汽车悬架对整车性能的影响
郑州电子信息职业技术学
院
毕业论文
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2010年
第四章汽车悬架设计
悬架是保证车轮或车桥与汽车承载系统(车架或承载式车身)之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。
悬架最主要的功能是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩，并缓和汽车驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车的行驶平顺性。为此必须在车轮与车架或车身之间提供弹性联接，依靠弹性元件来传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂向载荷，并依靠其变形来吸收能量，达到缓冲的目的。采用弹性联接后，汽车可以看作是由悬挂质量(即簧载质量)、非悬挂质量(即非簧载质量)和弹簧(弹性元件)组成的振动系统，承受来自不平路面、空气动力及传动系、发动机的激励。为了迅速衰减不必要的振动，悬架中还必须包括阻尼元件，即减振器。此外，悬架中确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩可靠传递并决定车轮相对于车架或车身的位移特性的连接装置统称为导向机构。导向机构决定了车轮跳动时的运动轨迹和车轮定位参数的变化，以及汽车前后侧倾中心及纵倾中心的位置，从而在很大程度上影响了整车的操纵稳定性和抗纵倾能力。在有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆。
尽管一百多年来汽车悬架从结构型式到作用原理一直在不断地演进，但从结构功能而言，它都是由弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。在有些情况下，某一零部件兼起两种或三种作用，比如钢板弹簧兼起弹性元件及导向机构的作用，麦克弗逊悬架(McPherson strut suspension，或称滑柱摆臂式独立悬架)中的减振器柱兼起减振器及部分导向机构的作用，有些主动悬架中的作动器则具有弹性元件、减振器和部分导向机构的功能。
根据导向机构的结构特点，汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两大类。非独立悬架的鲜明特色是左、右车轮之间由一刚性梁或非断开式车桥联接，当单边车轮驶过凸起时，会直接影响另一侧车轮。独立悬架中没有这样的刚性梁，左右车轮各自“独立”地与车架或车身相连或构成断开式车桥，按结构特点又可细分为横臂式、纵臂式、斜臂式等等，各种悬架的结构特点将在以下章节中进一步讨论。
除上述非独立悬架和独立悬架外，还有一种近似半独立悬架，它与近似半刚性的非断开式后支持桥相匹配。当左右车轮跳动幅度不一致时，后支持桥中呈V形断面并与左右纵臂固结在一起的横梁受扭，由于其具有一定的扭转弹性，故此种悬架既不同于非独立悬架，也与独立悬架有别。该弹性横梁还兼起横向稳定杆的作用。
按照弹性元件的种类，汽车悬架又可以分为钢板弹簧悬架、螺旋弹簧悬架、扭杆弹簧悬架、空气悬架以及油气悬架等。
按照作用原理，可以分为被动悬架、主动悬架和介于二者之间的半主动悬架。
如前所述，汽车悬架和悬挂质量、非悬挂质量构成了一个振动系统，该振动系统的特性很大程度上决定了汽车的行驶平顺性，并进一步影响到汽车的行驶车速、燃油经济性和运营经济性。该振动系统也决定了汽车承载系和行驶系许多零部件的动载，并进而影响到这些零件的使用寿命。此外，悬架对整车操纵稳定性、抗纵倾能力也起着决定性的作用。因而在设计悬架时必须考虑以下几个方面的要求：
(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，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要求；
(3)导向机构的运动应与转向杆系的运动相协调，避免发生运动干涉，否则可能引起转向轮摆振；
(4)侧倾中心及纵倾中心位置恰当，汽车转向时具有抗侧倾能力，汽车制动和加速时能保持车身的稳定，避免发生汽车在制动和加速时的车身纵倾(即所谓“点头”和“后仰”)；
(5)悬架构件的质量要小尤其是其非悬挂部分的质量要尽量小；
(6)便于布置，在轿车设计中特别要考虑给发动机及行李箱留出足够的空间；
(7)所有零部件应具有足够的强度和使用寿命；
(8)制造成本低；
(9)便于维修、保养。
悬架设计可以大致分为结构型式及主要参数选择和详细设计两个阶段，有时还要反复交叉进行。由于悬架的参数影响到许多整车特性，并且涉及其他总成的布置，因而一般要与总布置共同协商确定。
4.1前后悬架系统的主要参数的确定及对整车性能的影响
4.1.1悬架静挠度c f
悬架静挠度c f 是指汽车满载静止时悬架上的载荷W F 与此时悬架刚度c 之比，即c F f W c /=。
汽车前、后悬架与其簧上质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车行驶平顺性的主要参数之一。因现代汽车的质量分配系数ε近似等于1，于是汽车前、后轴上方车身两点的振动不存在联系。因此，汽车前、后部分的车身的固有频率1n 和2n (亦称偏频)可用下式表示
11121
m c n π= 2
2221m c n π= （4－1） 式中，1c 、2c 为前、后悬架的刚度(N ／cm)；1m 、2m 为前、后悬架的簧上质量(kg)。 当采用弹性特性为线性变化的悬架时，前、后悬架的静挠度可用下式表示
111c g m f c = 2
22c g m f c = 式中，g 为重力加速度(g ＝981cm ／2s )。
将1c f 、2c f 代人式(6—1)得到
115
c f n = 225c f n = （4－2）
分析上式可知：悬架的静挠度人直接影响车身振动的偏频n 。因此，欲保证汽车有良好的行驶平顺性，必须正确选取悬架的静挠度。
在选取前、后悬架的静挠度值1c f 和2c f 时，应当使之接近，并希望后悬架的静挠度2c f 比前悬架的静挠度1c f 小些，这有利于防止车身产生较大的纵向角振动。理论分析证明：若
汽车以较高车速驶过单个路障，1n /2n ＜1时的车身纵向角振动要比1n /2n ＞1时小，故推荐取2c f ＝（0.8～0.9）1c f 。考虑到货车前、后轴荷的差别和驾驶员的乘坐舒适性，取前悬架的静挠度值大于后悬架的静挠度值，推荐2c f ＝（0.6～0.8）1c f 。为了改善微型轿车后排乘客的乘坐舒适性，有时取后悬架的偏频低于前悬架的偏频。
用途不同的汽车，对平顺性要求不一样。以运送人为主的轿车对平顺性的要求最高，大客车次之，载货车更次之。对普通级以下轿车满载的情况，前悬架偏频要求在1.00～1.45Hz ，后悬架则要求在1.17～1.58Hz 。原则上轿车的级别越高，悬架的偏频越小。对高级轿车满载的情况，前悬架偏频要求在0.80～1.15Hz ，后悬架则要求在0.98～1.30Hz 。货车满载时，前悬架偏频要求在1.50～2.10Hz ，而后悬架则要求在1.70～2.17Hz 。选定偏频以后，再利用式(6—2)即可计算出悬架的静挠度。
4.1.2悬架的动挠度d f
悬架的动挠度d f 是指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构允许的最大变形(通常指缓冲块压缩到其自由高度的1／2或2／3)时，车轮中心相对车架(或车身)的垂直位移。要求悬架应有足够大的动挠度，以防止在坏路面上行驶时经常碰撞缓冲块。对轿车，d f 取7～9cm ；对大客车，d f 取5～8cm ；对货车，d f 取6～9cm 。
4.1.3悬架弹性特性
悬架受到的垂直外力F 与由此所引起的车轮中心相对于车身位移厂(即悬架的变形)的关系曲线称为悬架的弹性特性。其切线的斜率是悬架的刚度。
悬架的弹性特性有线性弹性特性和非线性弹性特性两种。当悬架变形厂与所受垂直外力F 之间呈固定比例变化时，弹性特性为一直线，称为线性弹性特性，此时悬架刚度为常数。当悬架变形f 与所受垂直外力F 之间不呈固定比例变化时，弹性特性如图4—1所示。此时，悬架刚度是变化的，其特点是在满载位置(图中点8)附近，刚度小且曲线变化平缓，因而平顺性良好；距满载较远的两端，曲线变陡，刚度增大。这样可在有限的动挠度d f 范围内，得到比线性悬架更多的动容量。悬架的动容量系指悬架从静载荷的位置起，变形到结构允许的最大变形为止消耗的功。悬架的动容量越大，对缓冲块击穿的可能性越小。
空载与满载时簧上质量变化大的货车和客车，为了减少振动频率和车身高度的变化，应当选用刚度可变的非线性悬架。轿车簧上质量在使用中虽然变化不大，但为了减少车轴对车架的撞击，减少转弯行驶时的侧倾与制动时的前俯角和加速时的后仰角，也应当采用刚度可变的非线性悬架。
钢板弹簧非独立悬架的弹性特性可视为线性的，而带有副簧的钢板弹簧、空气弹簧、油气弹簧等，均为刚度可变的非线性弹性特性悬架。
4.1.4后悬架主、副簧刚度的分配
货车后悬架多采用有主、副簧结构的钢板弹簧。其悬架弹性特性曲线如图6—10所示。
图4—1 悬架弹性特性曲线
1—缓冲块复原点 2—复原行程缓冲块脱离支架 3—主弹簧弹性特性曲线 4—复原行程5—压缩行程 6—缓冲块压缩期悬架弹性特性曲线 7—缓冲块压缩时开始接触弹性支架 8—额定载荷
载荷小时副簧不工作，载荷达到一定值(图4—2中的K F )时，副簧与托架接触，开始与主簧共同工作。
如何确定副簧开始参加工作的载荷K F 和主、副簧之间的刚度分配，受悬架的弹性特性和主、副簧上载荷分配的影响。原则上要求车身从空载到满载时的振动频率变化要小，以保证汽车有良好的平顺性，还要求副簧参加工作前、后的悬架振动频率变化不大。这两项要求不能同时满足。具体确定方法有两种：第一种方法是使副簧开始起作用时的悬架挠度a f 等于汽车空载时悬架的挠度0f ，而使副簧开始起作用前一瞬间的挠度K f 等于满载时悬架的挠度c f 。于是，可求得W K F F F 0=
。式中，0F 和W F 分别为空载与满载时的悬架载荷。副
簧、主簧的刚度比为 1-=λm
a c c (4—3) W
F F 0=λ 式中，a c 为副簧刚度；m c 为主簧刚度。
图4—2 货车主、副簧为钢板弹簧结构的弹性特性
用此方法确定的主、副簧刚度比值，能保证在空、满载使用范围内悬架振动频率变化不大，但副簧接触托架前、后的振动频率变化比较大。
第二种方法是使副簧开始起作用时的载荷等于空载与满载时悬架载荷的平均值，即)(5.00W K F F F +=，并使0F 和K F 间的平均载荷对应的频率与K F 和W F 间平均载荷对应的频率相等，此时副簧与主簧的刚度比为
)3)(22(+-=λλm
a c c (4—4) 用此法确定的主、副簧刚度比值，能保证副簧起作用前、后悬架振动频率变化不大。对于经常处于半载运输状态的车辆，采用此法较为合适。
4.1.5悬架侧倾角刚度及其在前、后轴的分配
悬架侧倾角刚度系指簧上质量产生单位侧倾角时悬架给车身的弹性恢复力矩。它对簧上质量的侧倾角有影响。侧倾角过大或过小都不好。乘坐侧倾角刚度过小而侧倾角过大的汽车，乘员缺乏舒适感和安全感。侧倾刚度过大而侧倾角过小的汽车又缺乏汽车发生侧翻的感觉，同时使轮胎侧偏角增大，如果发生在后轮会使汽车增加了过多转向的可能。要求在侧向惯性力等于0.4倍车重时，轿车车身侧倾角在2.5°～4°，货车车身侧倾角不超过6°～7°。
此外，还要求汽车转弯行驶时，在0.4g 的侧向加速度作用下，前、后轮侧偏角之差21δδ-应当在1°～3°范围内。而前、后悬架侧倾角刚度的分配会影响前、后轮的侧偏角大小，从而影响转向特性，所以设计时还应考虑悬架侧倾角刚度在前、后轴上的分配。为满足汽车稍有不足转向特性的要求，应使汽车前轴的轮胎侧偏角略大于后轴的轮胎侧偏角。为此，应该使前悬架具有的侧倾角刚度要略大于后悬架的侧倾角刚度。对轿车，前、后悬架侧倾角刚度比值一般为1.4～2.6。
4.2钢板弹簧设计
4.2.1钢板弹簧的布置方案
钢板弹簧在汽车上可以纵置或者横置。后者因为要传递纵向力，必须设置附加的导向传力装置，使结构复杂、质量加大，所以只在少数轻、微型车上应用。纵置钢板弹簧能传递各种力和力矩，并且结构简单，故在汽车上得到广泛应用。
纵置钢板弹簧又有对称式与不对称式之分。钢板弹簧中部在车轴(桥)上的固定中心至钢板弹簧两端卷耳中心之间的距离若相等，则为对称式钢板弹簧；若不相等，则称为不对称式钢板弹簧。多数情况下汽车采用对称式钢板弹簧。由于整车布置上的原因，或者钢板弹簧在汽车上的安装位置不动，又要改变轴距或者通过变化轴距达到改善轴荷分配的目的时，采用不对称式钢板弹簧。
4.2.2钢板弹簧主要参数的确定
在进行钢板弹簧计算之前，应当知道下列初始条件：满载静止时汽车前、后轴(桥)负荷1G 、2G 和簧下部分荷重1u G 、2u G ，并据此计算出单个钢板弹簧的载荷：2/)(111u W G G F -=和2/)(222u W G G F -=，悬架的静挠度c f 和动挠度d f ，汽车的轴距等。
1.满载弧高a f
满载弧高a f 是指钢板弹簧装到车轴(桥)上，汽车满载时钢板弹簧主片上表面与两端(不包括卷耳孔半径)连线间的最大高度差(图4—3)。a f 用来保证汽车具有给定的高度。 当a f ＝0时，钢板弹簧在对称位置上工作。为了在车架高度已限定时能得到足够的动挠度值，常取a f ＝10～20mm 。
2.钢板弹簧长度L 的确定
钢板弹簧长度L 是指弹簧伸直后两卷耳中心之间的距离。增加钢板弹簧长度L 能显著降低弹簧应力，提高使用寿命；降低弹簧刚度，改善汽车平顺性；在垂直刚度c 给定的条件下，又能明显增加钢板弹簧的纵向角刚度。钢板弹簧的纵向角刚度系指钢板弹簧产生单位纵向转角时，作用到钢板弹簧上的纵向力矩值。增大钢板弹簧纵向角刚度的同时，能减少车轮扭转力矩所引起的弹簧变形；选用长些的钢板弹簧，会在汽车上布置时产生困难。原则上在总布置可能的条件下，应尽可能将钢板弹簧取长些。推荐在下列范围内选用钢板弹簧的长度：轿车：L ＝(0.40～0.55)轴距；货车前悬架：L ＝ (0.26～0.35)轴距，后悬架：L ＝ (0.35～0.45)轴距。
图4—3 钢板弹簧总成在自由状态下的弧高
3.钢板断面尺寸及片数的确定
(1)钢板断面宽度b 的确定 有关钢板弹簧的刚度、强度等，可按等截面简支梁的计算公式计算，但需引入挠度增大系数δ加以修正。因此，可根据修正后的简支梁公式计算钢板弹簧所需要的总惯性矩0J 。对于对称钢板弹簧
E c ks L J 48/])[(30δ-= (4—5)
式中，s 为U 形螺栓中心距(mm)；是为考虑U 形螺栓夹紧弹簧后的无效长度系数(如刚性夹紧，取5.0=k ，挠性夹紧，取0=k )；c 为钢板弹簧垂直刚度(N ／mm)，c W f F c /=；δ为挠度增大系数(先确定与主片等长的重叠片数1n ，再估计一个总片数0n ，求得01/n n =η，然后用)]5.01(04.1/[5.1ηδ+=初定δ)；E 为材料的弹性模量。
钢板弹簧总截面系数0W 用下式计算
0W ≥][4/)]([W W ks L F σ- (4—6)
式中，[]W σ为许用弯曲应力。
对于55SiMnVB 或60Si2Mn 等材料，表面经喷丸处理后，推荐[]W σ在下列范围内选取：前弹簧和平衡悬架弹簧为350～450N ／2m m ；后主簧为450～550N ／2
m m ；后副簧为220 ～250N ／2m m 。
将式(4—6)代人下式计算钢板弹簧平均厚度p h []c
W p Ef ks L W J h 6)(2200σδ-== (5—7)
有了p h 以后，再选钢板弹簧的片宽b 。增大片宽，能增加卷耳强度，但当车身受侧向力作用倾斜时，弹簧的扭曲应力增大。前悬架用宽的弹簧片，会影响转向轮的最大转角。片宽选取过窄，又得增加片数，从而增加片间的摩擦和弹簧的总厚。推荐片宽与片厚的比值p h b /在6～10范围内选取。
(2)钢板弹簧片厚h 的选择 矩形断面等厚钢板弹簧的总惯性矩0J 用下式计算
12/30nbh J (5—8)
式中，n 为钢板弹簧片数。
由式(4—8)可知，改变片数n 、片宽b 和片厚h 三者之一，都影响到总惯性矩0J 的变化；再结合式(4—5)可知，总惯性矩0J 的改变又会影响到钢板弹簧垂直刚度c 的变化，也就是影响汽车的平顺性变化。其中，片厚丸的变化对钢板弹簧总惯性矩了。影响最大。增加片厚九，可以减少片数n 。钢板弹簧各片厚度可能有相同和不同两种情况，希望尽可能采用前者。但因为主片工作条件恶劣，为了加强主片及卷耳，也常将主片加厚，其余各片厚度稍薄。此时，要求一副钢板弹簧的厚度不宜超过三组。为使各片寿命接近又要求最厚片与最薄片厚度之比应小于1.5。
最后，钢板断面尺寸b 和h 应符合国产型材规格尺寸。
图4—4 叶片断面形状
a)矩形断面 b)T 形断面 c)单面有抛物线边缘断面 d)单面有双槽的断面
(3)钢板断面形状 矩形断面钢板弹簧的中性轴，在钢板断面的对称位置上(图4—4a)。工作时一面受拉应力，另一面受压应力作用，而且上、下表面的名义拉应力和压应力的绝对
值相等。因材料抗拉性能低于抗压性能，所以在受拉应力作用的一面首先产生疲劳断犁。除矩形断面以外的其它断面形状的叶片(图4—4b 、c 、d)，其中性轴均上移，使受拉应力作用的一面的拉应力绝对值减小，而受压应力作用的一面的压应力绝对值增大，从而改善了应力在断面上的分布状况，提高了钢板弹簧的疲劳强度和节约近10％的材料。
(4)钢板弹簧片数n 片数n 少些有利于制造和装配，并可以降低片间的干摩擦，改善汽车行驶平顺性。但片数少了将使钢板弹簧与等强度梁的差别增大，材料利用率变坏。多片钢板弹簧一般片数在6～14片之间选取，重型货车可达20片。用变截面少片簧时，片数在1～4片之间选取。
4.2.3钢板弹簧各片长度的确定
片厚不变宽度连续变化的单片钢板弹簧是等强度梁，形状为菱形(两个三角形)。将由两个三角形钢板组成的钢板弹簧分割成宽度相同的若干片，然后按照长度大小不同依次排列、叠放到一起，就形成接近实用价值的钢板弹簧。实际上的钢板弹簧不可能是三角形，因为为了将钢板弹簧中部固定到车轴(桥)上和使两卷耳处能可靠地传递力，必须使它们有一定的宽度，因此应该用中部为矩形的双梯形钢板弹簧(图4—5)替代三角形钢板弹簧才有真正的实用意义。这种钢板弹簧各片具有相同的宽度，但长度不同。钢板弹簧各片长度就是基于实际钢板各片展开图接近梯形梁的形状这一原则来作图的。首先假设各片厚度不同，则具体进行步骤如下：
先将各片厚度i h 的立方值3i h 按同一比例尺沿纵坐标绘制在i 0 图上(图4—6)，再沿横坐标量出主片长度的一半L ／2和U 形螺栓中心距的一半s/2，得到A 、B 两点，连接A 、B 即得到三角形的钢板弹簧展开图。AB 线与各叶片上侧边的交点即为各片长度。如果存在与主片等长的重叠片，就从月点到最后一个重叠片的上侧边端点连一直线，此直线与各片上侧边的交点即为各片长度。各片实际长度尺寸需经圆整后确定。
图4—5 双梯形钢板弹簧
图4—6 确定钢板弹簧各片长度的作图法
4.2.4钢板弹簧刚度验算
在此之前，有关挠度增大系数δ、总惯性矩0J 、片长和叶片端部形状等的确定都不够准确，所以有必要验算刚度。用共同曲率法计算刚度的前提是，假定同一截面上各片曲率变化值相同，各片所承受的弯矩正比于其惯性矩，同时该截面上各片的弯矩和等于外力所引起的弯矩。刚度验算公式为
∑=++-=n k k k k Y Y a
E
c 1131)
(6α (4—9) 其中，)(111++-=k k l l a ；∑==k i i k J
Y 11；∑+=+=1111k i i
k J Y 。 式中，α为经验修正系数，α＝0.90～0.94；E 为材料弹性模量；1l 、1+k l 为主片和第(1+k )片的一半长度。
式(6—9)中主片的一半1l ，如果用中心螺栓到卷耳中心间的距离代入，求得的刚度值为钢板弹簧总成自由刚度j c ；如果用有效长度，即)5.0(1'1ks l l -=代入式(6—9)，求得的刚度值是钢板弹簧总成的夹紧刚度Z c 。
4.2.5钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算
(1)钢板弹簧总成在自由状态下的弧高0H 钢板弹簧各片装配后，在预压缩和U 形螺栓夹紧前，其主片上表面与两端(不包括卷耳孔半径)连线间的最大高度差(图4—3)，称为钢板弹簧总成在自由状态下的弧高0H ，用下式计算
)(0f f f H a c ?++= (4—10)
式中，c f 为静挠度；a f 为满载弧高；f ?为钢板弹簧总成用U 形螺栓夹紧后引起的弧高变化，22))(3(L
f f s L s f c a +-=?；s 为U 形螺栓中心距；L 为钢板弹簧主片长度。 钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径0208/H L R =。
(2)钢板弹簧各片自由状态下曲率半径的确定 因钢板弹簧各片在自由状态下和装配后的曲率半径不同(图4—7)，装配后各片产生预应力，其值确定了自由状态下的曲率半径i R 各片自由状态下做成不同曲率半径的目的是：使各片厚度相同的钢板弹簧装配后能很好地贴紧，减少主片工作应力，使各片寿命接近。
图4—7 钢板弹簧各片自由状态下的曲率半径
矩形断面钢板弹簧装配前各片曲率半径由下式确定
)
2(1000R Eh R R i i i σ+= (4—11) 式中，i R 为第i 片弹簧自由状态下的曲率半径(mm)；0R 为钢板弹簧总成在自由状态下的曲率半径(mm)；i 0σ为各片弹簧的预应力(N ／2m m )；正为材料弹性模量(N ／2m m )，取5101.2?=E N/2m m ；i h 为第i 片的弹簧厚度(mm)。
在已知钢板弹簧总成自由状态下曲率半径0R 和各片弹簧预加应力i 0σ的条件下，可以用式(4—11)计算出各片弹簧自由状态下的曲率半径i R 。选取各片弹簧预应力时，要求做到：装配前各片弹簧片间间隙相差不大，且装配后各片能很好贴和；为保证主片及与其相邻的长片有足够的使用寿命，应适当降低主片及与其相邻的长片的应力。
为此，选取各片预应力时，可分为下列两种情况：对于片厚相同的钢板弹簧，各片预应力值不宜选取过大；对于片厚不相同的钢板弹簧，厚片预应力可取大些。推荐主片在根部的工作应力与预应力叠加后的合成应力在300～350N ／2
m m 内选取。1～4片长片叠加负的预应力，短片叠加正的预应力。预应力从长片到短片由负值逐渐递增至正值。
在确定各片预应力时，理论上应满足各片弹簧在根部处预应力所造成的弯矩i M 之代数和等于零，即
∑=n i i M
1
(4－12)
或 i n i i W ∑=10σ
(4－13)
如果第i 片的片长为i L ，则第i 片弹簧的弧高为
i i i R L H 8/2
≈ (4－14)
4.2.6钢板弹簧总成弧高的核算
由于钢板弹簧叶片在自由状态下的曲率半径i R 是经选取预应力i 0σ后用式(4－11)计算，受其影响，装配后钢板弹簧总成的弧高与用式0208/H L R =计算的结果会不同。因此，需要核算钢板弹簧总成的弧高。
根据最小势能原理，钢板弹簧总成的稳定平衡状态是各片势能总和最小状态，由此可求得等厚叶片弹簧的0R 为
∑∑===n i i
n i i i L
R L R 1101 (4－15) 式中，i L 为钢板弹簧第i 片长度。
钢板弹簧总成弧高为
028/R L H ≈ (4－16)
用式(4－16)与用式(4－10)计算的结果应相近。如相差较多，可经重新选用各片预应力再行核算。
4.2.7钢板弹簧强度验算
(1)紧急制动时，前钢板弹簧承受的载荷最大，在它的后半段出现的最大应力max σ用下式计算
2112'11m a x )()(W l l c l l m G ++=?σ （4－17) 式中，1G 为作用在前轮上的垂直静负荷；'1m 为制动时前轴负荷转移系数，轿车：'
1m ＝1.2～
1.4，货车：'1m ＝1.4～1.6；1l 、2l 为钢板弹簧前、后段长度；?为道路附着系数，取0.8；
0W 为钢板弹簧总截面系数；c 为弹簧固定点到路面的距离(图4－8)。
(2)汽车驱动时，后钢板弹簧承受的载荷最大，在它的前半段出现最大应力max σ用下式计算
1
'2202121'22max )()(bh m G W l l c l l m G ??σ+++= (4－18) 式中，G2为作用在后轮上的垂直静负荷；m ；为驱动时后轴负荷转移系数，轿车：'2
m ＝1.25～1.30，货车：'2m ＝1.1～1.2；?为道路附着系数；b 为钢板弹簧片宽；1h 为钢板弹簧主片厚
度。
此外，还应当验算汽车通过不平路面时钢板弹簧的强度。许用应力[σ]取为1000N ／2m m 。
(3)钢板弹簧卷耳和弹簧销的强度核算 钢板弹簧主片卷耳受力如图4－9所示。卷耳 处所受应力σ是由弯曲应力和拉(压)应力合成的应力
图4—8 汽车制动时钢板弹簧的受力图
图4—9 钢板弹簧主片卷耳受力图
121
1)(3bh F bh h D F x x ++=σ (4—19) 式中，x F 为沿弹簧纵向作用在卷耳中心线上的力；D 为卷耳内径；b 为钢板弹簧宽度；1h 为主片厚度。
许用应力[σ]取为350N ／2m m 。
对钢板弹簧销要验算钢板弹簧受静载荷时钢板弹簧销受到的挤压应力bd F s Z =σ。其中，s F 为满载静止时钢板弹簧端部的载荷；b 为卷耳处叶片宽；d 为钢板弹簧销直径。 用30钢或40钢经液体碳氮共渗处理时，弹簧销许用挤压应力[Z σ]取为3～4N ／2
m m ；用20钢或20Cr 钢经渗碳处理或用45钢经高频淬火后，其许用应力[Z σ]≤7～9N ／mm2。
钢板弹簧多数情况下采用55SiMnVB 钢或60Si2Mn 钢制造。常采用表面喷丸处理工艺和减少表面脱碳层深度的措施来提高钢板弹簧的寿命。表面喷丸处理有一般喷丸和应力喷丸两种，后者可使钢板弹簧表面的残余应力比前者大很多。
4.2.8少片弹簧
少片弹簧在轻型车和轿车上得到越来越多的应用。其特点是叶片由等长、等宽、变截面的1～3片叶片组成(图4－10)。利用变厚断面来保持等强度特性，并比多片弹簧减少20％～40％的质量。片间放有减摩作用的塑料垫片，或做成只在端部接触以减少片间摩擦。图4—19所示单片变截面弹簧的端部CD 段和中间夹紧部分AB 段是厚度为1h 和2h 的等截面形，BC 段为变厚截面。BC 段厚度可按抛物线形或线性变化。
图4－10 单片弹簧和少片弹簧
a ）单片弹簧
b ）少片弹簧
(1)按抛物线形变化 此时厚度x h 随长度的变化规律为21
2
2)(l x h h x =，惯性矩2322)(l x J J x =，单片刚度为
??
????+=k l l l EJ c 3232)(16ξ (4—20) 式中，E 为材料的弹性模量；ξ为修正系数，取0.92；l ，2l 如图4－11所示；12
322bh J =，其中b 为钢板宽；32
1)(1h h k -=。 弹簧在抛物线区段内各点应力相等，其值为2226bh l F s =
σ。
图4－11单片变截面弹簧的一半
（2）按线性变化 此时厚度x h 随长度的变化规律为''B x A h x +=，式中，1212'l l h h A --=；121221'l l l h l h B --=。单片钢板弹簧刚度仍用式（4－20）计算，但式中系数k 用'k 代入
1)1(111)1)(1(4ln 211232233'-???
?????-??? ??------+???? ??---=βαγαγβββαγk 式中，21/l l =α；21/h h =β；βαγ/=。
当1l ＞)12(2-βl 或21h ＜2h 时，弹簧最大应力点发生在''
A
B x =处，此处'''2B B x A h x =+=，其应力值''max 2/3B bA F s =σ。
当1l ≤)12(2-βl 时，最大应力点发生在B 点，其值322max 2/3bh l F s =σ。
max σ应小于许用应力[]σ。
由n 片组成少片弹簧时，其总刚度为各片刚度之和，其应力则按各片所承受的载荷分
量计算。少片弹簧的宽度，在布置允许的情况下尽可能取宽些，以增强横向刚度，常取75～100。厚度1h ＞8mm ，以保证足够的抗剪强度并防止太薄而淬裂。2h 取12～20mm 。
钢板弹簧悬架系统设计规范--完整版
钢板弹簧悬架系统设计规范 1范围 本规范适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参 数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。 2规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的 修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 QC/T 491-1999汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 QCn 29035-1991汽车钢板弹簧技术条件 QC/T 517-1999汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件 GB/T 4783-1984汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法 3符号、代号、术语及其定义 GB 3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义 GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码 GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸 QC/T 491-1999汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 GB/T 12549-2013汽车操纵稳定性术语及其定义 GB 7258-2017机动车运行安全技术条件 GB 13094-2017 客车结构安全要求 QC/T 480-1999汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 QC/T 474-2011客车平顺性评价指标及限值 GB/T 12428-2005客车装载质量计算方法 GB 1589-2016道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码机动车 JTT 325-2013营运客车类型划分及等级评定 凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 4悬架系统设计对整车性能的影响 悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置 （减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的 振动，保证汽车的正常行驶。悬架结构、性能不仅影响汽车的行驶平顺性，还对操纵稳定性、燃油经济性、通过性等多种
汽车悬架优化设计_毕业设计论文
4.4.4主销内倾角的优化 (23) 4.4.5轮距优化 (23) 4.4.6各定位参数同时优化 (24) 4.4.6.1前束优化后的图形 (25) 4.4.6.2车轮外倾角优化后的图形 (25) 4.4.6.3主销后倾角优化后的图形 (25) 4.4.6.4主销内倾角优化后的图形 (25) 4.4.6.5轮距变化优化后的图形 (26) 4.4.6.6各参数优化前后的数值表 (26) 4.4.6.7小结 (27) 结论 (27) 致谢 (27) 参考文献 (27)
引言 汽车悬架是汽车一个非常重要的部件。汽车悬架是汽车的车架与车桥或车 轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和 力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动， 以保证汽车能平顺地行驶。另外，悬架系统能配合汽车的运动产生适当的反应， 当汽车在不同路况作加速、制动、转向等运动时，能提供足够的安全性，保证操 纵不失控。所以，悬架是汽车底盘中最重要、也是汽车改型设计中经常需要进行 重新设计的部件。汽车行驶中路面的不平坦、凸起和凹坑使车身在车轮的垂直作 用力下起伏波动，产生振动与冲击；加减速及制动和转弯使车身产生俯仰和侧倾 振动。这些振动与冲击会严重影响车辆的平顺性和操纵稳定性等重要性能。悬架作为上述各种力和力矩的传动装置，其传递特性能的好坏是影响汽车行驶平顺性 和操纵稳定性最重要、最直接的因素。只有当汽车底盘配备了性能优良的悬架， 才会得到整车性能优良的汽车。 悬架按照结构分大体可以分为独立式悬架和非独立式悬架。非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由 于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上。独立悬架是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架悬挂在车架或车 身下面的。其优点是：质量轻，减少了车身受到的冲击，并提高了车轮的地面附 着力；可用刚度小的较软弹簧，改善汽车的舒适性；可以使发动机位置降低，汽 车重心也得到降低，从而提高汽车的行驶稳定性；左右车轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。不过，独立悬架存在着结构复杂、成本高、维修不便 的缺点。现代轿车大都是采用独立式悬架，按其结构形式的不同，独立悬架又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬架等。麦弗逊悬架因为其 结构简单、制造成本低、节省空间方便发动机布置等优点被广泛地运用。大到宝马M3，保时捷911这类高性能车，小到菲亚特STILO，福特FOCUS，甚至国产的哈飞面包车前悬挂都是采用的麦弗逊式设计。 当前，中国汽车企业大多侧重于汽车整车的研发，而忽视了汽车主要零部件和相关配套产业的提供。然而从某种意义上讲，整车对于汽车产业不是最重要的，最重要的还是汽车关键零部件的创新和发展。关键零部件的科技含量综合体现汽车整车的创新能力和品牌建设能力。我国在底盘的集成设计及开发领域开发 设计起步较晚，设计和制造水平远远落后于国外发达国家。国内大多数整车及零部件制造企业都没有掌握悬架系统的自主设计和开发技术，大多数为引进外国技术进行复制开发和生产，几乎可以说国内企业的底盘技术基本上都是照搬过外 的，没有任何自己的技术。 在现代的工程研究领域，计算机仿真己成为热门研究课题。借助计算机的快速计算能力，人们不仅可以求出所需要的数值结果，还可以模拟出工程中的具体情况，以便人们可以直观的进行分析研究，我们称为计算机仿真技术。今天的机械系统仿真技术研究中，大多以多体系统理论作为研究上的理论基础。计算多体系统动力学的产生极大地改变了传统机构动力学分析的面貌，使工程师从传统的手工计算中解放了出来，只需根据实际情况建立合适的模型，就可由计算机自动求解，并可提供丰富的结果分析和利用手段；对于原来不可能求解或求解极为困 难的大型复杂问题，现可利用计算机的强大计算功能顺利求解；而且现在的动力学分析软件提供了与其它工程辅助设计或分析软件的强大接口功能，它与其它工
汽车整车试验方法标准72068
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汽车悬架系统设计毕业设计和分析
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整车开发各阶段样车试验项目和程序(最终版)复习过程
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1 范围 本标准规定了汽车综合性能检测站开展汽车综合性能检测工作应具备的服务功能、管理、技术能力以及场地和设施的要求。 本标准适用于汽车综合性能检测站建设、运行管理以及对汽车综合性能检测站能力认定、委托检测和监督管理。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB1589道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB7258机动车运行安全技术条件 GB/T11798.9平板制动试验台检定技术条件 GB/T12480客车防雨密封性试验方法 GB/T12534汽车道路试验方法通则 GB/T13563滚筒式汽车车速表检验台 GB/T13564滚筒反力式汽车制动检验台 GB/T15481检测和校准实验室能力的通用要求 GB/T15746.1～15746.3汽车修理质量检查评定标准 GB/T18344汽车维护、检测、诊断技术规范 GB18565营运车辆综合性能要求和检验方法 GB/T50033建筑采光设计标准 GB50034工业企业照明设计标准 GB50055通用用电设备配电设计规范 GB50057建筑物防雷设施规范 GBZ1工业企业设计卫生标准 GA468机动车安全检验项目和方法 JT/T198营运车辆技术等级划分和评定要求 JT/T386汽车排气分析仪 JT/T445汽车底盘测功机 JT/T448汽车悬架装置检测台 JT/T478汽车检测站计算机控制系统技术规范 JT/T503汽车发动机综合检测仪 JT/T504前轮定位仪 JT/T505四轮定位仪 JT/T506不透光烟度计 JT/T507汽车侧滑检验台 JT/T508机动车前照灯检测仪 JT/T510汽车防抱制动系统检测技术条件 JJG188声级计检定规程
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悬架检测作业指导书
一、注意事项 1.1 参考标准 参考标准为 《JT/T448-2008汽车悬架装置检测台》 《GB18565-2016道路运输车辆综合性能要求与检验方法》 《JJF 1192-2008汽车悬架装置检测台校准规范》 1.2 检测对象与评价标准 检测对象设计车速不小于100km/h，轴质量不大于1500kg 得载客汽车 评价标准轮胎在激励振动条件下测得得悬架吸收率应不小 于40%，同轴左、右轮悬架吸收率之差不得大于15%。 1.3 检测评判限值 轮胎在激励振动条件下测得得悬架吸收率应不小于40%， 同轴左、右轮悬架吸收率之差不得大于15%。 1.4 检测结果判定方法 1) 当检测中实测得悬架吸收率小于40%，则认为吸收率不 合格 2) 当检测中实测得同轴左、右轮悬架吸收率之差大于 15%，则认为吸收率不合格 1.5 被检车辆要求 1) 检验方法中如无特别说明，被检车辆均为空载 2) 被检车辆得车身、驾驶室、发动机舱、车厢、底盘与照 明信号装置应清洁、无油污。 3) 被检车辆应随车携带行驶证，机动车登记证复印件与产
品说明书
1.6 录入数据要求 无需录入数据 1.7 使用注意事项 1) 超出悬架台额定载荷得汽车，禁止驶上悬架台 2) 不要在悬架台上停放车辆与堆积杂物，严禁做空载实验 3) 不要对肮脏得车辆直接检测，特别就是轮胎与底盘部分 粘有较多泥土得车辆，应首先清洗并待滴水较少时进 行检测 4) 雨天检测必须为车辆除水，滴水较少时才能检测 5) 严禁悬架台中进水，保持传感器清洁、干燥与正常工作。 6) 为保证测试精度，传感器应预热30min 二、检测过程 1) 将被检车辆各轴车轮依次驶上悬架装置检测台，并使轮胎 位于检测台面得中央位置，测量左、右轮得静态轮荷。 2) 分别起动悬架检测台得左、右电动机，使汽车悬架产生振 动，增加振动频率并超过振动得共振频率。 3) 当振动频率超过共振点后，将电机关断，振动频率衰减并 通过共振点。 4) 记录衰减振动曲线，测量共振时得最小动态轮荷，计算并 读取最小动态轮荷与静态轮荷得百分比以及同轴左、右轮 百分比得差值。 注：衰减振动曲线得纵坐标为动态轮荷，横坐标为时间
汽车悬架对整车性能的影响
郑州电子信息职业技术学 院 毕业论文 课题名称：________________________ 作者：________________________ 学号：________________________ 系别：________________________ 专业：________________________ 指导教师：________________________ 2010年
第四章汽车悬架设计 悬架是保证车轮或车桥与汽车承载系统(车架或承载式车身)之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。 悬架最主要的功能是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩，并缓和汽车驶过不平路面时所产生的冲击，衰减由此引起的承载系统的振动，以保证汽车的行驶平顺性。为此必须在车轮与车架或车身之间提供弹性联接，依靠弹性元件来传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂向载荷，并依靠其变形来吸收能量，达到缓冲的目的。采用弹性联接后，汽车可以看作是由悬挂质量(即簧载质量)、非悬挂质量(即非簧载质量)和弹簧(弹性元件)组成的振动系统，承受来自不平路面、空气动力及传动系、发动机的激励。为了迅速衰减不必要的振动，悬架中还必须包括阻尼元件，即减振器。此外，悬架中确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩可靠传递并决定车轮相对于车架或车身的位移特性的连接装置统称为导向机构。导向机构决定了车轮跳动时的运动轨迹和车轮定位参数的变化，以及汽车前后侧倾中心及纵倾中心的位置，从而在很大程度上影响了整车的操纵稳定性和抗纵倾能力。在有些悬架中还有缓冲块和横向稳定杆。 尽管一百多年来汽车悬架从结构型式到作用原理一直在不断地演进，但从结构功能而言，它都是由弹性元件、减振装置和导向机构三部分组成。在有些情况下，某一零部件兼起两种或三种作用，比如钢板弹簧兼起弹性元件及导向机构的作用，麦克弗逊悬架(McPherson strut suspension，或称滑柱摆臂式独立悬架)中的减振器柱兼起减振器及部分导向机构的作用，有些主动悬架中的作动器则具有弹性元件、减振器和部分导向机构的功能。 根据导向机构的结构特点，汽车悬架可分为非独立悬架和独立悬架两大类。非独立悬架的鲜明特色是左、右车轮之间由一刚性梁或非断开式车桥联接，当单边车轮驶过凸起时，会直接影响另一侧车轮。独立悬架中没有这样的刚性梁，左右车轮各自“独立”地与车架或车身相连或构成断开式车桥，按结构特点又可细分为横臂式、纵臂式、斜臂式等等，各种悬架的结构特点将在以下章节中进一步讨论。 除上述非独立悬架和独立悬架外，还有一种近似半独立悬架，它与近似半刚性的非断开式后支持桥相匹配。当左右车轮跳动幅度不一致时，后支持桥中呈V形断面并与左右纵臂固结在一起的横梁受扭，由于其具有一定的扭转弹性，故此种悬架既不同于非独立悬架，也与独立悬架有别。该弹性横梁还兼起横向稳定杆的作用。 按照弹性元件的种类，汽车悬架又可以分为钢板弹簧悬架、螺旋弹簧悬架、扭杆弹簧悬架、空气悬架以及油气悬架等。 按照作用原理，可以分为被动悬架、主动悬架和介于二者之间的半主动悬架。 如前所述，汽车悬架和悬挂质量、非悬挂质量构成了一个振动系统，该振动系统的特性很大程度上决定了汽车的行驶平顺性，并进一步影响到汽车的行驶车速、燃油经济性和运营经济性。该振动系统也决定了汽车承载系和行驶系许多零部件的动载，并进而影响到这些零件的使用寿命。此外，悬架对整车操纵稳定性、抗纵倾能力也起着决定性的作用。因而在设计悬架时必须考虑以下几个方面的要求： (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，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要求； (3)导向机构的运动应与转向杆系的运动相协调，避免发生运动干涉，否则可能引起转向轮摆振；
汽车悬架检测技术研究综述
汽车悬架检测技术研究综述 悬架性能影响车辆的动态附着性能，对整车的平顺性、安全性、操纵稳定性、制动性、动力性、经济性等均有很大的影响。文章在分析汽车悬架检测技术的基本设备和检测方法的基础上，研究了未来汽车悬架检测技术的发展趋势，并指出了我国汽车悬架检测技术的弱点所在。文章的研究对我国汽车悬架检测技术的发展具有指导意义。 标签：汽车悬架；检测技术；发展趋势 引言 悬架装置是汽车的一个重要组成，汽车悬架装置通常由弹性元件、导向装置和减振器三部分组成。其主要功能是：缓和由路面不平引起的振动和冲击，以保证汽车具有良好的平顺性；迅速衰减车身和车桥的振动；传递作用在车轮和车身之间的各种力和力矩；保证汽车行驶时必要的安全性和操纵稳定性。 悬架性能影响车辆的动态附着性能，对整车的平顺性、安全性、操纵稳定性、制动性、动力性、经济性等均有很大的影响。车辆悬架系统原始设计不合理，减震器漏油，弹性元件及联结接头的过度磨损等均会使悬架系统的性能变差，导致制动点头，俯仰和测倾振动加剧，轮胎磨损加剧，转向系统及悬架系统和车身零件的振动加剧等，因而悬架系统的检测评定就显得尤为重要。在汽车悬架系统的检测技术，对汽车运动学、动力学的计算分析和验证占有十分重要的地位。 1 汽车悬架检测技术 1.1 汽车悬架检测设备与检测方法 汽车悬架装置工作性能的检测方法有经验法、按压车体法和试验台检测法三种类型。经验法是通过人工外观检视的方法，主要从外部检查悬架装置的弹簧是否有裂纹，弹簧和导向装置的连接螺栓是否松动，减振器是否漏油、缺油和损坏等项目。按压车体法既可以人工按压车体，也可以用试验台的动力按压车体。按压使车体上下运动，观察悬架装置减振器和各部件的工作情况，凭经验判断是否需要更换或修理减振器和其他部件。 检测台能快速检测、诊断悬架装置工作性能，并能进行定量分析。根据激振方式不同，悬架装置检测台可分为跌落式和共振式两种类型。其中，共振式悬架装置检测台根据检测参数的不同，又可分为测力式和测位移式两种类型。跌落式悬架装置检测台在测试中，先通过举升装置将汽车升起一定高度，然后突然松开支撑机构，车辆落下产生自由振动。用测量装置测量车体振幅或者用压力传感器测量车轮对台面的冲击压力，对振幅或压力分析处理后，评价汽车悬架装置的工作性能。共振式悬架装置检测台如图1所示，通过试验台的电动机、偏心轮、蓄能飞轮和弹簧组成的激振器，迫使试验台台面及其上被检汽车悬架装置产生振
汽车整车试验内容
汽车整车试验内容 商用车，严格按照理论上说整车的几大部件如发动机、前桥、变速器、后桥等都先时行零部件台架试验，当然电器方面也需要进行台架试验。汽车性能试验是为了测定汽车的基本性能而进行的试验。 1 ，整车性能试验：主要进行整车动力性、经济性、制动（ABS ）试验、操稳试验、噪声试验、平顺性试验等几大项，别外还几小项如整车冷却性能试验、进气阻力排气压力试验、空调试验、寒带的冷气动、除霜除雾试验、采暖试验、三高（高温、高压、高寒）以及欧三以上的整车的标定试验等。 2 ，可靠性试验：主要是在试验场及场外路面进行，考核整车零部件寿命，提高产品的质量。 一，性能试验主要包括以下这些试验： 1 ，动力性能试验对常用的3 个动力性能指标，即对汽车的最高车速、加速和爬坡性能进行实际试验。最高车速试验的目的是测定汽车所能达到的最高车速，我国规定的测试区间是 1 ．6km 试验路 段的最后500m 。加速试验一般包括起步到给定车速、高速挡或次高速挡，以及从给定初速加速到给定车速两项试验内容。爬坡试验包括最大爬坡度与爬长坡两项试验。最大爬坡度试验最好在坡度均匀、测量区间长20m 以上的人造坡道上进行，如果人造坡道的坡度对所测车不合适（例如坡道过大或过小），可采用增、减载荷或变换排挡的办法做试验，再折算出最大爬坡度；爬长坡试验主要用来检查汽车能否通过坡度为7％—10 ％、长lOkm 以上的连续长坡，试验中不仅要记录爬坡过程中的换挡次数、各挡位使用时间和爬坡总时间，还要观察发动机冷
却系统有无过热，供油系统有无气阻或渗漏等现象。 2 ，燃料经济性试验通常做道路试验或做汽车测功器（亦即转鼓试验台）试验，后者能控制大部分的使用因素，重复性好，能模拟实际行驶的复杂情况，能采用各种测量油耗的方法，还能同时测量废气排放。 3 ，制动性能试验汽车制动性能的优劣直接关系到汽车行驶的安全性，用制动效能和制动效能的稳定性评价。常进行制动距离试验、制动效能试验（测．制动踏板力和制动减速度关系曲线）、热衰退和恢 复试验、浸水后制动效能衰退和恢复试验等。 4 ，操纵稳定性试验试验类型较多，如用转弯制动试验评价汽车在弯道行驶制动时的行驶方向稳定性；用转向轻便性试验评价汽车的转向力是否适度；用蛇形行驶试验来评价汽车转向时的随从性、收敛性、转向力大小、侧倾程度和避免事故的能力；用侧向风敏感性试验来考察汽车在侧向风情况下直线行驶状态的保持性；用抗侧翻试验考察汽车在为避免交通事故而急打方向盘时汽车是否有侧翻危险；用路面不平度敏感性试验来检查汽车高速行驶时承受路面干扰而保持直线行驶的能力；用汽车稳态回转试验确定汽车稳态转向特性等。 5 ，平顺性试验平顺性主要是根据乘坐者的舒适程度来评价的，所以又叫做乘坐舒适性，其评价方法通常根据人体对震动的生理感受和保持货物的完整程度确定。典型的试验有汽车平顺性随机输入行驶试验和汽车平顺性单脉冲输入行驶试验，前者用以测定汽车在随机不平的路面上行驶时，其震动对乘员或货物的影响；后者用以评价汽车行驶中遇
汽车悬架系统优化设计
目录 摘要 (1) 前言 (2) 1.双筒式减振器国内外发展状况和发展趋势 (2) 2.研究的主要内容及方法 (2) 3.减振器的类型和工作原理 (2) 3.1 减振器的类型 (2) 3.2 减振器的工作原理 (2) 3.3双向作用筒式液力减振器的工作原理及优点 (3) 4双向作用筒式液力减振器的设计 (3) 4.1双向作用筒式液力减振器的设计总体要求 (3) 4.2双向作用筒式液力减振器的外特性与设计的原则 (4) 4.2.1汽车悬架与减震器的匹配与减震器的放置 (4) 4.2.2悬架减振器的外特性 (4) 4.3双向作用筒式液力减振器参数和尺寸的确定 (4) 结论 (5) 参考文献 (6)
汽车悬架系统优化设计 摘要：随着我国经济的迅速发展，人民生活水平日渐提高，汽车已经成为人们的生活中必不可少的交通工具，并且对乘车的安全性和舒适性也有了更高的要求，本文对双筒液压减振器的优化。 关键词:汽车悬架减震优化
前言：世界上第一个有记载、比较简单的减振器是1897年由两个姓吉明的人发明的。他们把橡胶块与叶片弹簧的端部相连，当悬架被完全压缩时，橡胶减振块就碰到连接在汽车大梁上的一个螺栓，产生止动。这种减振器在很多现代汽车悬架上仍有使用，但其减振效果很小。 减振器的结构发展主要经历了以下几种发展形式：加布里埃尔减振器， 平衡弹簧式减振器，空气弹簧减振器，液压减振器，麦弗逊支柱式减振器，充气式减振器 1.双筒式减振器国内外发展状况和发展趋势 目前国内汽车减振器大部分是筒式液阻减振器，其阻尼力主要通过油液流经空隙的节流作用产生。减振器的设计开发也由基于经验设计加实验修整的传统方法向基于CAD/CAE技术的现代优化设计方法转变。20世纪50年代发展起来了液压减振器技术，在双筒式减振器内充入油液（0.3～0.5MPa）减振器的临界工作速度相应提高，后来又发展了双筒式减振器，它采用活塞阀体与底阀相配合的结构，在浮动活塞在缸筒间的一端形成的补偿室内充入一定量的高压气体（2.0～2.5MPa）氮气。与双筒式减振器比，单筒充气式减振器质量显著减轻，安装角度不受限制，但其制造精度要求和成本较高。 2研究的主要内容及方法 通过对减振器的参数和结构上的优化，设计一种用于微型汽车并且符合技术要求，具有良好经济性与实用性的减振器。通过大量的查阅资料，设计计算以及老师的指导下，按照任务书的要求最终完成设计工作。在设计的过程中参考国内外相关的文献资料以及借鉴相关的产品的信息，使预期的设计产品能够符合理论设计要求，各项技术指标符合要求。 3减振器的类型和工作原理 3.1减振器的类型 减振器大体上分为两大类，即摩擦式减振器和液力减振器。摩擦式减振器利用两个紧压在一起的盘片之间相对运动时的摩擦力提供阻尼。但是由于库仑摩擦力随相对运动速度的提高而减小，并且很容易受到油、水等的影响，无法正常工作，无法满足平顺性的要求，因此虽然具有质量小、造价低、容易调整等优点，但现在汽车上已经不再采用这类减振器。 3.2减振器的工作原理 悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动，为改善汽车行驶平顺性，悬架中与弹性元件并联安装减振器用来衰减振动。液力减振器在汽车悬架系统中广泛应用，其作用原理是利用液体流动的阻力来消耗振动的能量。当车架与车桥相对运动时，活塞在缸筒内上下移动，减振器壳体内的油压便反复地从一个内腔通过一
整车性能试验清单
整车测量 磨合 1500km磨合 3000km磨合（新车做性能试验需要磨合3000km，其他试验需要磨合1500km）检查性试验 汽车技术状况行驶检查 车速表校正 滑行（初速50km/h）试验 行驶阻力滑行试验 动力性试验 原地起步连续换档加速试验 超越加速性能试验 最高车速试验 最低稳定车速试验 最大爬陡坡试验 发动机1000rpm对应各档位下的车速 驾驶性主观评价（3人）
暖机驾驶性评价-发动机（3人） 坡道起步&爬坡能力评价（3人） 换档功能/换档舒适性-手动变速箱（3人）换档杆行程/换档力测量-手动变速箱 换档杆振动及跳档 驾驶性评价-手动变速箱 GRAB TEST-CLUTCH ASSEMBLY 离合器行程及力的测量 加减油门评价 加速踏板行程及力的测量和评价 经济性试验 等速行驶燃料消耗量 制动性能试验 制动系统检查性试验 制动磨合试验 单一冷态制动试验 驻坡制动试验
0型试验（不含附加试验） I型试验-国家标准 应急制动试验 行车制动系统部分失效试验 行车制动系剩余制动性能试验 转弯制动试验 涉水失效制动性能试验 ABS系统制动性能试验 制动系统主观评价（3人） 制动距离试验 踏板感觉试验 制动系统热衰退试验-Prototipo 制动噪声评价(3人） 制动平衡试验 手制动力及行程 brake drag check制动拖曳力确认 parking brake drag check手制动拖曳力确认
制动踏板与加速踏板间距 下长坡试验 制动磨损－城市工况（5000km）操作稳定性试验 转向盘扭转振动 转向 KICK BACK测量 转向刚度测量 转向力测量－静态 转向力测量－低速 转向盘垂直振动 前悬架误操作试验 坑洼撞击试验 后轮侧向撞击试验 后轮纵向冲击试验 蛇行试验 转向盘转角阶跃输入试验 转向盘转角脉冲输入试验
汽车悬架系统常识——整理、综述.(DOC)
关于汽车悬架系统 ——简单知识了解 李良 车辆工程 说明： 1、单独的关于悬架的资料太多，将资料简化，尽可能简单些，写的不好，多多批评指正。第二部分对悬架的设计和选型很有参考价值，可以看看。 2、另外搜集了一些关于悬架方面的资料（太多了，提供部分），也很不错。 3、有什么问题或建议多多提，我喜欢～～～～～～～～ 第一部分简单回答您提出的问题 悬架的作用： 1、连接车体和车轮，并用适度的刚性支撑车轮； 2、吸收来自路面的冲击，提高乘坐舒适性； 3、有助于行驶中车体的稳定，提高操作性能； 悬架系统设计应满足的性能要点： 1、保证汽车有良好的行驶平顺性；相关联因素有：振动频率、振动加速度界限值 2、有合适的减振性能；应与悬架的弹性特性很好地匹配，保证车身和车轮在共振区的振幅小，振动衰减快 3、保证汽车具有良好的操纵稳定性；主要为悬架导向机构与车轮运动的协调，一方面悬架要保证车轮跳动时，车轮定位参数不发生很大的变化，另一方面要减小车轮的动载荷和车轮跳动量 4、汽车制动和加速时能保持车身稳定，减少车身纵倾（点头、后仰）的可能性，保证车身在制动、转弯、加速时稳定，减小车身的俯仰和侧倾 5、能可靠地传递车身与车轮之间的一切力和力矩，零部件质量轻并有足够的强度、刚度和寿命 悬架的主要性能参数的确定： 1、前、后悬架静挠度和动挠度； 2、悬架的弹性特性； 3、（货车）后悬架主、副簧刚度的分配； 4、车身侧倾中心高度与悬架侧倾角刚度及其在前、后轴的分配； 5、前轮定位参数的变化与导向机构结构尺寸的选择； 悬架系统与转向系统： 1、悬架机构位移的转向效应，悬架系对操纵性、稳定性的影响之一是悬架机构的位移随弹簧扰度而变所引起的转向效应。轴转向，使用纵置钢板弹簧的车轴式悬架的汽车在转弯时车体所发生侧摆的情况下，转弯外侧车轮由于弹簧被压缩而后退，内侧车轮由于弹簧拉伸而前进，其结果是整个车轴相当原来的车轴中心产生转角，这种现象称为周转向。前轮产生转向不足的效应，后轮产生转向过度的效应。独立悬架外侧成为前束（负前束），而产生轴转向效应。 2、车轮外倾角变化的转向效应，大多数独立悬架的车轮对面外倾角以及轮胎接地负荷都随着车体的倾斜而变化，这时外倾推力也发生变化，车轮被推向转弯的外侧，前轮有转向不足，后轮有转向过度的倾向。在这种情况下，其作用和离心对抗，所以产生相反效应。车轴式悬架在转弯时由于左右的负荷移动，轮胎的扰度不同也产生若干的外倾角的变化，其作用相同。 3、上述都是转弯时的情况，而直进时由于路面凹凸不平使车轮上下振动，也同时会产生这种效应，随着外倾角的变化也有产生轴转向的可能性。一般轴转向或因外倾角变化的转向效应都会改变原来的操纵特性，所以对操纵性，稳定性影响相当大，因此，在设计汽车时往往把这些效应计算在内面修正其操纵特性。
整车性能测试系统
VBOX汽车整车性能测试系统广州泽尔机电科技有限公司 1. VBOX III汽车整车性能测试方案 1.1 系统方案介绍 基于GPS的VBOX III数据采集系统是一种功能强大的仪器。它是基于新一代的高性能卫星接收器，主机一套用于测量移动汽车的速度和距离并且提供横纵向加速度值，减速度，MFDD，时间和制动、滑行、加速等距离的准确测量；外接各种模块和传感器可以采集油耗，温度，加速度，角速度及角度，转向角速度及角度，转向力矩，制动踏板力，制动踏板位移，制动风管压力，车辆CAN接口信息等其它许多数据。由于它的体积较小及安装简便，其非常适合汽车综合测试时使用。由于VBOX本身带有标准的模拟，数字，CAN总线接口，整个系统的功能可以根据用户的需要进行扩充。 系统组成图如下：
1.3特点： ?全套测量系统体积极小，安装简便迅速 ?能完成国家标准要求的汽车动力性，经济性，操纵稳定性，制动性能等实验?在线显示4个测量参数 ?各种测量或采集到的参数可以实时显示 ?可根据要求设定各种不同的试验条件进行试验 ?制动触发形式多样，使试验更加方便 ?WINDOWS操作界面的设定和分析软件，使用方便 ?高精度、高可靠性，高耐振、抗冲击性能确保测试质量 ?用GPS非接触式速度和距离测量 ?现场即时打印功能，打印各个测量或采集到的参数，实现现场数据阅读 ?大容量紧凑式闪存卡（CF卡）即时存储数据，以便后处理 ?可扩展连接其他各种传感器 ?绘制轨迹图，圈数定时 1.4 可进行的试验： ?滑行试验 ?油耗试验 ?爬陡坡试验 ?最高车速试验 ?加速性能试验 ?制动性能试验 ?操纵稳定性试验 ?最小稳定车速试验 ?最小转弯直径测量实验 ?制动踏板力测量实验 ?制动踏板行程测量实验 ?制动管路压力测量实验 ?汽车防抱制动系统性能实验 ?温度测量实验 ?里程，速度表校验 等其它试验 1.5 可满足的国家标准： ?GB/T 12545 - 1990 汽车燃料消耗量 ?GB/T 12547 - 1990 最低稳定车速
钢板弹簧悬架系统设计规范--完整版
钢板弹簧悬架系统设计规范 1 范围 本规范适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 QCn 29035-1991 汽车钢板弹簧技术条件 QC/T 517-1999 汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母技术条件 GB/T 4783-1984 汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法 3 符号、代号、术语及其定义 GB 3730.1-2001 汽车和挂车类型的术语和定义 GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码 GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义车辆尺寸 QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件 GB/T 12549-2013 汽车操纵稳定性术语及其定义 GB 7258-2017 机动车运行安全技术条件 GB 13094-2017 客车结构安全要求 QC/T 480-1999 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法 QC/T 474-2011 客车平顺性评价指标及限值 GB/T 12428-2005 客车装载质量计算方法 GB 1589-2016 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码机动车 JTT 325-2013 营运客车类型划分及等级评定 凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本规范，凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本规范。 4 悬架系统设计对整车性能的影响 悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置（减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的振动，保证汽车的正常行驶。悬架结构、性能不仅影响汽车的行驶平顺性，还对操纵稳定性、燃油经济
汽车总体设计整车性能
1.4 汽车总体设计整车性能 仿真与系统匹配 1.4.1动力性能仿真计算 (1) 计算目的 汽车的动力性是汽车重要基本性能指标之一。动力性的好坏，直接影到汽车在城市和城际公路上的使用情况。因此在新车开发阶段要进行动力性计算，预测今后生产车型是否满足使用要求。使汽车具有良好的动力学性能. (2) 已知参数如表所示
a 设计载荷确定： 该车型设计载荷根据德国标准DIN 70020规定：在空车重量（整备质量）的基础上加上座位载荷。5座位轿车前面加2人、后排加1人，也称为半载作为设计载荷, 重量假定为68kg加上随身物品7kg，重心对于不可调整座位在R点（设计H点）前50mm，可调整作为R点前100mm处。我国标准常常规定满载作为设计工况. 对于该计算车型如采用德国标准, 则具体计算为：1070kg+3*（68kg+7kg）=1295kg b 迎风面积： 根据迎风面积计算公式：A=0.78BH确定，其中：A迎风面积，B车宽，H 车高。对于该车型而言具体计算为：A=0.78*1710mm*1427mm=1.90m2 c 传动效率： 根据该轿车的具体传动系统形式，传动系统的传动效率大体可以由变速器传动效率，单级主减速器传动效率，万向节传动效率组成。 具体计算为：95%（变速器）乘96%（单级主减速器）乘98%（万向节）=89.4%，
同时考虑到，一般情况下采用有级变速器的轿车的传动系统效率在90%到92%之间，对上述计算结果进行圆整，对传动系统效率取为90% d 滚动阻力系数： 滚动阻力系数采用推荐拟和公式进行计算： )19440/1(2 0a u f f +=， 其中： f 取为0.014（良好水泥或者沥青路面）， a u 为车速km/h 。 (3) 发动机外特性曲线 i. AJR 发动机 ii AFE 发动机 图1.4.1 发动机外特性曲线 (4) 基本理论概述 汽车动力性能计算主要依据汽车驱动力和行驶阻力之间的平衡关系: j i w f t F F F F F +++= （1.4.1） 表1.4.2 各种受力名称 发 动 发动机
汽车前悬架优化设计
CAD/CAE课程设计汽车前悬架优化设计 姓名 _____________ 学号 _____________ 专业 _____________ 班级 _____________ 指导教师 _____________ 年月日
CAE课程设计任务书 第一组：参照ADAMS实例教程出版社:北京理工大学出社。作者:李军等编。建立第三章第二节汽车前悬架模型。数据可以是参考书上（主销长度330mm，主销内倾角10°，主销后倾角2.5°，上横臂长350mm，上横臂在汽车横向平面内的倾角11°，上横臂轴水平斜置角-5°，下横臂长500mm，下横臂在汽车横向平面内的倾角9.5°，下横臂轴水平斜置角10°，车轮前束角0.2°）。同时要测试、细化和优化前悬架模型（目标函数：车轮接地点侧向滑移量）。
目录 一、基础资料 (4) 1.软件简介 (4) 2.悬架介绍 (5) 3.汽车使用性能 (6) 二、创建前悬架模型 (8) 1.创建新模型 (8) 2.创建设计点 (8) 3.创建主销 (9) 4.创建上横臂 (9) 5.创建下横臂 (9) 6.创建拉臂 (9) 7.创建转向拉杆 (9) 8.创建转向节 (10) 9.创建车轮 (10) 10.创建测试平台 (10) 11.创建弹簧 (10) 12.创建球副 (11) 13.创建固定副 (11) 14.创建旋转副 (12) 15.创建移动副 (13) 16.创建点—面约束副 (13) 17.保存模型 (13) 二．测量车轮接地点侧向滑移量 (14) 1.添加驱动 (14) 2.测量车轮接地点侧向滑移量 (16) 三.细化前悬架模型 (17) 1.创建设计变量 (17)