中采用双横臂式、纵置臂式或滑柱摆臂式等独立悬架，而后悬架中采用非独立悬架或单横臂式独立悬架，就是一种能满足上述要求，比较满意的比配方案。因而它广泛地应用在轿车设计中。

2、汽车的侧倾 包括汽车车厢的侧倾中心的高度、悬架的侧倾角刚度(悬架的线刚度和悬架的侧倾角刚度 …… 此处隐藏：1936字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……