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第1章绪论
悬架设计的背景及研究意义
悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架(或车身)与车轮弹性地连接起来。悬架需要传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩,缓和路面传给车身的冲击载荷,衰减由此引起的承载系统的振动,使汽车获得高速的行驶能力和理想的运动特性。悬架对于整车的意义重大。
现代车除了保证其基本性能,即行驶性、转向性和制动性之外,目前正致力于提高安全性与舒适性,向高附加价值、高性能和高质量的方向发展。对此,尤其作为提高操纵稳定性、乘坐舒适性的轿车悬架必须加以改进。舒适性是汽车最重要的使用性能之一。
与生产实际结合较紧密。通过对悬架系统中重要零部件的设计、计算和校核;各定位参数涵义及其对整车动力学性能影响的分析,初步达到介绍悬架设计全过程目的,具有很强的操作性,能够为标致轿车的生产实际提供一定意义上的指导。
全套图纸,加153893706
悬架设计的主要内容、要求和研究方法
主要内容
本文的研究对象是松花江微型车的前悬架。通过对悬架弹性元件的计算、分析,导向机构的核算和校核,可以验证悬架中关键零部件的可行性,掌握悬架的适用范围和使用条件,改善整车的行驶平顺性和操纵稳定性。在此基础上文章还进一步提出和悬架性能有着密切关系的转向横拉杆断开点位置的分析方案,并对结果进行了剖析。
具体内容包括:
(1)对悬架中的弹性元件、减震器、横向稳定杆等重要部件进行了设计计算和可行性校核;
(2)运用空间坐标变换理论和空间刚体运动学原理,通过对悬架的简化和抽象,将实物模型转成可供分析和研究的物理模型和数学模型;
(3)提出转向横拉杆断开点位置的设计方案,通过前后干涉量与车轮跳动量关系曲线的对比分析,提出断开点位置方案。
设计要求
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。前、后悬架固有频率的匹配应合理,对乘用车要求前悬架固有频率略低于后悬架的固有频率,还有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,应采用非线性弹性特性悬架。
要正确地选择悬架方案和参数,在车轮上、下跳动时,使主销定位角变化不大、车轮运动与导向运动要协调,避免前轮摆振,汽车转向时,应使之稍有不足的转向特性。
悬架与汽车的多种使用性能有关,为满足这些性能,对悬架提出的设计要求有:
保证汽车具有良好的行驶平顺性;
具有合适的衰减震动的能力;
保证汽车具有良好的操纵稳定性;
汽车制动或加速时,要保证车身稳定,减少车身纵倾,转弯时车身侧倾要合适;
具有良好的隔声能力;
结构紧凑、占用空间尺寸要小;
可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩,在满足零部件质量要小的同时,还要保证有足够的强度和寿命。
研究方法
在设计时首先考虑车的总体方案要求,接着根据悬架总体方案,进行悬架系统各零部件的设计计算,在计算时应重点计算对悬架整体性能影响较大的零部件如:螺旋弹簧、横向稳定杆、减振器等。最后,对关键零件进行强度校核
麦弗逊式悬架的特点
麦弗逊悬架一般用于轿车的前轮。与其它悬架系统相比,麦弗逊式悬架系统具有结构简单,紧凑,占用空间少,性能优越等特点。麦式悬架还具有较为合理的运动特性,能够保证整车性能要求。虽然麦弗逊悬挂在行车舒适性上的表现令人满意,其结构简单体积不大,可有效扩大车内乘坐空间,但也由于其构造为滑柱式,对左右方向的冲击缺乏阻挡力,抗刹车点头等性能较差。
麦弗逊悬挂通常由两个基本部分组成:支柱式减震器和A字型托臂之所以叫减震器支柱是因为它除了减震还有支撑整个车身的作用,他的结构很紧凑,把减震器和减震弹簧集成在一起,组成一个可以上下运动的滑柱;下托臂通常是A字型的设计,用于给车轮提供部分横向支撑力,以及承受全部的前后方向应力。整个车体的重量和汽车在运动时车轮承受的所有冲击就这两个部件承担。所以麦弗逊的一个最大的设计特点就是结构简单,结构简单能带来两个直接好处那就是:悬挂重量轻和占用空间小。我们知道,汽车悬挂属于运动部件,运动部件越轻,那么悬挂响应速度和回弹速度就会越快,所以悬挂的减震能力也就越强;而且悬挂质量减轻也意味着弹簧下质量减轻,那么在车身重量一定的情况下,舒适性也越好。占用空间小带来的直接好处就是设计师能在发动机仓布置下更大的发动机,而且发动机的放置方式也能随心所欲。在中型车上能放下大型发动机,在小型车上也能放下中型发动机,让各种发动机的匹配更灵活。
为了追求运动性,把其重心布置在前轴之后,因此发动机要占用大量的引擎仓空间,那么,选用一款结构简单,占用空间小的悬挂设计就显得由为重要。麦弗逊悬挂在向上行程时,也就是在发生转向侧倾时,车轮外倾角会自动加大,使轮胎能更好的跟路面结合,给整车提供更大的横