汽車懸架是車架(或承載式車身)與車橋(或車輪)之間的所有彈性連接裝置的總稱。 懸架結構形式和性能參數(shù)的選擇合理與否,,直接對汽車行駛平順性,、操縱穩(wěn)定性和舒適性有很大的影響。由此可見懸架系統(tǒng)在現(xiàn)代汽車上是重要的總成之一,。 一,、功用 1、把路面作用于車輪上的垂直反力,、縱向反力和側向反力以及這些反力所造成的力矩傳遞給車架(或車身) ,,以保證汽車的正常行駛。 2,、緩和沖擊,。 3、衰減振動,。 4,、控制車輪的跳動軌跡,。 二、組成 一般懸架由彈性元件,、導向機構,、減振器和橫向穩(wěn)定桿組成。 彈性元件用來承受并傳遞垂直載荷,,緩和由于路面不平引起的對車身的沖擊,。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,。 減振器用來衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振,減振器的類型有筒式減振器,,阻力可調式新式減振器,,充氣式減振器。 導向機構用來傳遞車輪與車身間的力和力矩,,同時保持車輪按一定運動軌跡相對車身跳動,,通常導向機構由控制擺臂式桿件組成。種類有單桿式或多連桿式的,。鋼板彈簧作為彈性元件時,,可不另設導向機構,它本身兼起導向作用,。 有些轎車和客車上,,為防止車身在轉向等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜,在懸架系統(tǒng)中加設橫向穩(wěn)定桿,,目的是提高橫向剛度,,使汽車具有不足轉向特性,改善汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性,。 1-彈性元件 2-縱向推力桿 3-減振器 4-橫向穩(wěn)定桿 5-橫向推力桿 三,、懸架種類 1、按控制形式不同分為被動式懸架和主動式懸架 現(xiàn)代汽車懸架的發(fā)展十分快,,不斷出現(xiàn),,嶄新的懸架裝置。目前多數(shù)汽車上都采用被動懸架,。也就是汽車姿態(tài)(狀態(tài))只能被動地取決于路面及行駛狀況和汽車的彈性元件,,導向機構以及減振器這些機械零件。 主動懸架可以能動地控制垂直振動及其車身姿態(tài),,根據(jù)路面和行駛工況自動調整懸架剛度和阻尼,。 2,、根據(jù)汽車導向機構不同懸架種類又可分為非獨立懸架、獨立懸架a. 獨立懸架 b. 非獨立懸架 非獨立懸架如圖(a)所示,。其特點是兩側車輪安裝于一整體式車橋上,,當一側車輪受沖擊力時會直接影響到另一側車輪上,當車輪上下跳動時定位參數(shù)變化小,。若采用鋼板彈簧作彈性元件,,它可兼起導向作用,使結構大為簡化,,降低成本,。目前廣泛應用于貨車和大客車上,有些轎車后懸架也有采用的,。非獨立懸架由于非簧載質量比較大,,高速行駛時懸架受到沖擊載荷比較大,平順性較差,。 獨立懸架是兩側車輪分別獨立地與車架(或車身)彈性地連接,,當一側車輪受沖擊,其運動不直接影響到另一側車輪,,獨立懸架所采用的車橋是斷開式的,。這樣使得發(fā)動機可放低安裝,有利于降低汽車重心,,并使結構緊湊,。獨立懸架允許前輪有大的跳動空間,有利于轉向,,便于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善,。同時獨立懸架非簧載質量小,可提高汽車車輪的附著性,。如圖(b)所示,。 四、汽車性能對懸架的要求 1,、保證汽車有良好的行駛平順性 如果把汽車看成是一個在彈簧上作單自由度振動的質量,,那么由理論力學可知,固有頻率按下式計算: 式中:g-重力加速度,; f-懸架垂直變形(撓度) M-懸架簧載質量 C=Mg/f-懸架剛度是指懸架產生單位垂直壓縮變形所需加于懸架上的垂直載荷,。(懸架垂直變形——撓度) 分析: ①當M一定時,C增加,,n增加,;C下降,n下降,。 n增加不好,,而C下降n下降,,就可能保證n在1~1.6Hz內。 但懸架剛度越小,,載荷一定時懸架垂直變形就越大,。這樣若無有足夠大的限位行程,就會使撞擊限位塊的概率增加,。若固有頻率選取過低,,很可能會出現(xiàn)制動點頭角,轉彎側貨角,,空載和滿載車身高度變化過大,。一般貨車固有頻率是1.5~2Hz,旅行客車1.2~1.8Hz,,高級轎車1~1.3Hz,。 ②當 C一定時,M增加n下降,,M減小n增加,,由此可知,,汽車在空載時的n大于滿載時的n值,,這是大家深有體會的。 ③如果C和M能成正比變化,,即懸架剛度可變,,即M增加C增加,這樣在任何M下,,n均為常數(shù),,即保持最佳值不變,平順性大大提高,,這是我們所希望的,。有些懸架的剛度是可變的。 ④影響汽車平順性的另一個懸架指標是簧載質量,?;奢d質量分為簧上質量與簧下質量兩部分,由彈性元件承載的部分質量,,如車身,、車架及其它所有彈簧以上的部件和載荷屬于簧上質量。車輪,、非獨立懸架的車軸等屬于簧下質量,,也叫非簧載質量M。如果減小非簧載質量可使車身振動頻率降低,,而車輪振動頻率升高,,這對減少共振,,改善汽車的平順性是有利的。非簧載質量對平順性的影響,,常用非簧載質量和簧載質量之比m/M進行評價,,此比值越小越佳。 2,、有合適的減振性能(與懸架彈性特性很好地匹配) 影響汽車平順性的另一重要指標是阻尼比Ψ,,它表達為: k-代表懸架阻尼元件的阻力系數(shù)。 Ψ值取大,,能使振動迅速衰減,,但會把路面較大的沖擊傳遞到車身,Ψ值取小,,振動衰減慢,,受沖擊后振動持續(xù)時間長,使乘客感到不舒服,。為充分發(fā)揮彈簧在壓縮行程中作用,,常把壓縮行程的阻尼比Ψ設計得比伸張小,。 3,、保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性。 操縱穩(wěn)定性——汽車按駕駛員指令要求行駛的能力,。 車輪定位參數(shù)對汽車操縱穩(wěn)定性影響很大,。導向機構在控制車輪跳動時,應不使車輪定位參數(shù)變化過大,。 懸架的側傾角剛度及前后匹配是影響汽車操縱穩(wěn)定性的重要參數(shù),。當汽車受側向力作用發(fā)生車身側傾,若側傾角過大,,乘客會感到不安全,,不舒適,如側傾角過小,,車身受到橫向沖擊較大,,乘客也會感到不適,司機路感不好,。所以,,整車側傾角剛度應滿足:當車身受到0.4g側向加速度時,其側傾角在2.5~4°范圍內,,汽車有一定不足轉向特性,,前懸架側傾角剛度應大于后懸架側傾角剛度。一般前懸架側傾角剛度與后懸架側傾角剛度比應在1.4~2.6范圍內,,如前后懸架本身不能滿足上述要求,,可在前后懸架中加裝橫向穩(wěn)定桿,,提高汽車操縱穩(wěn)定性。
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