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1、懸架系統(tǒng)匹配設(shè)計一、懸架系統(tǒng)概述懸架是現(xiàn)代汽車上重要總成之一，它把車架與車軸彈性地連接起來。其主要任務(wù)是傳遞作用在車輪和車架之間的一切力和力矩，并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車架的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動，以保證汽車平順地行駛。懸架主要由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和減振器組成（在有些懸架中還有緩沖塊和橫向穩(wěn)定桿）。彈性元件用來傳遞垂直力，并緩和由不平路面引起的沖擊和振動，其種類有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧及橡膠彈簧等。由于鋼板彈簧在懸架中可兼作導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用，可使懸架結(jié)構(gòu)簡化，且保養(yǎng)維
2、修方便、制造成本低，所以貨車懸架中一般都采用鋼板彈簧作為彈性元件。鋼板彈簧是汽車懸架中作為汽車當(dāng)中應(yīng)用最廣泛的彈性元件，它是由若干等寬但不等長的合金彈簧片組成的一根近似等強(qiáng)度的彈性梁，鋼板的彈簧的第一片一般是主片，其兩端彎成卷耳內(nèi)裝青銅、粉沫治金組成的襯套，以便用彈簧銷與固定在車架的支架或吊耳作鉸接連接。鋼板彈簧一般用U型螺栓固定在車橋上。中心螺栓用以連接各片彈簧片，并保證裝配時各片的相對位置。中心螺栓距兩卷耳的距離可相等也可以不等。主片卷耳受力最嚴(yán)重，是薄弱處，為改善主片卷耳的受力情況，常將第二片末
3、端也彎成卷耳，包在主片的外面（也稱包耳）。有些懸架中的鋼板彈簧兩端不做成卷耳，而采用其它的支承方式（比如滑塊式）。連接各構(gòu)件，除了中心螺栓以外，還有若干個彈簧夾，其主要作用是當(dāng)鋼板彈簧反向變形時，使各片不致于相互分開，以免主片單獨(dú)承載，此處，為了防止各處橫向錯動。彈簧夾用鉚釘鉚接在下之相連的最下邊彈簧的端部，彈簧的夾的兩邊用螺栓連接，在螺栓上有套管頂住彈簧片的兩邊，以免將彈簧片夾得過緊。中螺栓套管和彈簧片之間有一定的間隙（不少于（1.5mm）。以保證彈簧變形可以相互滑移。鋼板彈簧在載荷作用下變形時，各
4、片有相對滑移而產(chǎn)生摩擦，可以促進(jìn)車架的振動的衰退。但各片的干摩擦，將使車輪所受的沖擊在很大程度上傳給車架，即降低了懸架的緩和沖擊能力,并使彈簧片加速磨損，這是相當(dāng)不利的，為了減少彈簧片之間的摩擦，在裝組合鋼板彈簧時，各片間需涂上石墨潤滑脂，并應(yīng)定期的保養(yǎng)。二、懸架系統(tǒng)設(shè)計設(shè)計鋼板彈簧首先應(yīng)確定的參數(shù)1、彈簧載荷通常新車設(shè)計時，根據(jù)整車布置給定的空、滿載軸荷減去估算的非簧載質(zhì)量，得到每副彈簧上的承載質(zhì)量。一般將前、后軸，車輪、制動鼓及轉(zhuǎn)向節(jié)、等總成視為非簧載質(zhì)量，將傳動軸、轉(zhuǎn)向縱拉桿等總成一半也視為非簧
5、載質(zhì)量。如果鋼板彈簧布置在車橋上方，彈簧3/4的質(zhì)量為非簧載質(zhì)量；下置彈簧，1/4彈簧質(zhì)量為非簧載質(zhì)量。2、彈簧伸直長度應(yīng)根據(jù)不同車型要求，由總布置給出彈簧伸直長度的控制尺寸。在布置可能的情況下，盡量增加彈簧長度，這主要是考慮以下幾方面原因：（1）由于彈簧剛度與彈簧長度的三次方成反比，因此從改善汽車平順性角度看，希望彈簧長度長些好。（2）在彈簧剛度相同情況下，長的彈簧在車輪上下跳動時，彈簧兩卷耳孔距離變化相對較小，對前懸架來說，主銷后傾角變化較小，有利于行駛穩(wěn)定性。（3）增加彈簧長度可以降低彈簧應(yīng)力和
6、應(yīng)力幅，從而提高彈簧使用壽命。（4）增加彈簧長度可以選用片厚的彈簧，從而減少彈簧片數(shù)，并且片厚的彈簧對提高主片卷耳強(qiáng)度有利。由于受整車總布置的限制，所以要與總布置設(shè)計人員商定，推薦數(shù)值如下：貨車：前簧L=（0.26~0.35）軸距，后簧L=（0.35~0.45）軸距。1、前、后懸架靜撓度和動撓度的選擇（1）前、后懸架靜撓度的選擇理論研變和使用經(jīng)驗證明：汽車前、后懸架與其簧載質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性的主要參數(shù)之一。前、后懸架的振動頻率（亦稱偏頻）為：n1=，n2=(1)當(dāng)采用線
7、性懸架時，懸架的靜撓度與簧載質(zhì)量和懸架剛度的關(guān)系為：fc1=m1g/c1，fc2=m2g/c2(2)將（2）式代入（1）式得：n1≈5/，n2≈5/（3）式中n1，n2——前、后懸架的偏頻，單位為Hz；fc1，fc2——前、后懸架在簧載質(zhì)量m1，m2作用下的靜撓度，單位為cm；c1，c2——前、后懸架的剛度。由此可見，車身振動頻率直接與懸架的靜撓度有關(guān)。在懸架設(shè)計中，先根據(jù)行駛平順性要求確定n1和n2值，然后就可根據(jù)式（3）確定前、后靜撓度fc1和fc2。前、后懸架系統(tǒng)的偏頻及靜撓度的匹配，對汽車行駛
8、平順性有很大影響。一般使前、后懸架的靜撓度值及偏頻值接近些以免造成較大的車身縱向角振動。對貨車而言，考慮到前、后軸荷的差別和駕駛員的乘坐舒適性，其前懸架的靜撓度一般大于后懸架的，取fc2=（0.6~0.8）fc1。（2）前、后懸架動撓度的選擇懸架動撓度是指從滿載位置開始，壓縮到結(jié)構(gòu)允許的最大變形時，車輪中心相對車架的垂直位移。為了防止在不平路面上行駛時經(jīng)常撞擊緩沖塊，懸架必須具備足夠的動撓度fd。載貨汽車一般取fd=（0.7~1.0）fc。2、滿載弧高f
