1、精選優質文檔-傾情為你奉上空氣懸架設計一、 設計所需參數（1）平順性m1=3000 m2=6000前、后軸荷質量（kg）m31=370 m32=590 m4= 汽車前、后非簧載質量（kg）簧載質量繞其質心的轉動慣量（kg.m2）M5=駕駛員座椅坐墊上承受的那部分人體質量（kg）k1= k2=K1=205 K2=305前、后輪胎剛度（N/m）前、后懸架剛度(N/mm)k5=座椅剛度（N/m）c1= c2=前、后輪胎垂直阻尼系數（N.s/m）c3= c4=前、后減震器阻尼系數（N.s/m）c5=人座椅系統阻尼系數（N.s/m）L1=座椅中心到簧載質量質心的水平距離（m）（2）操縱穩定性l=3800

2、（mm）軸距IZ整車繞垂直軸線的轉動慣量(kg.m2)IXC懸架上質量繞通過懸掛質量重心的X軸的轉動慣量(kg.m2)IXZ懸架上質量繞通過懸掛質量重心的X，Z的軸慣性積(kg.m2)Kf前輪側偏剛度(單輪)kr后輪側偏剛度(單輪)前輪回正力矩系數(N.m/rad)后輪回正力矩系數(N.m/rad)前側傾轉向系數后側傾轉向系數前側傾角剛度(N.m/rad)后側傾角剛度(N.m/rad)前側傾角阻尼(N.m/rad/s)后側傾角阻尼(N.m/rad/s)側傾力臂(m)二、 懸架布置要求滿載工況：為了在汽車驅動時車身后部能接近水平，所以車身前面要低一些。=0.5-1.5 。 滿載工況前輪中心比后輪

3、中心低31mm。輪胎：7.5020 14PR 最大使用直徑尺寸972mm空氣彈簧布置：在布置允許的情況下，盡可能把空氣彈簧布置在車架以外，以便加大彈簧 的中心距，提高汽車的橫向角剛度。1、 前懸 1 前橋參數：主銷內傾角7.5，主銷后傾角0。 2 滿載前橋仰角：動力轉向（楔鐵3.7+ 板簧1=4.7，增加回正力矩）；非動 力轉向（楔鐵2+板簧1=3）。 3 前輪最大轉向：39和322、后懸1 滿載后橋仰角：懸架前仰角4+ 后橋自身前仰角1=5三、 氣囊選擇囊式空氣彈簧主要靠橡膠氣囊的撓曲獲得彈性變形；膜式空氣彈簧主要靠橡膠氣囊的卷曲獲得彈性變形；混合空氣彈簧則兼有以上兩種變形方式。1、 空氣彈

4、簧的剛度F：空氣彈簧承受的載荷；P：空氣彈簧內的絕對氣壓；A：有效面積，它隨氣囊高度變化；f：空氣彈簧垂直位移；k：多變指數，當汽車振動緩慢時，氣體狀態的變化接近于等溫過程，k=1，當汽車在壞路上行駛，振動激烈時，氣體的變化接近于絕熱過程，k=1.4，在一般情況下，k=1.3-1.38；：靜平衡位置時，氣體的絕對壓力和容積；：任意位置時，氣體的絕對壓力和容積； （1）（2）把（2）帶入（1）得：（3）將對空氣彈簧垂直位移求導數，則空氣彈簧剛度為：（4）在靜平衡位置時，帶入（4）可得靜平衡位置時的剛度為：（5）2、 空氣彈簧的振動頻率m：空氣彈簧承載的質量；g：重力加速度；：分別為任意位置、靜平

5、衡位置的振動頻率。（6）（7）則在靜平衡位置時，空氣彈簧的振動頻率為：（8）一般前懸架 Hz，后懸架 Hz3、 空氣彈簧的選擇主要考慮：氣囊直徑、高度、承載力、絕對氣壓、頻率、剛度、內置緩沖塊、行程 滿載工況：l 氣壓：0.4-0.6Mpa(基本同制動氣壓6-7個大氣壓，儲氣筒極限氣壓8個大氣壓)l 高度：根據氣囊特性曲線選取隨高度變化而氣囊剛度變化較小的高度范圍l 直徑：布置空間l 壓力：載荷l 頻率：不大于1.5HZ5、空氣彈簧承受載荷計算51、整車基本參數整備質量：9000kg考慮超載10人時總質量（超載30，按75kg/人計算）：9750kg空載時總質量（按滿載減去30個人的重量計算，

6、75kg/人）：6750kg52、簧載質量和非簧載質量計算1）標準狀態下前軸荷： 3000kg后軸荷： 6000kg非簧載質量：前軸：370kg后軸：590kg簧載質量：前軸：2630kg后軸：5410kg2）超載10人時（假設10人載荷均布）前軸荷： 3250kg后軸荷： 6500kg非簧載質量：前軸：370kg后軸：590kg簧載質量：前軸：2880kg后軸：5910kg3）空載時前軸荷： 2250kg后軸荷： 4500kg非簧載質量：前軸：370kg后軸：590kg簧載質量：前軸：1880kg后軸：3910kg53杠桿比的選擇1、前懸架采用兩氣囊，拖臂式結構，在大量參考其它車型的基礎上，

7、初步選擇杠桿比為：（1）杠桿比：770/650（2）杠桿比：750/650，計算每一個空氣彈簧的載荷：（按超載狀態計算）（1）杠桿比：770/650前懸架一個空氣彈簧載荷：1215.58kg(11.9kN)（2）杠桿比：750/650前懸架一個空氣彈簧載荷：1248kg(12.23kN)2、后懸架采用四氣囊結構，四個氣囊平行安裝，分別布置在車輪的前后方和車架的外側。平均每個空氣彈簧的載荷為1477.5kg（14.48kN）。54根據承載能力，結合氣源壓力（0.8MP），按照contitech提供的空氣彈簧型號系列，初步選擇下列空氣彈簧：前空氣彈簧：788N、819NP01、819MB、895N

8、、895M、975N、1819N，后空氣彈簧：788N、817MB、819NP01、819MB、822N、832MB、879N、895N、895M、921MB、1788N。55根據安裝空間的要求對上述空氣彈簧進一步篩選。這一步的主要思路如下：HFC6782高地板客車的地板高度提高了220mm，這給空氣彈簧在高度方向的布置留有一定的余地，主要目標是選擇直徑尺寸較小的空氣彈簧。其中前空氣彈簧的直徑和高度尺寸分別為：786N： h/DR305/275819：h/DR230/255975N：h/DR195/2151819N：h/DR225/250后空氣彈簧的直徑和高度尺寸分別為：788N：h/DR30

9、5/275819：h/DR230/255822 ：h/DR240/285832：h/DR265/275879：h/DR200/285921：h/DR265/2851788：h/DR242/28556后、前空氣彈簧懸架的偏頻匹配1、根據賴姆佩爾教授給出的前后懸架偏頻匹配經驗公式，對于后置發動機應該滿足下列條件：2、原車鋼板彈簧懸架系統偏頻計算：滿載時前懸架偏頻：簧載質量：2630/2=1315 kg彈簧剛度：205N/mm偏頻 滿載時后懸架偏頻：簧載質量：5410/2=2705kg彈簧剛度：305N/mm偏頻 后、前懸架偏頻比：空載時前懸架偏頻：簧載質量：1880/2=940kg彈簧剛度：205

10、N/mm偏頻 空載時后懸架偏頻：簧載質量：3910/2=1955kg彈簧剛度：305N/mm偏頻 后、前懸架偏頻比： 原車的偏頻匹配基本上滿足要求。也可以適當考慮提高前懸架的偏頻或適當降低后懸架的偏頻。但空載和滿載時系統的偏頻都偏高，在空氣彈簧懸架系統的偏頻匹配時，可以借用原來的偏頻比，但要適當降低系統的固有頻率。對于空氣彈簧來說，頻率是固定不變的，通過前后懸架偏頻的匹配和contitech 提供的空氣彈簧型號系列中固有頻率來確定空氣彈簧及其頻率。另外在選擇空氣彈簧時還考慮到了同型號空氣彈簧在其它車型上的應用情況。考慮了市場保有量水平和使用普遍性原則。經過以上分析和綜合考慮初步確定前后懸架分別

11、選用contitech公司空氣彈簧，型號分別為：975N和819NP01，其行程分別為（-75，195，55）、（-80，230，70）；5.7 結構參數后氣囊：滿載高度：230=95（固定）+60（緩沖塊）+75；最大壓縮量：80mm，最大伸長量：80 mm前氣囊：滿載高度：195=80（固定）+115；最大壓縮量：75mm，最大伸長量：90 mm四、 減震器設計1、汽車振動系統對減震器特性的要求： 由路面激勵引起的汽車垂直、俯仰以及側傾等運動都會影響汽車的乘坐舒適性、行使平順性。懸架減震器的一個重要作用是衰減因沖擊引起的車身自由振動，并抑制在共振頻率附近車身強迫振動的幅值，提高乘坐舒適性。

12、在頻域內，由路面激勵引起乘員振動加速度的幅頻響應特性在系統固有振動頻率附近存在峰值（車身-懸架系統、乘員-座椅系統、非懸掛系統）。在以保證汽車最佳乘坐舒適性為目標的條件下，減震器的阻尼系數的選擇在于如何有效降低乘員振動響應峰值。對于轎車減震器，到阻尼比（C阻尼系數，k懸架剛度，m簧上質量）在0.3左右、復員/壓縮行程阻尼力分配為80/20時，通常可以獲取較好的乘坐舒適性。 當汽車直線行使時，隨車速的升高，由路面激勵引起的汽車位移、速度和加速度功率譜密度增大，使得控制汽車的垂直、俯仰和側傾等運動變的困難。此時需要增加減震器的阻尼比以提高汽車的行使安全性。汽車在某些非穩態工況下所產生的車身運動，如

13、加速或制動導致的俯仰運動、轉向導致的側傾運動等，都需要由懸架減震器衰減，此時要求減震器阻尼比為0.8-1.0、復員/壓縮行程阻尼力分配為60/40，才能夠保持較好的汽車操縱穩定性。2、空氣彈簧與減震器的匹配 因空氣彈簧本身沒有衰減作用，因而希望減震器性能穩定可靠；為防止氣囊過度拉伸，減震器要起鎖止作用，要求能承受幾噸的極限拉脫力。擬參考紐威減震器結構及其提供的樣品性能參數讓廠家試制。紐威減震器使用的條件：空載及滿載每個車輪上彈簧所承受的力；安裝位置：軸前或軸后；減震器行程；減震器連結方式。五、 導向桿設計1、 紐威連接襯套 前5.84cm 后8.276 cm 9.204 cm 8.236 cm

14、 當車身有橫向擺動時，由于左右兩導向臂繞支點轉動的角度不一樣，產生導向臂扭轉車橋的趨勢。當車橋的扭轉剛度很大時，懸架系統會產生過大的附加載荷，引起騎馬螺栓甚至使整個導向臂折短。為了克服這一點，多是將導向臂與車橋及車架相連的地方做成彈性連接，使導向臂與車橋有一定的變形能力。 特性試驗l 徑向力特性（FD徑向變形）l 軸向力特性（FS軸向變形）l 扭轉力特性（M扭角）l 扭曲力特性（M撓角）l 耐久性試驗： 經歷下述條件的耐久性測試后各部分不得有裂紋,破損及其他缺陷（1）徑向載荷；（2）扭轉角度；（3）循環頻率:2.5HZ；（4）循環次數: （5）室溫 材料 天然橡膠或丁苯橡膠： 橡膠硬度HS70

15、5，抗拉強度大于17.16MPa,延伸率大于300%；耐熱性，70C，70h后抗拉強度變化率25%，延伸變化率35%以內，硬度變化率HS10；壓縮永久變形，70 C，22h后，永久變形小于50%；耐寒性：40 C，3min后不得有裂痕；耐臭氧性：50億分之一濃度，10%伸長率，96h后不得有裂痕。 關鍵尺寸2、 橫向推力桿作用：汽車行駛中左右單側路面凸起、轉彎行駛或高速側向風行駛過程中受的側向力均由橫向推力桿承受，以免車橋和懸架相對車體向一側偏移。 安裝方式：（1）橫向推力桿一側與車架相連，另一側與車橋相連；（2）推力桿為V形，推力桿在水平面內傾斜布置，構成一個三角形架，三角形架除傳遞汽車的縱

16、向力外，可傳遞汽車的側向力。在布置這種導向機構時，一般多是希望上面兩推力桿的交點盡可能布置在垂直后橋的橫向平面內，若交點不在該平面內，則在懸架導向桿系內會產生一個附加力矩，因此在設計時，應盡可能把兩斜推力桿交點布置在垂直于后橋的橫向平面內。將橫向推力桿盡量水平布置，且橫向推力桿盡量長一些，以減小車橋相對于車架（車身）的跳動時的橫向竄動量。六、 穩定桿設計安裝穩定桿的目的，一方面是為了提高汽車抵抗側傾的能力，另一方面是要保證汽車有良好的轉向特性。 因為空氣彈簧在經常工作區域內垂直剛度很小，而且由于空氣彈簧的直徑較大，布置困難，所以提高懸架的橫向角剛度是空氣彈簧懸架設計的一個重要問題。為了提高汽車

17、的橫向角剛度，并使前后懸架的角剛度之比接近前后軸的負荷之比，以保證汽車的轉向特性為不足轉向，特設計前后穩定桿。 前懸架只使用一個高度控制閥且無隔離閥，左右氣囊是串通的，其橫向角剛度為零，為了使整車具有較好抗側傾性能，對前懸架應采用較強的穩定桿。 七、 高度控制1 高度控制閥的功能：隨車載變化保持合理的懸架行程；高速時降低車身，保持汽車穩定性，減少空氣阻力；在起伏不平的路面情況下，提高車身高度以提高汽車通過性。 2空氣彈簧工作原理：當空氣彈簧上的載荷增加時，彈簧被壓縮，儲氣筒內的氣體通過高度閥的進氣口向氣囊注入，氣囊內氣壓增加，空氣彈簧升高直至恢復到原來的位置，進氣口關閉為止；當空氣彈簧上的載荷

18、減小時，彈簧伸張，氣體通過高度閥的排氣口排出，直至空氣彈簧下降到原來的位置，排氣口關閉為止。所以在高度閥的作用下，空氣彈簧的高度可以保持在平衡位置附近波動，從而保證車身不隨載荷變化而變化。每車的高度閥不得超過3個，否則“多余的”定位將使各輪的載荷變化不定，從而出現對角線的過載和振動。3高度控制閥檢測：中立位置（不沖氣也不排氣）、空行程、延時時間（31秒）、最大工作角度。檢測步驟：（1）使系統壓力超過6個大氣壓；（2）松開連桿，向上轉動控制閥45度，維持10秒，空氣應該流入空氣彈簧；（3）控制臂轉向中立位置，閥應能關閉空氣的流動；（4）控制臂向下轉動45度，維持10秒，空氣應從空氣彈簧中排出；（

19、5）控制臂轉向中立位置，閥應能關閉空氣的流動。4高度控制閥維護：（1）定期目視檢查閥控制臂或定位調節塊周圍的間隙，以及是否有損壞；（2）空氣管路內的贓物或異物會防礙閥的工作，雖然高度控制閥有保護濾防止異物侵入，但仍應定期維護控制制動系統；（3）定期排除儲氣罐的水汽；（4）在特別寒冷的氣候條件下，建議采用空氣干燥器或酒精蒸發器，以免閥凍壞和損壞；（5）絕不要給閥上油脂。八、 6782后橋結構的調整在后橋殼上焊接鑄剛座，通過兩銷定位，再把鑄剛座與氣囊托臂限位。僅靠騎馬螺栓無法限位氣囊托臂的左右擺動，此問題反復裝車整改2次才得以解決。九、 6782車架結構的調整要求車架有足夠的彎曲剛度和適當的扭轉剛

20、度，通常車架兩端的扭轉剛度大些，中間部分的扭轉剛度適當小些。 對稱的垂直動負荷使車架產生彎曲變形；斜對稱的動負荷時車架產生扭轉變形；由于載荷作用線不通過縱梁截面的彎曲中心而使縱梁產生附加的局部扭轉。十、 整車平順、操縱穩定性理論計算1、平順性分析、計算（1） 建立模型：采用5自由度汽車模型進行計算，自由度包括2個車輪的垂直運動自由度、懸掛質量的1個垂直運動和1個俯仰振動自由度，同時包括1個人座椅系統垂直振動自由度。（2） 采用ADMAS軟件進行仿真計算。計算內容包括座椅垂直振動加速度和車輪動載荷。（3） 根據ISO 2631對系統進行評價。3、操縱穩定性分析（1）根據操縱穩定性涉及的具體內容進行如下幾個方面仿真計算：(a)時域計算、頻域計算。 (b)瞬態響應計算、穩態響應計算。(c)角輸入響應計算、力輸入響應計算。(d)回正能力計算。(e)撒手穩定性仿真試驗。(f)轉向靈敏度、穩定性因數。（2）參考下列標準對計算結果進行評價。(a)汽車操縱穩