懸架技術(shù)簡(jiǎn)介

1、懸架技術(shù)簡(jiǎn)介懸架技術(shù)簡(jiǎn)介 2008.4TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD懸架簡(jiǎn)介懸架簡(jiǎn)介懸架的分類(lèi)懸架的分類(lèi)懸架性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)懸架性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)麥弗遜懸架的運(yùn)動(dòng)模型麥弗遜懸架的運(yùn)動(dòng)模型麥弗遜懸架空間運(yùn)動(dòng)計(jì)算麥弗遜懸架空間運(yùn)動(dòng)計(jì)算內(nèi)容提要內(nèi)容提要TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD懸架的定義懸架的定義懸架裝置是連接車(chē)身

2、和車(chē)輪之間全部零件和部件的總稱(chēng)，主要由彈簧(如板簧、螺旋彈簧、扭桿等)、減振器、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及相應(yīng)的控制系統(tǒng)組成。 懸架簡(jiǎn)介懸架簡(jiǎn)介T(mén)IAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD懸架的作用懸架的作用彈性地連接車(chē)身與車(chē)輪，傳遞力和力矩，緩沖和吸振。懸架系統(tǒng)的性能對(duì)車(chē)輛行駛平順性、通過(guò)性和操作穩(wěn)定性有非常重要的影響。 懸架簡(jiǎn)介懸架簡(jiǎn)介T(mén)IAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSIO

3、N SYSTEMS CO., LTD懸架結(jié)構(gòu)圖懸架結(jié)構(gòu)圖1. 1. 彈性元件；彈性元件；2. 2. 阻尼元件；阻尼元件；3. 3. 導(dǎo)向桿系導(dǎo)向桿系 懸架簡(jiǎn)介懸架簡(jiǎn)介T(mén)IAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD彈性元件彈性元件 彈性元件用來(lái)承受并傳遞垂直載荷，緩和由于路面不平引起的對(duì)車(chē)身的沖擊。彈性元件種類(lèi)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。 懸架簡(jiǎn)介懸架簡(jiǎn)介T(mén)IAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO

4、., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD彈性元件參數(shù)對(duì)懸架評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響彈性元件參數(shù)對(duì)懸架評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響彈簧剛度大，彈簧剛度大，動(dòng)撓度小，從而使車(chē)體重心的變動(dòng)引起的輪胎負(fù)荷變化??；車(chē)輛的操作穩(wěn)定性好；但是硬的彈簧將導(dǎo)致汽車(chē)對(duì)路面干擾很敏感，而且在好路面上行駛時(shí)乘員承受的車(chē)體加速度大，使得車(chē)輛的平順性變差。彈簧剛度小，彈簧剛度小，車(chē)輛的振動(dòng)隔離性好；車(chē)體加速度減少，輪胎負(fù)荷變化的增加，對(duì)操縱穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響。還容易增加懸架擊穿的概率。TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JI

5、N TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD阻尼元件阻尼元件阻尼元件通常指減振器，用來(lái)衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動(dòng)。按結(jié)構(gòu)分：筒式減振器、葉片式減振器；按工作原理分：液壓減振器，摩擦減振器,電磁阻尼減振器等；按阻尼是否可調(diào)分：阻尼可調(diào)式和不可調(diào)式減振器； 懸架簡(jiǎn)介懸架簡(jiǎn)介T(mén)IAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD按照懸架參數(shù)的可控性分：被動(dòng)懸架、主動(dòng)懸架和半主動(dòng)懸架；按照懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)分：獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架； 懸架的分類(lèi)懸架的分

6、類(lèi)TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD非獨(dú)立懸架非獨(dú)立懸架 兩側(cè)車(chē)輪安裝在一個(gè)整體式車(chē)橋上，當(dāng)一側(cè)車(chē)輪受沖擊力時(shí)會(huì)直接影響另一側(cè)車(chē)輪，當(dāng)車(chē)輪上下跳動(dòng)時(shí)定位參數(shù)變化小。 懸架的分類(lèi)懸架的分類(lèi)TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架兩側(cè)車(chē)輪分別獨(dú)立地與車(chē)架（或車(chē)身）彈性地連接，當(dāng)一側(cè)車(chē)輪受沖擊，其運(yùn)動(dòng)不直接影響

7、到另一側(cè)車(chē)輪。 懸架的分類(lèi)懸架的分類(lèi)TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD 懸架的分類(lèi)懸架的分類(lèi)TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD非獨(dú)立懸架的特點(diǎn)非獨(dú)立懸架的特點(diǎn) 車(chē)輪上下跳動(dòng)時(shí)定位參數(shù)變化小。若采用鋼板彈簧作彈性元件，它可兼起導(dǎo)向作用，使結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，降低成本。非獨(dú)立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時(shí)懸架受到?jīng)_擊載

8、荷比較大，平順性較差。 懸架的特點(diǎn)分析懸架的特點(diǎn)分析TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD獨(dú)立懸架的特點(diǎn)獨(dú)立懸架的特點(diǎn) 獨(dú)立懸架所采用的車(chē)橋是斷開(kāi)式的?？墒拱l(fā)動(dòng)機(jī)放低安裝，降低汽車(chē)重心，結(jié)構(gòu)緊湊。獨(dú)立懸架允許前輪有大的跳動(dòng)空間，有利于轉(zhuǎn)向，便于選擇軟的彈簧使平順性得到改善。同時(shí)獨(dú)立懸架非簧載質(zhì)量小，可提高汽車(chē)車(chē)輪的附著性。 懸架的特點(diǎn)分析懸架的特點(diǎn)分析TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN T

9、IAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD 非獨(dú)立和獨(dú)立懸架的應(yīng)用非獨(dú)立和獨(dú)立懸架的應(yīng)用非獨(dú)立懸架主要用于貨車(chē)和大客車(chē)獨(dú)立懸架主要用于轎車(chē)和越野車(chē)輛TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD獨(dú)立懸架的分類(lèi)獨(dú)立懸架的分類(lèi) 單橫臂式 雙橫臂式（等長(zhǎng)雙橫臂、不等長(zhǎng)雙橫臂） 單縱臂式、雙縱臂式 滑柱連桿式（燭式、麥弗遜式） 斜置臂式 多連桿式懸架 懸架的特點(diǎn)分析懸架的特點(diǎn)分析TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS

10、 CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD 懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖雙橫臂懸架雙橫臂懸架TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD 懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖斜置臂懸架斜置臂懸架熊貓后懸熊貓后懸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD 1- 1-前懸架

11、橫梁前懸架橫梁 2-2-前穩(wěn)定桿前穩(wěn)定桿 3-3-拉桿支架拉桿支架 4-4-粘滯式拉桿粘滯式拉桿 5-5-下連桿下連桿6-6-輪轂轉(zhuǎn)向節(jié)總成輪轂轉(zhuǎn)向節(jié)總成 7-7-第三連桿第三連桿 8-8-減振器減振器 9-9-上連桿上連桿 10-10-螺旋彈簧螺旋彈簧 11-11-上連桿支架上連桿支架 12-12-減振器隔振塊減振器隔振塊 懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖多連桿懸架簡(jiǎn)圖多連桿懸架簡(jiǎn)圖TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD 懸架性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)懸架性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)簧上質(zhì)

12、量加速度懸架系統(tǒng)動(dòng)撓度車(chē)輪動(dòng)載減振器發(fā)熱功率TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD 懸架性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)懸架性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)簧上質(zhì)量加速度簧上質(zhì)量加速度乘員的舒適性指標(biāo)，該值越小，舒適性越好。通常用加速度的均方根值表示，對(duì)于民用車(chē)輛，不能超過(guò)0.3gTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD減振器阻尼對(duì)簧上質(zhì)量加速度的影響減振器阻

13、尼對(duì)簧上質(zhì)量加速度的影響 對(duì)于簧上質(zhì)量加速度，存在最優(yōu)阻尼，使簧上質(zhì)量加速度最小。00.10.20.30.40.50.60.70.80.911.522.533.544.55懸 掛 阻 尼 比質(zhì)心加速度 m/s2質(zhì) 心 加 速 度 -懸 掛 阻 尼 比 曲 線(xiàn)TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD 懸架性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)懸架性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)懸架系統(tǒng)的動(dòng)撓度懸架系統(tǒng)的動(dòng)撓度懸架占用空間=許用動(dòng)撓度+靜撓度，受限制；靜撓度增加，降低系統(tǒng)的固有頻率，有利于隔離振動(dòng)；但會(huì)減

14、少許用動(dòng)撓度；許用動(dòng)撓度增加，可以提高車(chē)輛在不平路面的通過(guò)性能，同樣會(huì)減少靜撓度，從而使振動(dòng)隔離性差。懸架動(dòng)撓度不能超過(guò)車(chē)輛設(shè)計(jì)許用動(dòng)撓度，否則會(huì)造成懸架擊穿，發(fā)生限位器撞擊。對(duì)于轎車(chē)，靜撓度許用動(dòng)撓度,提高舒適性；對(duì)于越野車(chē)輛：靜撓度許用動(dòng)撓度,提高越野性；TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD減振器阻尼對(duì)懸架動(dòng)行程的影響減振器阻尼對(duì)懸架動(dòng)行程的影響00.10.20.30.40.50.60.70.80.9100.511.522.533.544.55懸 掛

15、阻 尼 比懸掛動(dòng)撓度 m懸 掛 動(dòng) 撓 度 -懸 掛 阻 尼 比 曲 線(xiàn)TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD 懸架性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)懸架性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)車(chē)輪動(dòng)載車(chē)輪動(dòng)載該指標(biāo)影響車(chē)輛的附著性，該值大，意味著附著性差（當(dāng)車(chē)輪動(dòng)載超過(guò)車(chē)輪的靜負(fù)荷，車(chē)輪會(huì)出現(xiàn)離地現(xiàn)象）。過(guò)大動(dòng)載導(dǎo)致過(guò)大的車(chē)輪膠胎變形，嚴(yán)重影響車(chē)輪膠胎的壽命。TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION

16、SYSTEMS CO., LTD 懸架性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)懸架性能的評(píng)價(jià)指標(biāo) 減振器發(fā)熱功率減振器發(fā)熱功率 減振器的發(fā)熱功率也是一個(gè)限制性指標(biāo)，當(dāng)減振器的發(fā)熱功率超過(guò)減振器的最大散熱功率（減振器在最高許用溫度下的散熱功率）時(shí)，減振器中的橡膠密封件會(huì)因過(guò)熱而損壞。TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD下擺臂轉(zhuǎn)向節(jié)支柱總成橡膠隔振墊（外連接套） 麥弗遜懸架的結(jié)構(gòu)麥弗遜懸架的結(jié)構(gòu)TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTI

17、AN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD將減振器作為引導(dǎo)車(chē)輪跳動(dòng)的滑柱，通常又稱(chēng)其為滑柱連桿式懸架，螺旋彈簧與其裝于一體。零件少，造價(jià)低，有利于發(fā)動(dòng)機(jī)布置，并降低車(chē)輛的重心。車(chē)輪上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，主銷(xiāo)軸線(xiàn)的角度會(huì)有所變化。 麥弗遜懸架的特點(diǎn)麥弗遜懸架的特點(diǎn)TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD大到寶馬M3，保時(shí)捷911這類(lèi)高性能車(chē)，小到菲亞特STILO，福特FOCUS，甚至國(guó)產(chǎn)的哈飛面包車(chē)前懸架都是采用的麥弗遜式設(shè)計(jì)。

18、麥弗遜懸架的應(yīng)用麥弗遜懸架的應(yīng)用TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDAB：支柱總成BCD：轉(zhuǎn)向節(jié)DE：前下擺臂DF：后下擺臂A：減震器軸線(xiàn)與車(chē)體的球鉸連接點(diǎn)D：下擺臂與轉(zhuǎn)向節(jié)的球鉸連接點(diǎn)E、F：下擺臂軸線(xiàn)與車(chē)體的球鉸連接點(diǎn)G：車(chē)輪中點(diǎn)K：車(chē)輪接地點(diǎn) 麥弗遜懸架運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖麥弗遜懸架運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖HoEFDCBAGKzyxTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SY

19、STEMS CO., LTD 投影后的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖投影后的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖HODCBAGK as ws f 將坐標(biāo)系進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使EF和x軸平行，其中x軸旋轉(zhuǎn)角，y軸旋轉(zhuǎn)角，z軸旋轉(zhuǎn)角。旋轉(zhuǎn)后EF將投影為一個(gè)點(diǎn)O。TIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD坐標(biāo)變換矩陣坐標(biāo)變換矩陣當(dāng)坐標(biāo)軸按，順序轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，坐標(biāo)變換矩陣P為cos coscos sin sinsin coscos sin cossin sinsin cossin sin sincos cossin sin cosc

20、os sinsincos sincos cosTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD車(chē)輪跳動(dòng)距離與減振器車(chē)輪跳動(dòng)距離與減振器運(yùn)動(dòng)行程的關(guān)系運(yùn)動(dòng)行程的關(guān)系EF投影后將簡(jiǎn)化成一點(diǎn)O，下擺臂的運(yùn)動(dòng)軌跡（即D點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡）如上圖示。通過(guò)分析可知，車(chē)輪跳動(dòng)位移Sw、減振器運(yùn)動(dòng)行程Sf均為下擺臂擺角的函數(shù)，即 wwSS ffSSTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD車(chē)輪跳動(dòng)距離與減振器車(chē)輪跳動(dòng)距離與減振器運(yùn)動(dòng)行程的關(guān)系運(yùn)動(dòng)行程的關(guān)系通過(guò)中間變量可以得到Sw與Sf 的關(guān)系曲線(xiàn)如下圖示。S wS fTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTDTIAN JIN TIAN DE SUSPENSION SYSTEMS CO., LTD由上述關(guān)系曲線(xiàn)，可以得到懸架系統(tǒng)減振器的安裝杠桿比。且當(dāng)給定車(chē)輪跳動(dòng)距離范