汽车底盘设计系列讲座之ppt课件

1、 安徽工程大学：时培成 2021年11月汽车底盘设计系列讲座之一悬架从底盘的角度论述汽车悬架 .汽车底盘设计系列讲座之一悬架从底盘的角度论述汽车悬架 1 称号由来悬架或悬挂的历史 为处理“路上觉得非常颠簸的问题。皮带弹簧当动力汽车面世时，人们陆续开发出其他更高效的弹簧系统，使乘客享有更平稳的行驶觉得。.倒挂.倒挂.2 悬架的组成悬架普通由弹性元件、减振安装和导向机构横向稳定杆、摆臂、纵向推力杆等三部分组成。1-弹性元件2-减振器3、4、5、7导向机构.3 悬架的作用悬架的作用：吸收和缓和行驶中因路面不平引起的车轮跳动而传给车架的冲击和振动。同时会把路面作用于车轮上的各种力及其产生的力矩传送到车

2、架(或承载式车身)上。传送率：20%以内。悬架决议着汽车的稳定性、温馨性和平安性,是现代汽车非常重要的部件之一。 .4 悬架的分类根据汽车两侧车轮运动能否相互关联，汽车悬架分为非独立悬架和独立悬架两大类。非独立悬架：汽车的平稳性和温馨性较差，但由于构造较简单，承载力大，目前仍有部分轿车的后悬架采用这种型式，但在载重汽车上被广泛运用。非独立悬架. 独立悬架：构造复杂，但车身的平稳性和高速行驶的稳定性较好，因此在轿车和小客车上得到普遍采用，并已成为一种开展趋势。 独立悬架.5 非独立悬架按所采用的弹性元件不同，非独立悬架分为钢板弹簧式、螺旋弹簧式、空气弹簧式高度自动调理、油气弹簧式具有变刚度特性。

3、5.1 钢板弹簧非独立悬架这种悬架广泛用于货车的前、后悬架中。.5.2 螺旋弹簧非独立悬架螺旋弹簧非独立悬架普通只用做轿车的后悬架。1-螺旋弹簧.瑞风商务车后悬架螺旋弹簧.5.3 空气弹簧非独立悬架1.压气机；2.7. 空气滤清器；3. 车身高度控制阀；4. 控制杆； 5. 空气弹簧；6. 储气罐；8. 贮气筒；9. 压力调理器；10. 油水分别器空气弹簧车身高度控制阀.目前高级大客车几乎全部运用空气悬架；空气悬架在轻型汽车上的运用量也在迅速上升；部分轿车也逐渐安装运用空气悬架，如美国的林肯、德国的Benz300SE和Benz600等；在一些特种车辆如对防震要求较高的仪表车、救护车、特种军用车

4、及要求高度可调理的集装箱运输车等上，空气悬架几乎为独一选择。.5.4 油气弹簧非独立悬架油气弹簧.广泛运用于大型工矿用自卸车上。油气弹簧悬架具有变刚度特性，可保证汽车具有良好的行使平顺性，特别是工地和矿山用车，其道路条件非常恶劣。采用油气弹簧悬架后，可显著地缓和冲击，减少颠簸，改善驾驶员的劳动条件和提高平均车速。.6 独立悬架优点：1两侧车轮可单独运动，互不影响；2采用了断开式车桥；3减少非簧载质量。以上优点使独立悬架广泛地被采用在现代汽车上，特别是轿车前悬架普遍地采用了独立悬架。.6.1 横臂式独立悬架分为双横臂 (a) 和单横臂(b)式两种。 a b 双横臂式独立悬架单横臂式独立悬架.6.

5、1.1单横臂式：当悬架变形时，车轮平面产生倾斜而改动两侧车轮与路面的接触点间隔轮距，致使产生侧向滑移，破坏轮胎和地面的附着。当用于转向轮时，会使主销内倾角和车轮外倾角发生较大变化，影响操稳性，现采用不多。.6.1.2双横臂式：两摆臂长度可以相等，也可以不等。不等长的双横臂式独立悬架在轿车前轮上，运用较广泛。上下两摆臂不等长，选择长度比例适宜，可使车轮和主销的角度及轮距变化不大。不等臂双横臂上臂比下臂短。当汽车车轮上下运动时，上臂比下臂运动弧度小。这将使轮胎上部细微地向外挪动，而底部影响很小。这种构造有利于减少轮胎磨损，提高汽车行驶平顺性和方向稳定性。.上横臂下横臂双横臂的臂通常做成A字形或V字

6、形，如下图。V形臂的上下2个V形摆臂以一定的间隔，分别安装在车轮上，另一端安装在车架上。.在独立悬架中，麦弗逊悬架被行家誉为构造最简单、设计最经典、运用最广泛、性价比最高、最经济的悬架 。6.2 麦弗逊式滑柱摆臂式悬架这种悬架构造简单，布置紧凑，前轮定位变化小，具有良好的行驶稳定性。.麦弗逊式悬挂是当今世界用的最广泛的轿车前悬挂之一。麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减震器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。 .主要构造简单的来说就是螺旋弹簧套在减震器上组成，减震器可以防止螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的景象，限制弹簧只能作上下方向的振动，并可以用减震器的行程长短及松紧，来设定悬挂的

7、软硬及性能。 .6.3 斜置单臂式独立悬架 这种悬架(如以下图所示是单横臂和单纵臂独立悬架的折衷方案。其摆臂绕与汽车纵轴线具有一定交角的轴线摆动，选择适宜的交角可以满足汽车支配稳定性要求。这种悬架适于做后悬架，如福特SIERRA、宝马5、沃克斯豪尔CARLTON等轿车的后悬架。.6.4 多杆式独立悬架车轮在由多杆共同决议的斜向平面内摆动的悬架。采用多个连杆配置，组成多连杆式悬架。多杆悬架系统具有良好支配稳定性，行驶平顺性、可减小轮胎摩损。.上连杆第三连杆下连杆目前多连杆式也可说是最复杂也是最先进的悬架，可以预见，多连杆式悬架系统会渐成主流。 .6.5 各种独立悬架对比小结目前采用较多的悬架是：

8、 双横臂式，麦弗逊式，斜置单臂式。 如今最流行的悬架是：麦弗逊式，双横臂式和多连杆式。按照悬架的档次和乘坐温馨性来排名是：多连杆、双横臂、麦弗逊。在这三种悬架中，麦弗逊是构造最简单的，也是制造本钱最低的。它主要用在大多数中小型车的前悬架，它以简单独霸天下，也正是由于他简单所以它分量轻，呼应速度快。具有高性能的悬架是多连杆和双横臂式独立悬架。构造最复杂实现性能最好的是多连杆。但由于这两者在构造上使其质量较重，所以为了到达更快的呼应速度常用铝合金打造，那么本钱就可想而知了。.与双横臂式悬挂系统相比，麦弗逊式悬挂系统的优点是：构造紧凑，车轮跳动时前轮定位参数变化小，有良好的支配稳定性，加上由于取消了

9、上横臂，给发动机及转向系统的布置带来方便。麦弗逊式悬挂系统多运用在中小型轿车的前悬挂系统上，虽然麦弗逊式悬挂系统并不是技术含量最高的悬挂系统构造，但它仍是一种经久耐用的独立悬挂系统，具有很强的道路顺应才干。 .7 其他各种类型的悬架7.1 改动梁式半独立后悬架可以把它看作是非独立悬架，只不过这里的车轴不是刚性的；也可以把它看作独立悬架，由于这个非刚性车轴实践上可以看作是一种特殊的防倾杆。它的“车轴的安装位置可以有各种变化，其详细方式也有很多变体。.目前不少普通小型轿车就采用前麦弗逊式独立悬架，后改动梁式悬架的布置方式。后轴样件.这种所谓的半独立悬挂的主要优点有，构造简单适用、占用空间最小、制造

10、本钱低 。 .7.2 独立空气悬架空气悬挂系统可以根据道路的起伏不同调高或调低底盘高度，使得车辆可以顺应多种路况条件下的驾驶需求。 .空气悬挂系统多用于经常在恶劣的路况条件下行驶的越野车上，以保证车辆可以顺利地经过泥泞、涉水、砂石等路面。空气悬挂系统是一种很先进适用的配置，但是却很容易损坏而且造价很高。 .雷克萨斯LX570采用了高低可调空气悬挂由于系统构造较为复杂，其出现缺点的几率和频率要远远高于螺旋弹簧悬挂系统，而用空气作为调整底盘高度的动力，减振器的密封性还需求进一步提高，倘假设空气减振器出现漏气，那么整个系统就将处于瘫痪形状。而且假设频繁地调整底盘高度，还有能够呵斥气泵系统部分过热，会

11、大大缩短气泵的运用寿命。.8 自动悬架图1 被动悬架 图2 自动悬架 图3 半自动悬架Ms-簧载质量 Mu-非簧载质量 Ks-悬架弹簧刚度 Kt-轮胎刚度C1-定值阻尼 C2-可调阻尼 A-作动器.以上关注点在于普通道路上以正常条件行驶的主流的前轮和后轮驱动汽车的悬架。但是一些专业汽车的悬架又如何呢，例如大马力改装车、赛车或极限越野车？虽然这些专业汽车的悬架也采用一样的根本原理，但它们还提供了一些针对其独特驾驶条件的附加优点。下面我们简单引见三种类型专业汽车的悬架设计群众甲壳虫、一级方程式赛车和美式的由旧车改装的大马力车。 .采用多连杆后悬挂的车型很多，如长安福特福克斯、一汽群众速腾、广州本田

12、雅阁、上海通用君越、一汽丰田锐志、飞驰E级轿车、华晨宝马的3系及5系轿车、一汽群众奥迪A4及A6L等等。 .9 公用汽车悬架9.1群众甲壳虫群众甲壳虫注定会遭到越野喜好者的追捧。经过降低重心以及将发动机放在后轴上，这只两轮驱动的“小甲虫可以象某些四驱车一样从容应对各种野外环境。当然，群众的这只“甲壳虫以其出厂配备是无法顺应野外条件的。 .最重要的一项改装是针对悬架进展的。1936-1977年间的多数甲壳虫车在其前后轴上配备了扭杆悬架规范安装，升高后可为安装重型越野车轮和轮胎让出空间。用较长的减振器交换规范减振器，以抬高车身并获得最大的车轮经过高度。在某些情况下，甲壳虫车的改装者会将扭杆整个卸掉

13、，并代之以多个螺旋弹簧系统。经过这些改装的车辆，每个车轮与地面的垂直经过高度可达50厘米或更高。这样一辆汽车可轻松越过崎岖地形，并且通常会像打水漂一样“跳过波浪起伏的沙丘。.9.2 一级方程式赛车 一级方程式赛车代表了汽车革新和开展提高的顶点。轻盈的复合车身、强大的V10发动机以及先进的空气动力学实际培育了更快、更平安和更可靠的汽车。 .为突出驾驶者技巧的重要性并使之成为决议竞赛胜负的关键要素，一级方程式赛车的设计有着严厉的规那么和要求。例如，规那么规定一切一级方程式赛车的悬架必需采用传统的弹簧式设计，但不允许运用计算机控制的自动式悬架。为此，赛车采用了一种多连杆式悬架，它所用的多连杆机制相当

14、于双A形控制臂系统。 .我们知道，双A形控制臂设计运用两个A形控制臂来引导每个车轮的上下运动。每条臂有三个安装位置两个在车架上，一个在车轮轮毂上，每个结点铰接在一同以引导车轮的运动。在一切汽车中，双A形控制臂式悬架的主要益处是容易控制。臂的几何构造以及结点的弹性使工程师们可以最大限制地控制车轮的角度和其他车辆动力特征，如提升、蹲伏和爬升。与普通汽车不同，一级方程式赛车的减振器和螺旋弹簧没有直接安装在控制臂上。相反，它们沿着车身长度方向放置并经过一系列推杆和钟形曲柄进展远程控制。在这种陈列下，推杆和钟形曲柄将车轮的上下运动转换为弹簧和减振器安装的前后运动。.10 未来的汽车悬架 虽然针对弹簧和减振器曾经有了许多改良，但在过去的假设干年中，汽车悬架的根本设计仍未有艰苦突破。但一切这一切能够会随着Bose全新的悬架设计理念的引入而发生变化。有些专业人士甚至表示，Bose悬架是自全独立式设计面世以来汽车悬架领域的最大提高。.BOSE 供图Bose悬架前端