汽車整車懸架設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　本科畢業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　?。?008屆）</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著人民生活的不斷改善，休閑度假意識(shí)的日益提高，旅游市場的蓬勃發(fā)展， 旅游觀光車作為人們休閑、觀光的代步工具，越來越受到廣大游客

2、的喜愛。人們對(duì)旅游觀光車的乘坐舒適性要求也越來越高。</p><p>　　本論文首先回顧旅游觀光車以及懸架目前的發(fā)展?fàn)顩r及研究動(dòng)態(tài)，然后詳細(xì)地介紹了各種懸架的分類、特點(diǎn)及其工作原理，并根據(jù)旅游觀光車的要求，確定旅游觀光車懸架系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)方案。根據(jù)旅游觀光車提供的各尺寸參數(shù)來設(shè)計(jì)彈簧、減振器和其他機(jī)構(gòu)的尺寸參數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行校核，選取合適的高度閥和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，最后用CAD軟件進(jìn)行繪圖并用ADAMS軟件進(jìn)行動(dòng)力學(xué)的仿真。

3、結(jié)果表明，本設(shè)計(jì)是合理可靠的。</p><p>　　關(guān)鍵詞：旅游觀光車；懸架；ADAMS；設(shè)計(jì)；動(dòng)力學(xué)仿真</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　With the constant improvement of people's life，the leisure vacation consciousn

4、ess is increasing day by day，and the vigorous development of tourism market, Tourism car as people leisure, sightseeing transport, more and more get the love of the tourists. People to tourism car ride comfort requiremen

5、ts of more and more is also high.</p><p>　　This paper first reviews tourism car and suspension of the current development status and research dynamic, and then introduced in detail the suspension of the clas

6、sification, characteristics and working principle, and according to the requirements of the tourism car, sure tourism car suspension system overall structure scheme. According to the tourism car all the size parameters t

7、o provide design spring, shock absorber and other institutions size parameters, and the test, to select the suitable</p><p>　　Keywords: Tourism car; Suspension; ADAMS; Design; Dynamics simulation</p>

8、<p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1論文研究的目的和意義1</p><p>　　1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢3</p><p>　　1.3論文的主要研究內(nèi)容6</p><p&g

9、t;　　第二章 汽車懸架概述7</p><p>　　2.1懸架的組成8</p><p>　　2.2懸架的分類10</p><p>　　2.3懸架的工作過程16</p><p>　　第三章 總體方案的設(shè)計(jì)18</p><p>　　3.1前后懸架的確定18</p><p>　　3.2前懸

10、架的設(shè)計(jì)計(jì)算18</p><p>　　3.3后懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算18</p><p>　　3.4減震器的機(jī)構(gòu)原理及其功用19</p><p>　　3.5橫向穩(wěn)定器的作用19</p><p>　　第四章 基于ADAMS的懸架動(dòng)力學(xué)仿真21</p><p>　　4.1 Adams軟件介紹21</p>

11、<p>　　4.2在View模塊里懸架模型的建立21</p><p>　　4..3對(duì)模型進(jìn)行動(dòng)力仿真及分析22</p><p><b>　　第六章 結(jié)論31</b></p><p>　　6.1 論文總結(jié) 31</p><p><b>　　6.2 感想31</b></p>

12、;<p><b>　　致謝32</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)32</b></p><p><b>　　附錄：</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1論文研究的目的和意義<

13、/p><p>　　隨著人民生活的不斷改善，休閑度假意識(shí)的日益提高，旅游市場的蓬勃發(fā)展， 旅游觀光車作為人們休閑、觀光的代步工具，越來越受到廣大游客的喜愛，同時(shí)由于蓄電池觀光車有環(huán)保無排放、噪音低、操作簡單、維護(hù)使用費(fèi)用較低等特點(diǎn)，使用的范圍越來越廣，旅游觀光車作為適應(yīng)這一市場需求的特殊車輛產(chǎn)品，已如雨后春筍般地出現(xiàn)在旅游風(fēng)景區(qū)、步行街、休閑度假村、 療養(yǎng)院、大學(xué)校園、房產(chǎn)開發(fā)新區(qū)、體育場館、游樂場、包括警車、市容監(jiān)察

14、用車，雖然與汽車等成熟產(chǎn)品相比較，旅游觀光車只是電動(dòng)汽車的初級(jí)或過渡產(chǎn)品，但它的優(yōu)點(diǎn)越來越被廣大消費(fèi)者、使用者認(rèn)可。多數(shù)旅游觀光車采用蓄電池供電驅(qū)動(dòng)方式，本身不排放污染大氣的有害氣體，只需蓄電池充電即可使用，由于電廠大多建于遠(yuǎn)離人口密集的城市，對(duì)人類傷害較少，而且電廠是固定不動(dòng)的，集中的排放，清除各種有害排放物較容易，也已有了相關(guān)技術(shù)。觀光車蓄電池電力能源獲去方式，如煤、核能、水力等。觀光車可以充分利用晚間用電低谷時(shí)富余的電力充電，使發(fā)

15、電設(shè)備日夜都能充分利用，大大提高其經(jīng)濟(jì)效益，有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量等優(yōu)點(diǎn)。只要廣大生產(chǎn)制造企業(yè)，加強(qiáng)產(chǎn)品質(zhì)量控制，打造企業(yè)品牌，精心培育市場，觀光</p><p>　　在歐洲和美國，電 動(dòng)車輛越來越多的被用戶所喜愛，所占的市場份額也越來越大，制定的技術(shù)法規(guī)對(duì)速度、橋荷等參數(shù)進(jìn)行限制，關(guān)系到安全性的重要零部件需要進(jìn)行相關(guān)認(rèn)證，目的是把安全、環(huán)保、優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品推介給用戶。根據(jù)國際發(fā)展趨勢，我國的電動(dòng)觀光車由

16、于環(huán)保、節(jié)能等優(yōu)勢也將被國內(nèi)市場廣泛接受，隨著人民生活的不斷改善，市場的需求量也在穩(wěn)步增加，要求企業(yè)密切關(guān)注國際電動(dòng)觀光車發(fā)展趨勢， 跟上市場的需求，制造出適合不同用戶的需要，節(jié)能降耗，安全可靠的觀光車產(chǎn)品，爭取與國際市場同步，為向電動(dòng)汽車的轉(zhuǎn)化做好基礎(chǔ)工作。</p><p>　　現(xiàn)在燃料供應(yīng)日益緊張 ,在一些旅游景區(qū)中 ,旅游觀光車作為一種綠色環(huán)保的交通工具 ,以其能耗低、 安全舒適、 無噪聲無污染等優(yōu)點(diǎn) ,得

17、到了積極的應(yīng)用。但是目前國內(nèi)的電動(dòng)觀光車乘坐系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上基本參照普通小汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并沒有充分考慮山路路面不平度較大，普通車速遠(yuǎn)低于一般車輛的特點(diǎn)，使得人們?cè)诔俗^光車的過程中不能得到很好的舒適性和平順性。</p><p>　　1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢</p><p>　　懸架是現(xiàn)代汽車的重要總成之一，它對(duì)汽車的平順性、穩(wěn)定性和通過性均有很大影響[6]。懸架是車架與車橋之間的一切傳

18、力連接裝置的總稱?！?】傳統(tǒng)的被動(dòng)懸架一般由具有固定參數(shù)的彈性元件和阻尼元件組成，被設(shè)計(jì)為適應(yīng)某一種路面， 這就限制了汽車性能的進(jìn)一步提高[7]。自上世紀(jì)70年代以來，工業(yè)發(fā)達(dá)國家開始研究基于控制技術(shù)的主動(dòng)/半主動(dòng)懸架系統(tǒng)。引入控制技術(shù)后的懸架是一類復(fù)雜的非線性動(dòng)力系統(tǒng)，其研究進(jìn)展和開發(fā)應(yīng)用與機(jī)械動(dòng)力學(xué)、流體傳動(dòng)與控制、測控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)、材料科學(xué)、非線性力學(xué)等多個(gè)學(xué)科的發(fā)展緊密相關(guān)。這些學(xué)科的發(fā)展為懸架系統(tǒng)從被動(dòng)隔振發(fā)展為

19、主動(dòng)控制奠定了基礎(chǔ)。尤其在智能控制技術(shù)及智能材料科學(xué)取得引人矚目進(jìn)展的同時(shí)，已開始應(yīng)用到汽車懸架控制系統(tǒng)，使得汽車懸架控制系統(tǒng)的研究不僅在理論上和方法上取得顯著進(jìn)步，而且也出現(xiàn)了工程實(shí)際應(yīng)用的可能?！?】</p><p>　　汽車懸架控制系統(tǒng)可分為被動(dòng)控制、 半主動(dòng)控制和主動(dòng)控制三種基本類型【1】。凡不需要輸入能量的控制稱為被動(dòng)控制；輸入少量能量調(diào)節(jié)阻尼系數(shù)的控制稱為半主動(dòng)控制；通過使控制機(jī)構(gòu)給予懸架系統(tǒng)施加一定

20、控制力的控制稱為主動(dòng)控制。汽車懸架控制系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的非線性動(dòng)力系統(tǒng)，基于模型的線性控制策略受到很大的限制。目前應(yīng)用于汽車懸架控制系統(tǒng)的控制方法主要有現(xiàn)代控制方法 （如自適應(yīng)控制方法、預(yù)見控制方法、最優(yōu)控制方法及魯棒控制方法）和智能控制方法（如模糊控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制）以及各種控制方法的復(fù)合。</p><p>　　車輛懸架系統(tǒng)研究的一個(gè)值得注意的發(fā)展趨勢是集成化。將垂直、側(cè)傾、俯仰等三維方向的控制系統(tǒng)集成化。另外是

21、將被動(dòng)控制、半主動(dòng)控制和主動(dòng)控制相結(jié)合, 將各自的優(yōu)點(diǎn)互補(bǔ), 在不同的頻段應(yīng)用不同的控制方法【2】。更高層次的改進(jìn)是將 ABSCS 與先進(jìn)的懸架系統(tǒng)集成化。振動(dòng)控制的需求帶動(dòng)了材料和器件的研究進(jìn)展。反過來,新材料、新器件也推動(dòng)了振動(dòng)控制的工業(yè)應(yīng)用。將阻尼材料,，傳感器和作動(dòng)器制成一體的智能結(jié)構(gòu)使得振動(dòng)控制系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)可以進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合, 這對(duì)懸架系統(tǒng)智能化提供了一條新的研究方向?！?】隨著相關(guān)學(xué)科和高新技術(shù)的迅猛發(fā)展,特別是高效微處理器的

22、普及,使得研究實(shí)用的半主動(dòng)懸架振動(dòng)控制系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)。因此,今后的研究和開發(fā)方向是基于磁流變液體功能材料, 開發(fā)控制有效、能耗低、造價(jià)合理的汽車懸架振動(dòng)控制系統(tǒng), 并針對(duì)車型開發(fā)其適用系統(tǒng)。[9] 為此,必須解決一些基礎(chǔ)性的理論研究問題和實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)問題。1982 年, 由鄧聚龍教授提出的灰色控制,是一種研究少數(shù)據(jù)、貧信息不確定性問題的新方法。 而汽車懸架系統(tǒng)正是這樣一個(gè)部分信息已知, 部分信息未知的系統(tǒng), 隨著灰色理論的發(fā)展和成熟,

23、若將該理論應(yīng)用在汽</p><p>　　汽車懸架控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)是車輛動(dòng)力學(xué)與控制領(lǐng)域的國際性前沿課題，近年來，隨著相關(guān)學(xué)科和高新技術(shù)的迅猛發(fā)展，使得研究實(shí)用的半主動(dòng)和主動(dòng)懸架控制系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)?，F(xiàn)代汽車正朝著安全智能化和清潔化的方向發(fā)展，懸架系統(tǒng)智能化解決了傳統(tǒng)被動(dòng)懸架存在的舒適性和穩(wěn)定性不能兼顧的問題，并能適應(yīng)變化的行駛工況和任意道路激勵(lì)，代表了懸架系統(tǒng)的發(fā)展方向【3】。主動(dòng)懸架能獲得一個(gè)優(yōu)質(zhì)的隔振系統(tǒng)，實(shí)

24、現(xiàn)理想的控制目標(biāo)，但能量消耗巨大，成本高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。能量成本和可靠性是限制主動(dòng)懸架發(fā)展的瓶頸。半主動(dòng)懸架通過改變減震器的阻尼特性適應(yīng)不同的道路和行駛狀況的需要，改善乘坐舒適性和操作穩(wěn)定性。由于半自動(dòng)懸架在控制本質(zhì)上接近主動(dòng)懸架，且結(jié)構(gòu)簡單，無需力源，能量消耗小，因而是進(jìn)氣最有可能走向市場推廣應(yīng)用的新興技術(shù)?，F(xiàn)在半主動(dòng)懸架控制系統(tǒng)已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，主動(dòng)懸架控制系統(tǒng)由于其造價(jià)昂貴，需要額外的控制功率等原因，目前仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段。[10]

25、今后的研究目標(biāo)是研究和開發(fā)控制有效、耗能低、成本低廉的汽車懸架控制系統(tǒng)，為此，必須解決一些基礎(chǔ)性的理論研究問題和實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)問題。</p><p>　　1） 研究和開發(fā)高效高性能的減振器，如液力減振器、阻尼連續(xù)可調(diào)的磁流變 （或電流變） 減振器等。尤其是以磁流變可控流體器件為作動(dòng)器的半主動(dòng)懸架系統(tǒng)是一個(gè)全新概念的可控懸架系統(tǒng)，它具有簡單、耗能低、反應(yīng)迅速等特點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。</p><

26、;p>　　2） 汽車懸架是一個(gè)復(fù)雜的非線性機(jī)、電、液一體化系統(tǒng)，研究這類系統(tǒng)的建模， 分析其非線性動(dòng)力學(xué)行為甚至可能出現(xiàn)的分岔、混沌現(xiàn)象，將會(huì)為汽車（半）主動(dòng)懸架的設(shè)計(jì)提供重要的理論依據(jù)和保證。</p><p>　　3） 充分運(yùn)用智能控制技術(shù)和非線性控制理論及動(dòng)力系統(tǒng)的分岔理論，研究并開發(fā)高效、快速、可靠、智能型的控制方法和成本低廉的控制器。各種控制方法的交叉融合將是今后的一個(gè)主要研究方向。</p&g

27、t;<p>　　1.3論文的主要研究內(nèi)容</p><p>　　研究的基本內(nèi)容：首先深入的了解旅游觀光車目前的發(fā)展?fàn)顩r及研究動(dòng)態(tài)。其次了解旅游觀光車工作原理及結(jié)構(gòu)，它自身的特點(diǎn)及與傳統(tǒng)車輛的差異。最后根據(jù)自己根據(jù)自己的課題以及旅游觀光車的要求，深入的去研究車輛的懸架系統(tǒng)。</p><p>　　解決的主要問題：1.確定旅游觀光車懸架系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)方案；2.旅游觀光車整車懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

28、與模型建立；3.用Adams建立電動(dòng)旅游觀光車的整車懸架模型，仿真其動(dòng)力學(xué)性能，主要分析車身的側(cè)傾、俯仰、不同激勵(lì)的響應(yīng)等</p><p>　　第二章 汽車懸架概述</p><p><b>　　2.1懸架的組成</b></p><p>　　懸架是連接車身和車輪之間一切傳力裝置的總稱，主要由彈性元件、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分組成。彈性元件用來傳遞垂

29、直力，并和輪胎一起緩和路面不平引起的沖擊和振動(dòng)，減振器將振動(dòng)迅速衰減。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用來確定車輪相對(duì)于車架或車身的運(yùn)動(dòng)，傳遞除垂直力以外的各種力矩和力。但是有的汽車懸架彈性元件剛度較小，容易造成車身傾斜過大，因此，在懸架中增加了第4部分——橫向穩(wěn)定器[2]。</p><p><b>　　(1)彈性元件</b></p><p>　　彈性元件用來承受并傳遞垂直載荷，緩和由于路面

30、不平引起的對(duì)車身的沖擊。彈性元件種類包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、油氣彈簧、空氣彈簧和橡膠彈簧等</p><p><b>　　1）鋼板彈簧</b></p><p>　　由多片不等長和不等曲率的鋼板疊合而成。安裝好后兩端自然向上彎曲。鋼板彈簧除具有緩沖作用外，還有一定的減振作用，縱向布置時(shí)還具有導(dǎo)向傳力的作用，非獨(dú)立懸掛大多采用鋼板彈簧做彈性元件，可省去導(dǎo)向裝置和減

31、振器，結(jié)構(gòu)簡單。</p><p><b>　　2）螺旋彈簧</b></p><p>　　只具備緩沖作用，多用于轎車獨(dú)立懸掛裝置。由于沒有減振和傳力的功能，還必須設(shè)有專門的減振器和導(dǎo)向裝置。</p><p><b>　　3）油氣彈簧</b></p><p>　　以氣體作為彈性介質(zhì)，液體作為傳力介質(zhì)，它

32、不但具有良好的緩沖能力，還具有減振作用，同時(shí)還可調(diào)節(jié)車架的高度，適用于重型車輛和大客車使用。</p><p><b>　　4）扭桿彈簧</b></p><p>　　將用彈簧桿做成的扭桿一端固定于車架，另一端通過擺臂與車輪相連，利用車輪跳動(dòng)時(shí)扭桿的扭轉(zhuǎn)變形起到緩沖作用，適合于獨(dú)立懸掛使用。</p><p>　　2.2懸架系統(tǒng)的功能</p&g

33、t;<p>　　懸架系統(tǒng)是車架（或承載式車身）和車橋（或車輪）之間彈性連接并傳遞力和力矩的裝置的總稱。</p><p>　　懸架系統(tǒng)的主要功能有：</p><p>　?。?） 把路面作用于車輪的垂直反力（支撐力）、縱向反力（驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力）、側(cè)向反力以及這些反力所造成的力矩傳遞到車架（或車身）上；</p><p>　?。?） 與輪胎一起，吸收和緩沖汽車

34、行駛中由于路面不平所造成的各種振動(dòng)和沖擊，從而保證乘客乘坐舒適和貨物的安全；</p><p>　?。?） 使車身與車輪之間保持有適當(dāng)?shù)膭?dòng)態(tài)幾何關(guān)系，即車輪跳動(dòng)時(shí)應(yīng)有正確的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。</p><p><b>　　2.3懸架的分類</b></p><p>　　按左右車輪關(guān)聯(lián)程度分</p><p>　　懸架結(jié)構(gòu)與車輪運(yùn)動(dòng)關(guān)系密

35、切，根據(jù)汽車左右兩側(cè)的運(yùn)動(dòng)是否相互關(guān)聯(lián)，基本上可分為兩個(gè)大類：獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架[2]。</p><p><b>　　1)非獨(dú)立懸架</b></p><p>　　非獨(dú)立懸架其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是汽車兩側(cè)車輪安裝在一根整體式車軸的兩端。一側(cè)車輪上下跳動(dòng)時(shí)，必然會(huì)影響到另一側(cè)車輪的定位參數(shù)（主要是車輪外側(cè)）的改變，但車輪輪距不會(huì)變動(dòng)。非獨(dú)立懸架通常總是和非斷開式車橋聯(lián)系在一起。如

36、圖1-1（a）所示。</p><p>　　非獨(dú)立懸架因其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、易于維修和使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)而受到青睞。尤其是鋼板彈簧非獨(dú)立懸架，鋼板彈簧可兼起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，并有一定的阻尼減振作用，更使懸架結(jié)構(gòu)大為簡化，故而廣泛地為載重車的前、后懸架所采用。</p><p>　　這類懸架常有兩種形式：鋼板彈簧式和螺旋彈簧式。</p><p>　?、?鋼板彈簧式非獨(dú)立懸架

37、</p><p>　　鋼板彈簧被用做非獨(dú)立懸架的彈性元件，由于它兼起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，使得懸架系統(tǒng)大為簡化。如下圖2所示。這種懸架廣泛用于貨車的前、后懸架中。它中部用U型螺栓將鋼板彈簧固定在車橋上。懸架前端為固定鉸鏈，也叫死吊耳。它由鋼板彈簧銷釘將鋼板彈簧前端卷耳部與鋼板彈簧前支架連接在一起，前端卷耳孔中為減少摩損裝有襯套。后端卷耳通過鋼板彈簧吊耳銷與后端吊耳與吊耳架相連，后端可以自由擺動(dòng)，形成活動(dòng)吊耳。當(dāng)車架受到

38、沖擊彈簧變形時(shí)兩卷耳之間的距離有變化的可能。</p><p>　　這種非獨(dú)立懸架，由于其制造陳本非常低，常在一些貨上采用，尤其是作為后輪的懸架使用。</p><p>　?、?螺旋彈簧式非獨(dú)立懸架</p><p>　　因?yàn)槁菪龔椈勺鳛閺椥栽荒艹惺艽怪陛d荷，所以其懸架系統(tǒng)要加設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和減振器。</p><p><b>　　2）獨(dú)

39、立懸架</b></p><p>　　獨(dú)立懸架左右兩側(cè)車輪之間沒有剛性的車軸，車輪獨(dú)自通過懸架的彈性元件和導(dǎo)向桿件與車架相連。在左右車輪的運(yùn)動(dòng)關(guān)系上，當(dāng)一側(cè)車輪跳動(dòng)時(shí)，對(duì)另一側(cè)車輪的定位參數(shù)不產(chǎn)生影響，因此稱為獨(dú)立懸架。如圖1-1(b)所示。</p><p>　　在汽車懸架系統(tǒng)中，尤其是在轎車的前懸架中已無例外地采用了獨(dú)立懸架，前后懸架均采用獨(dú)立懸架的情況也越來越常見。獨(dú)立懸架的

40、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)的車輪各自獨(dú)立地與車架或車身彈性連接（如圖1-1(b)所示），因而具有以下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　(a)在懸架彈性元件一定的變形范圍內(nèi)，兩側(cè)車輪可以單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，而互不影響，這樣在道路上行駛時(shí)可減少車輪跳動(dòng)時(shí)的陀螺效應(yīng)，有助于消除轉(zhuǎn)向輪擺振的不良現(xiàn)象。</p><p>　　(b)減少了汽車的非簧載質(zhì)量。非簧載質(zhì)量越小，懸架所受到的沖擊載荷也越小，采用獨(dú)立懸架可以提高汽車的平均

41、行駛速度。</p><p>　　(c)左右車輪間無車橋直接聯(lián)系（所謂采用斷開式車橋），發(fā)動(dòng)機(jī)總成的位置高度可以大大降低，使汽車的高度和質(zhì)心下降，提高了汽車行駛穩(wěn)定性，懸架剛度可設(shè)計(jì)得較小，有利于提高汽車行駛平順性。</p><p>　?。╝）非獨(dú)立懸架 （b）獨(dú)立懸架 </p><p>　　圖1-1 懸架的類型</p><p>&l

42、t;b>　　(2)按控制形式分</b></p><p>　　根據(jù)對(duì)懸架性能控制的狀況，汽車懸架又可分為兩大類：被動(dòng)式懸架和主動(dòng)式懸架：</p><p><b>　　被動(dòng)式懸架</b></p><p>　　被動(dòng)式懸架是指汽車懸架的剛度和阻尼事先確定，汽車在行駛中無法依據(jù)路面狀況隨時(shí)調(diào)節(jié)這些參數(shù)以獲得最佳性能。被動(dòng)式懸架目前為絕大

43、多數(shù)汽車上鎖采用。</p><p><b>　　主動(dòng)式懸架</b></p><p>　　主動(dòng)式懸架可以根據(jù)路面和行駛工況動(dòng)態(tài)地自適應(yīng)調(diào)節(jié)懸架的性能，使懸架系統(tǒng)始終保持在最佳狀態(tài)。主動(dòng)式懸架中按其是否包含動(dòng)力源，可分為有源主動(dòng)懸架（全主動(dòng)懸架）和無源主動(dòng)懸架（半主動(dòng)懸架）。</p><p><b>　　2.4懸架工作過程</b&g

44、t;</p><p>　　雖然現(xiàn)代汽車的懸架種類繁多，結(jié)構(gòu)差異較大，但其工作過程都差不多。當(dāng)汽車輪胎受到?jīng)_擊時(shí)，彈性元件對(duì)沖擊進(jìn)行緩沖，防止對(duì)汽車構(gòu)件和人員造成損傷，彈性元件受到?jīng)_擊會(huì)產(chǎn)生長時(shí)間的持續(xù)振動(dòng)，容易使駕駛員疲勞而發(fā)生車禍，故減振元件必須快速衰減振動(dòng)，當(dāng)車輪受到?jīng)_擊而跳動(dòng)時(shí)，使其運(yùn)動(dòng)軌跡符合一定的要求，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)在傳力的同時(shí)，也對(duì)方向進(jìn)行了控制。</p><p>　　懸架在減振過程

45、也在傳力。車輪滾動(dòng)過程，車輪受到地面給的力，這個(gè)力通過懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)傳到車身。這個(gè)過程，懸架還將車輪滾動(dòng)的力轉(zhuǎn)化成了車身水平的力。懸架上有橫向推力桿和橫向穩(wěn)定桿等，這些機(jī)構(gòu)能將車輪上的側(cè)向力傳到車身上，使車身產(chǎn)生轉(zhuǎn)向或橫向運(yùn)動(dòng)。</p><p>　　第三章 總體方案的設(shè)計(jì)</p><p>　　過上一章的分析，比較，可以知道當(dāng)前汽車懸架的前沿技術(shù)是帶反饋的閉環(huán)自控懸架系統(tǒng)。比如，主動(dòng)，半主動(dòng)

46、懸架系統(tǒng)，已經(jīng)在一些高檔轎車上得以應(yīng)用。普通乘用車所使用的仍舊是傳統(tǒng)的機(jī)械式的懸架系統(tǒng)，發(fā)展趨勢是，四輪全部采用獨(dú)立懸架系統(tǒng)。目前，乘用車上應(yīng)用的懸架系統(tǒng)，五花八門，全部采用非獨(dú)立，全部獨(dú)立，抑或是將二者結(jié)合，這主要源于汽車廠商的不同市場定位，市場策略。不管在一輛車上采用何種技術(shù)對(duì)比，目的只有一個(gè)--提供一臺(tái)操縱穩(wěn)定性，平順性，舒適性兼顧的車子。以盡可能低的成本制造出技術(shù)性能盡可能好的產(chǎn)品是每一個(gè)汽車設(shè)計(jì)人員的最大追求。這也是與車場利益

47、相吻合的。雖然，采用四輪全獨(dú)立懸架的轎車操縱穩(wěn)定性，平順性及舒適性都比較理想。從設(shè)計(jì)角度來講，傾向于采用。但是，相對(duì)來說，總成本比較高，不適和本車的實(shí)際情況。出于綜合考慮，經(jīng)過慎重思考，選定了本車的懸架系統(tǒng)為獨(dú)立懸架。</p><p>　　3.1前后懸架的確定</p><p>　　通過前一章的分析、對(duì)比，認(rèn)為，到滑柱連桿式獨(dú)立前懸比較適合本車的設(shè)計(jì)要求。因?yàn)?它既能很好的滿足舒適性的要求,

48、又能使車輛的技術(shù)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)任務(wù)的規(guī)定.所以,前懸決定選用麥弗遜式獨(dú)立懸架，后懸架決定采用普通的鋼板彈簧整體式懸架。</p><p>　　如此，既可兼顧技術(shù)的主流性，易于被客戶接受,又可降低制造成本，增強(qiáng)市場競爭力。畢竟，就目前的形勢來說，國產(chǎn)車在與國外巨頭競爭中，手中的牌不多，價(jià)格是最為有效和殺傷力的一張。只有用好這張牌，才有可能在不遠(yuǎn)的將來打一個(gè)漂亮的防守反攻。最終使民族品牌成為國內(nèi)乃至全球的強(qiáng)勢汽車品牌。&

49、lt;/p><p>　　3.2 前懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　3.2.1彈簧形式的選擇</p><p>　　選用普通圓柱螺旋彈簧，而非錐形，紡錘形或其它纏繞形式的彈簧。作出這樣的選擇，并不是因?yàn)槠胀菪龔椈捎懈嗟膬?yōu)勢，而是由于它的生產(chǎn)量較大，應(yīng)用廣泛，成本低。</p><p><b>　?。?）材料的選擇：</b>

50、</p><p>　　采用5—10 mm 直徑的熱扎彈簧鋼，加熱成形，而后淬火﹑</p><p><b>　　回火等處理。</b></p><p>　　初選直徑為 8 mm 圓柱鋼絲，C類 。</p><p>　　----------------據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 </p><p>　　冶金工

51、業(yè)出版社 360頁 表25—4 ，表25—6</p><p>　　選擇用于汽車懸架的壓縮圓柱螺旋彈簧 </p><p>　　油淬回火硅錳彈簧鋼 </p><p>　　彎曲應(yīng)力： , ，</p><p><b>　　彈性模量： </b></p><p><b>　　

52、使用溫度： </b></p><p><b>　　剪切應(yīng)力：</b></p><p>　　-------據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 冶金工業(yè)出版社 表25—5</p><p>　　（2）彈簧參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　1.圓柱螺旋彈簧直徑d的計(jì)算</p><p><b>　　

53、參數(shù)的計(jì)算：</b></p><p>　　最小工作負(fù)荷（輕載） N</p><p>　　最大工作負(fù)荷（滿載） N</p><p>　　極限狀態(tài)負(fù)荷 N</p><p>　　據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 冶金工業(yè)出版社 </p><p>　　----查圖25―2</p><

54、p><b>　　取C＝7.6</b></p><p><b>　　d===11.8</b></p><p><b>　　取d=12 mm</b></p><p><b>　　2.求有效圈數(shù)</b></p><p><b>　　剛度 <

55、;/b></p><p><b>　　k=</b></p><p>　　取有效圈數(shù)： n=8; </p><p><b>　　總?cè)?shù)：</b></p><p><b>　　3.其它參數(shù)</b></p><p><b>　　表5-1<

56、;/b></p><p>　　3.2.3彈簧的校驗(yàn)</p><p><b>　　表5-2</b></p><p>　　3.3 后懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　1.彈性元件的選擇</b></p><p>　　本車后懸架決定采用鋼板彈簧作為彈性元件的非獨(dú)立懸架

57、。鋼板彈簧即是后懸架的彈性元件，又起到導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，可不必單設(shè)導(dǎo)向裝置，使結(jié)構(gòu)簡化，并且由于彈簧各片之間摩擦引起一定減振作用。</p><p>　　鋼板彈簧是這種形式非獨(dú)立懸架的最重要的部件。鋼板彈簧一般選用 </p><p><b>　?。?）加工要求：</b></p><p>　　熱軋彈簧鋼加熱成形，而后淬火﹑回火，還要經(jīng)過實(shí)效處理，以

58、消除內(nèi)應(yīng)力。</p><p>　　(2) 材料的參數(shù)：</p><p>　　彎曲應(yīng)力： , ，</p><p><b>　　彈性模量： </b></p><p><b>　　使用溫度： </b></p><p><b>　　剪切應(yīng)力：</b>

59、;</p><p>　　-------據(jù)《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè)》 </p><p>　　冶金工業(yè)出版社 表 25—5</p><p>　　大都是專業(yè)的鋼鐵公司軋制，裝配好，以鋼板彈簧總成的形式出現(xiàn)。</p><p>　　鋼板彈簧又叫葉片彈簧，它是由若干不等長的合金材料的彈簧片疊加在一起組合成一根近似等強(qiáng)度的梁。如圖下右側(cè)所示。鋼板彈簧3的第一片（

60、最長的一片）稱為主片，其兩端彎成卷耳1，內(nèi)裝青銅或塑料或橡膠。粉沫冶金、制成的襯套，用彈簧銷與固定在車架上的支架、或吊耳作鉸鏈連接。鋼板彈簧的中間用U形螺栓與后橋固定。 </p><p><b>　　圖6-1</b></p><p>　　中心螺栓4用來連接各彈簧片，并保證各片的裝配時(shí)的相對(duì)位置。中心螺栓到兩端卷耳中心的距離可以相等，也可以不相等如下圖所示。為了增加主

61、片卷耳的強(qiáng)度，將第二片末端也彎成半卷耳，包在主片卷耳和外面，且留有較大的間隙，使得彈簧在變形時(shí)，各片間有相對(duì)滑動(dòng)的可能。</p><p>　　2.鋼板彈簧參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　1.撓度的確定</b></p><p><b>　　初選靜撓度 </b></p><p><b

62、>　　mm </b></p><p>　　汽車的平順性比較好，初選的值。</p><p>　　滿載弧高初選 mm</p><p><b>　　2.各片長度的確定</b></p><p>　　乘用車鋼板彈簧主片長度L＝（0.40－0.55）軸距</p><p><b>

63、　　初選 L=；</b></p><p>　　以上各參數(shù)的初選依據(jù)</p><p>　　――――――《汽車設(shè)計(jì)》 第三版</p><p>　　參考在車展上見到的NISSAN皮卡的后懸，哈飛生產(chǎn)的微車的后懸，實(shí)驗(yàn)室里與本次設(shè)計(jì)課題車型較為接近的長箭牌乘用車的后懸架各片長度，其余各片長度依靠作圖法（如圖所示）。</p><p>　　圖

64、6-2（作圖法定各片長度）</p><p>　　得920 mm , =720 mm , 580 mm</p><p><b>　　L為主片長度</b></p><p>　　3.斷面高度及片數(shù)的確定</p><p>　　采用等截面的簧片設(shè)計(jì)方式，</p><p>　　S＝76 mm （ U型螺旋

65、中心距）</p><p>　　【 （為撓度增大系數(shù)）】</p><p>　　E=206 N/（彈性模量）</p><p><b>　　取k＝0.5</b></p><p><b>　　取 </b></p><p><b>　　得b＝64mm</b><

66、;/p><p><b>　　4.厚度的確定</b></p><p><b>　　由前得 </b></p><p>　　5.板簧總成在自由狀態(tài)下得弧高及其曲率半徑</p><p><b>　　1.弧高的計(jì)算</b></p><p>　　mm ――――靜撓度&

67、lt;/p><p>　　mm ―――－滿載弧高</p><p>　　――――――鋼板彈簧總成用U 型螺旋夾緊后弧高的變化量</p><p><b>　?。?7.99 mm</b></p><p>　　2. 曲率半徑的計(jì)算</p><p>　　――――――――L是板簧主片長度，前已取得；</p&

68、gt;<p>　　2.鋼板彈簧的強(qiáng)度校驗(yàn)</p><p>　　1.驅(qū)動(dòng)時(shí)，后板簧承受的最大載荷時(shí)，前半段出現(xiàn)的最大應(yīng)力</p><p>　　， （為滿載時(shí)后軸軸荷）</p><p>　　?。?.2， （＝乘用車，）</p><p>　　取 ＝0.8 ， ＝＝543 mm；</p><p>　?。?1

69、68 mm ，＝8 mm；</p><p>　　c＝276 b＝64 mm；</p><p>　　2.板簧自由振動(dòng)頻率</p><p><b>　　后懸架的自振頻率：</b></p><p><b>　　次/分</b></p><p>　　后懸自振頻率值：

70、次/分 </p><p>　　mm } </p><p>　　后懸架剛度 ： </p><p>　　-----------------------引自《懸架設(shè)計(jì)（上）》 長春汽車研究所</p><p>　　與前面用《汽車設(shè)計(jì)》上公式所得結(jié)果基本一致，結(jié)果可信！</p><p>　　3.4減振器的結(jié)構(gòu)

71、原理及其功用</p><p><b>　　1.減振器的作用：</b></p><p>　　減振器作為阻尼元件是懸架的重要組成元件之一。減振器在汽車懸架安裝位置根據(jù)整車布局設(shè)計(jì)和懸架的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)有很多種，左圖為減振器在采用麥弗遜獨(dú)立懸架轎車上的安裝位置示意圖。</p><p><b>　　圖7-1</b></p>

72、<p>　　汽車行駛的路面不可能絕對(duì)平坦，必然會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，這種持續(xù)的振動(dòng)易使司乘人員感到不舒適和疲勞，而減振器正式為迅速衰減振動(dòng)而設(shè)計(jì)的。但減振器的功能決不僅僅是衰減振動(dòng)，其對(duì)整車綜合特性的影響如下： </p><p><b>　　圖7-2</b></p><p>　　迅速衰減由路面?zhèn)鬟f給車體的振動(dòng)，提高行駛平順性; 使司乘人員不易疲勞貨物不易損壞，提高乘

73、座舒適性 ;降低對(duì)相關(guān)零件沖擊載荷減少磨損，提高使用經(jīng)濟(jì)性 ;改善輪胎接地性抑制高速行駛跳動(dòng)，提高行駛安全性 ;車輛在急加速、急剎車、急轉(zhuǎn)彎時(shí)，提高操作穩(wěn)定性;</p><p><b>　　2.減振器的結(jié)構(gòu)：</b></p><p>　　雙向作用筒式液壓減振器基本結(jié)構(gòu)如下圖所示:</p><p><b>　　圖7-3</b>

74、;</p><p>　　主要部件：1.活塞桿 2.工作缸筒 3.活塞 4.復(fù)原閥5.貯油缸筒 6.壓縮閥 7.補(bǔ)償閥 8.流通閥 9.導(dǎo)向座 10.防塵罩11.油封</p><p>　　3.減振器工作原理： </p><p>　　減振器活塞隨車輛振動(dòng)在缸筒內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，減振器殼體內(nèi)的油液重復(fù)地從一個(gè)內(nèi)腔通過一些窄小的孔隙流入另一內(nèi)腔。此時(shí)，孔壁與油液間的摩

75、擦液體分子內(nèi)摩擦便形成對(duì)振動(dòng)的阻尼力，使車輛的振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能，而被油液和減振器殼體所吸收，然后散到大氣中。簡單的說就是，減振器將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能。</p><p>　　3.5橫向穩(wěn)定器的作用</p><p>　　現(xiàn)代轎車懸架很軟，即固有頻率很低，而與懸架阻尼比成正比,由于固有頻率的，可以明顯的使a（車身加速度），從而改善汽車的平順性。懸架的側(cè)傾剛度 </p><

76、;p>　　； 使車廂側(cè)傾角增加。</p><p>　　是影響汽車操縱穩(wěn)定性、平順性的重要參數(shù)。</p><p>　　側(cè)傾角的數(shù)值影響到汽車的橫擺角速度穩(wěn)態(tài)響應(yīng)及瞬態(tài)響應(yīng)。</p><p>　　它是評(píng)定汽車操縱穩(wěn)定性的一個(gè)重要指標(biāo)。</p><p>　　對(duì)于平順性而言乘員會(huì)感到不舒服。</p><p>　　為提高懸

77、架的側(cè)傾角剛度，減小橫向傾斜，常在懸架中添設(shè)橫向穩(wěn)定器（桿），來保證良好操縱穩(wěn)定性如上圖所示桿式橫向穩(wěn)定器。</p><p>　　彈簧鋼制成的橫向穩(wěn)定桿3呈扁平的U形，橫向地安裝在汽車前端或后端（也有轎車前后都裝橫向穩(wěn)定器）。桿3的中部的兩端自由地支承在兩個(gè)橡膠套筒內(nèi)，套筒2固定于車架上。橫向穩(wěn)定桿的兩側(cè)縱向部分的末端通過支桿1與懸架下擺臂上的彈簧支座4相連。 　　當(dāng)兩則懸架變形相同時(shí)，橫向穩(wěn)定器不起作用。當(dāng)兩

78、側(cè)懸架變形不等時(shí)，車身相對(duì)路面橫向傾斜時(shí)，車架一側(cè)移近彈簧支座，穩(wěn)定桿的同側(cè)末端就隨車架向上移動(dòng)，而另一側(cè)車架遠(yuǎn)離彈簧座，相應(yīng)橫向穩(wěn)定桿的末端相對(duì)車架下移，橫向穩(wěn)定桿中部對(duì)于車架沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，而穩(wěn)定桿兩邊的縱向部分向不同方向偏轉(zhuǎn)，于是穩(wěn)定桿被扭轉(zhuǎn)。彈性的穩(wěn)定桿產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)內(nèi)力矩就阻礙懸架彈簧的變形，減少了車身的橫向傾斜和橫向角振動(dòng)。</p><p>　　圖8-2 橫向穩(wěn)定桿裝置的工作原理示意圖</p>

79、<p>　　第四章 基于ADAMS的懸架動(dòng)力學(xué)仿真</p><p>　　4.1 Adams軟件介紹</p><p>　　ADAMS軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫、約束庫、力庫，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機(jī)械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論中的拉格朗日方程方法，建立系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程，對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析，輸出位移、速度、加速度和反作用曲線。ADAMS軟件的

80、仿真可用于預(yù)測機(jī)械系統(tǒng)的性能、運(yùn)動(dòng)范圍、碰撞檢測、峰值載荷以及計(jì)算有限元的輸入載荷等。ADAMS一方面是虛擬樣機(jī)分析的應(yīng)用軟件，用戶可以運(yùn)用該軟件非常方便地對(duì)虛擬機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行靜力學(xué)、運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析。另一方面，又是虛擬樣機(jī)分析開發(fā)工具，其開放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進(jìn)行特殊類型虛擬樣機(jī)分析的二次開發(fā)工具平臺(tái)。</p><p>　　4.2在View模塊里懸架模型的建立</p>&

81、lt;p>　　對(duì)模型的建立做如下假設(shè)：懸架中所有零部件都認(rèn)為是剛體；減振器簡化為線性彈簧和阻尼；各運(yùn)動(dòng)副內(nèi)的摩擦力忽略不計(jì)；輪胎簡化為剛性 體。創(chuàng)建的模型中（如圖所示） ，包括主銷、上橫臂、下橫臂、拉臂、轉(zhuǎn)向拉桿、轉(zhuǎn)向節(jié)、車輪以及測試平臺(tái)。并且將前懸架的主銷長度、主銷內(nèi)傾角、主銷后傾角、上橫臂長度、上橫臂在汽車橫向平面的傾角、上橫臂水平斜置角、下橫臂長度、下橫臂在汽車橫向平面的傾角和下橫臂軸水平斜置角等參數(shù)設(shè)置為設(shè)計(jì)變量，通過優(yōu)化

82、這些設(shè)計(jì)變量以達(dá)到優(yōu)化前懸架的目的。</p><p>　　4..3對(duì)模型進(jìn)行動(dòng)力仿真及分析</p><p>　　汽車的平順性可以由圖所示的“路面一汽車一人”系統(tǒng)框圖來分析。路面不平度和車速形成了對(duì)汽車振動(dòng)系的“輸入”，此“輸入”經(jīng)過輪胎、懸架、座墊等彈性、阻 尼元件和懸掛 、非懸掛質(zhì)量構(gòu)成的振動(dòng)系統(tǒng)的傳遞得到振動(dòng)系統(tǒng)的“輸出”是懸掛 質(zhì)量或進(jìn)一步經(jīng)座椅傳至人體的加速度，此加速度的大小可作為

83、人體對(duì)振動(dòng)的反 應(yīng)的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。本文還綜合考慮懸架彈簧的動(dòng)撓度、車輪與路面間的動(dòng)載荷 它們分別影響撞擊懸架限位的概率和行駛安全性。 </p><p>　　根據(jù)汽車平順性試驗(yàn)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，引起汽車振動(dòng)的路面可以分為兩種，一種是接近平穩(wěn)隨機(jī)的不同等級(jí)路面。汽車平順性隨機(jī)輸入行駛試驗(yàn)就是在這種路面上進(jìn)行的。另一種路面是沖擊型不平路面或稱為典型路面。這種路面只能用路面的幾何尺寸來描述。汽車平順性脈沖輸入行駛試驗(yàn)就是模擬