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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)向機構(gòu)用，可使懸架結(jié)構(gòu)簡化，且保養(yǎng)維修方便、制造成本低，所以貨車懸架中一般都
2、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
3、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，各片有相對滑移而產(chǎn)生摩擦，可以促進車架的振動的衰退。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
4、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
5、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
6、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
7、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)
8、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
