1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上空氣懸架設(shè)計(jì)一、 設(shè)計(jì)所需參數(shù)（1）平順性m1=3000 m2=6000前、后軸荷質(zhì)量（kg）m31=370 m32=590 m4= 汽車前、后非簧載質(zhì)量（kg）簧載質(zhì)量繞其質(zhì)心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg.m2）M5=駕駛員座椅坐墊上承受的那部分人體質(zhì)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(shù)（N.s/m）c3= c4=前、后減震器阻尼系數(shù)（N.s/m）c5=人座椅系統(tǒng)阻尼系數(shù)（N.s/m）L1=座椅中心到簧載質(zhì)量質(zhì)心的水平距離（m）（2）操縱穩(wěn)定性l=3800

2、（mm）軸距IZ整車?yán)@垂直軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kg.m2)IXC懸架上質(zhì)量繞通過懸掛質(zhì)量重心的X軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(kg.m2)IXZ懸架上質(zhì)量繞通過懸掛質(zhì)量重心的X，Z的軸慣性積(kg.m2)Kf前輪側(cè)偏剛度(單輪)kr后輪側(cè)偏剛度(單輪)前輪回正力矩系數(shù)(N.m/rad)后輪回正力矩系數(shù)(N.m/rad)前側(cè)傾轉(zhuǎn)向系數(shù)后側(cè)傾轉(zhuǎn)向系數(shù)前側(cè)傾角剛度(N.m/rad)后側(cè)傾角剛度(N.m/rad)前側(cè)傾角阻尼(N.m/rad/s)后側(cè)傾角阻尼(N.m/rad/s)側(cè)傾力臂(m)二、 懸架布置要求滿載工況：為了在汽車驅(qū)動(dòng)時(shí)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(shù)：主銷內(nèi)傾角7.5，主銷后傾角0。 2 滿載前橋仰角：動(dòng)力轉(zhuǎn)向（楔鐵3.7+ 板簧1=4.7，增加回正力矩）；非動(dòng) 力轉(zhuǎn)向（楔鐵2+板簧1=3）。 3 前輪最大轉(zhuǎn)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(nèi)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(shù)，當(dāng)汽車振動(dòng)緩慢時(shí)，氣體狀態(tài)的變化接近于等溫過程，k=1，當(dāng)汽車在壞路上行駛，振動(dòng)激烈時(shí)，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(shí)，氣體的絕對壓力和容積；：任意位置時(shí)，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(dǎo)數(shù)，則空氣彈簧剛度為：（4）在靜平衡位置時(shí)，帶入（4）可得靜平衡位置時(shí)的剛度為：（5）2、 空氣彈簧的振動(dòng)頻率m：空氣彈簧承載的質(zhì)量；g：重力加速度；：分別為任意位置、靜平

5、衡位置的振動(dòng)頻率。（6）（7）則在靜平衡位置時(shí)，空氣彈簧的振動(dòng)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(nèi)置緩沖塊、行程 滿載工況：l 氣壓：0.4-0.6Mpa(基本同制動(dòng)氣壓6-7個(gè)大氣壓，儲氣筒極限氣壓8個(gè)大氣壓)l 高度：根據(jù)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(jì)算51、整車基本參數(shù)整備質(zhì)量：9000kg考慮超載10人時(shí)總質(zhì)量（超載30，按75kg/人計(jì)算）：9750kg空載時(shí)總質(zhì)量（按滿載減去30個(gè)人的重量計(jì)算，

6、75kg/人）：6750kg52、簧載質(zhì)量和非簧載質(zhì)量計(jì)算1）標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下前軸荷： 3000kg后軸荷： 6000kg非簧載質(zhì)量：前軸：370kg后軸：590kg簧載質(zhì)量：前軸：2630kg后軸：5410kg2）超載10人時(shí)（假設(shè)10人載荷均布）前軸荷： 3250kg后軸荷： 6500kg非簧載質(zhì)量：前軸：370kg后軸：590kg簧載質(zhì)量：前軸：2880kg后軸：5910kg3）空載時(shí)前軸荷： 2250kg后軸荷： 4500kg非簧載質(zhì)量：前軸：370kg后軸：590kg簧載質(zhì)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(jié)構(gòu)，在大量參考其它車型的基礎(chǔ)上，

7、初步選擇杠桿比為：（1）杠桿比：770/650（2）杠桿比：750/650，計(jì)算每一個(gè)空氣彈簧的載荷：（按超載狀態(tài)計(jì)算）（1）杠桿比：770/650前懸架一個(gè)空氣彈簧載荷：1215.58kg(11.9kN)（2）杠桿比：750/650前懸架一個(gè)空氣彈簧載荷：1248kg(12.23kN)2、后懸架采用四氣囊結(jié)構(gòu)，四個(gè)氣囊平行安裝，分別布置在車輪的前后方和車架的外側(cè)。平均每個(gè)空氣彈簧的載荷為1477.5kg（14.48kN）。54根據(jù)承載能力，結(jié)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(jù)安裝空間的要求對上述空氣彈簧進(jìn)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(biāo)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(jù)賴姆佩爾教授給出的前后懸架偏頻匹配經(jīng)驗(yàn)公式，對于后置發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該滿足下列條件：2、原車鋼板彈簧懸架系統(tǒng)偏頻計(jì)算：滿載時(shí)前懸架偏頻：簧載質(zhì)量：2630/2=1315 kg彈簧剛度：205N/mm偏頻 滿載時(shí)后懸架偏頻：簧載質(zhì)量：5410/2=2705kg彈簧剛度：305N/mm偏頻 后、前懸架偏頻比：空載時(shí)前懸架偏頻：簧載質(zhì)量：1880/2=940kg彈簧剛度：205

10、N/mm偏頻 空載時(shí)后懸架偏頻：簧載質(zhì)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(dāng)考慮提高前懸架的偏頻或適當(dāng)降低后懸架的偏頻。但空載和滿載時(shí)系統(tǒng)的偏頻都偏高，在空氣彈簧懸架系統(tǒng)的偏頻匹配時(shí)，可以借用原來的偏頻比，但要適當(dāng)降低系統(tǒng)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(shí)還考慮到了同型號空氣彈簧在其它車型上的應(yīng)用情況。考慮了市場保有量水平和使用普遍性原則。經(jīng)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(jié)構(gòu)參數(shù)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(shè)計(jì)1、汽車振動(dòng)系統(tǒng)對減震器特性的要求： 由路面激勵(lì)引起的汽車垂直、俯仰以及側(cè)傾等運(yùn)動(dòng)都會(huì)影響汽車的乘坐舒適性、行使平順性。懸架減震器的一個(gè)重要作用是衰減因沖擊引起的車身自由振動(dòng)，并抑制在共振頻率附近車身強(qiáng)迫振動(dòng)的幅值，提高乘坐舒適性。

12、在頻域內(nèi)，由路面激勵(lì)引起乘員振動(dòng)加速度的幅頻響應(yīng)特性在系統(tǒng)固有振動(dòng)頻率附近存在峰值（車身-懸架系統(tǒng)、乘員-座椅系統(tǒng)、非懸掛系統(tǒng)）。在以保證汽車最佳乘坐舒適性為目標(biāo)的條件下，減震器的阻尼系數(shù)的選擇在于如何有效降低乘員振動(dòng)響應(yīng)峰值。對于轎車減震器，到阻尼比（C阻尼系數(shù)，k懸架剛度，m簧上質(zhì)量）在0.3左右、復(fù)員/壓縮行程阻尼力分配為80/20時(shí)，通常可以獲取較好的乘坐舒適性。 當(dāng)汽車直線行使時(shí)，隨車速的升高，由路面激勵(lì)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(cè)傾等運(yùn)動(dòng)變的困難。此時(shí)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(wěn)態(tài)工況下所產(chǎn)生的車身運(yùn)動(dòng)，如

13、加速或制動(dòng)導(dǎo)致的俯仰運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)向?qū)е碌膫?cè)傾運(yùn)動(dòng)等，都需要由懸架減震器衰減，此時(shí)要求減震器阻尼比為0.8-1.0、復(fù)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(wěn)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(wěn)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(jié)構(gòu)及其提供的樣品性能參數(shù)讓廠家試制。紐威減震器使用的條件：空載及滿載每個(gè)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(jié)方式。五、 導(dǎo)向桿設(shè)計(jì)1、 紐威連接襯套 前5.84cm 后8.276 cm 9.204 cm 8.236 cm

14、 當(dāng)車身有橫向擺動(dòng)時(shí)，由于左右兩導(dǎo)向臂繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度不一樣，產(chǎn)生導(dǎo)向臂扭轉(zhuǎn)車橋的趨勢。當(dāng)車橋的扭轉(zhuǎn)剛度很大時(shí)，懸架系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生過大的附加載荷，引起騎馬螺栓甚至使整個(gè)導(dǎo)向臂折短。為了克服這一點(diǎn)，多是將導(dǎo)向臂與車橋及車架相連的地方做成彈性連接，使導(dǎo)向臂與車橋有一定的變形能力。 特性試驗(yàn)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(zhuǎn)力特性（M扭角）l 扭曲力特性（M撓角）l 耐久性試驗(yàn)： 經(jīng)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(zhuǎn)角度；（3）循環(huán)頻率:2.5HZ；（4）循環(huán)次數(shù): （5）室溫 材料 天然橡膠或丁苯橡膠： 橡膠硬度HS70

15、5，抗拉強(qiáng)度大于17.16MPa,延伸率大于300%；耐熱性，70C，70h后抗拉強(qiáng)度變化率25%，延伸變化率35%以內(nèi)，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(guān)鍵尺寸2、 橫向推力桿作用：汽車行駛中左右單側(cè)路面凸起、轉(zhuǎn)彎行駛或高速側(cè)向風(fēng)行駛過程中受的側(cè)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(cè)偏移。 安裝方式：（1）橫向推力桿一側(cè)與車架相連，另一側(cè)與車橋相連；（2）推力桿為V形，推力桿在水平面內(nèi)傾斜布置，構(gòu)成一個(gè)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(cè)向力。在布置這種導(dǎo)向機(jī)構(gòu)時(shí)，一般多是希望上面兩推力桿的交點(diǎn)盡可能布置在垂直后橋的橫向平面內(nèi)，若交點(diǎn)不在該平面內(nèi)，則在懸架導(dǎo)向桿系內(nèi)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加力矩，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡可能把兩斜推力桿交點(diǎn)布置在垂直于后橋的橫向平面內(nèi)。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(dòng)時(shí)的橫向竄動(dòng)量。六、 穩(wěn)定桿設(shè)計(jì)安裝穩(wěn)定桿的目的，一方面是為了提高汽車抵抗側(cè)傾的能力，另一方面是要保證汽車有良好的轉(zhuǎn)向特性。 因?yàn)榭諝鈴椈稍诮?jīng)常工作區(qū)域內(nèi)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(shè)計(jì)的一個(gè)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(fù)荷之比，以保證汽車的轉(zhuǎn)向特性為不足轉(zhuǎn)向，特設(shè)計(jì)前后穩(wěn)定桿。 前懸架只使用一個(gè)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(cè)傾性能，對前懸架應(yīng)采用較強(qiáng)的穩(wěn)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(shí)降低車身，保持汽車穩(wěn)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(dāng)空氣彈簧上的載荷增加時(shí)，彈簧被壓縮，儲氣筒內(nèi)的氣體通過高度閥的進(jìn)氣口向氣囊注入，氣囊內(nèi)氣壓增加，空氣彈簧升高直至恢復(fù)到原來的位置，進(jìn)氣口關(guān)閉為止；當(dāng)空氣彈簧上的載荷

18、減小時(shí)，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(guān)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(dòng)，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(gè)，否則“多余的”定位將使各輪的載荷變化不定，從而出現(xiàn)對角線的過載和振動(dòng)。3高度控制閥檢測：中立位置（不沖氣也不排氣）、空行程、延時(shí)時(shí)間（31秒）、最大工作角度。檢測步驟：（1）使系統(tǒng)壓力超過6個(gè)大氣壓；（2）松開連桿，向上轉(zhuǎn)動(dòng)控制閥45度，維持10秒，空氣應(yīng)該流入空氣彈簧；（3）控制臂轉(zhuǎn)向中立位置，閥應(yīng)能關(guān)閉空氣的流動(dòng)；（4）控制臂向下轉(zhuǎn)動(dòng)45度，維持10秒，空氣應(yīng)從空氣彈簧中排出；（

19、5）控制臂轉(zhuǎn)向中立位置，閥應(yīng)能關(guān)閉空氣的流動(dòng)。4高度控制閥維護(hù)：（1）定期目視檢查閥控制臂或定位調(diào)節(jié)塊周圍的間隙，以及是否有損壞；（2）空氣管路內(nèi)的贓物或異物會(huì)防礙閥的工作，雖然高度控制閥有保護(hù)濾防止異物侵入，但仍應(yīng)定期維護(hù)控制制動(dòng)系統(tǒng)；（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(fā)器，以免閥凍壞和損壞；（5）絕不要給閥上油脂。八、 6782后橋結(jié)構(gòu)的調(diào)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(dòng)，此問題反復(fù)裝車整改2次才得以解決。九、 6782車架結(jié)構(gòu)的調(diào)整要求車架有足夠的彎曲剛度和適當(dāng)?shù)呐まD(zhuǎn)剛

20、度，通常車架兩端的扭轉(zhuǎn)剛度大些，中間部分的扭轉(zhuǎn)剛度適當(dāng)小些。 對稱的垂直動(dòng)負(fù)荷使車架產(chǎn)生彎曲變形；斜對稱的動(dòng)負(fù)荷時(shí)車架產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)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(chǎn)生附加的局部扭轉(zhuǎn)。十、 整車平順、操縱穩(wěn)定性理論計(jì)算1、平順性分析、計(jì)算（1） 建立模型：采用5自由度汽車模型進(jìn)行計(jì)算，自由度包括2個(gè)車輪的垂直運(yùn)動(dòng)自由度、懸掛質(zhì)量的1個(gè)垂直運(yùn)動(dòng)和1個(gè)俯仰振動(dòng)自由度，同時(shí)包括1個(gè)人座椅系統(tǒng)垂直振動(dòng)自由度。（2） 采用ADMAS軟件進(jìn)行仿真計(jì)算。計(jì)算內(nèi)容包括座椅垂直振動(dòng)加速度和車輪動(dòng)載荷。（3） 根據(jù)ISO 2631對系統(tǒng)進(jìn)行評價(jià)。3、操縱穩(wěn)定性分析（1）根據(jù)操縱穩(wěn)定性涉及的具體內(nèi)容進(jìn)行如下幾個(gè)方面仿真計(jì)算：(a)時(shí)域計(jì)算、頻域計(jì)算。 (b)瞬態(tài)響應(yīng)計(jì)算、穩(wěn)態(tài)響應(yīng)計(jì)算。(c)角輸入響應(yīng)計(jì)算、力輸入響應(yīng)計(jì)算。(d)回正能力計(jì)算。(e)撒手穩(wěn)定性仿真試驗(yàn)。(f)轉(zhuǎn)向靈敏度、穩(wěn)定性因數(shù)。（2）參考下列標(biāo)準(zhǔn)對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行評價(jià)。(a)汽車操縱穩(wěn)