畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）重型載貨汽車囊式空氣懸架的設(shè)計(jì)(含）

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1、 題 目： 重型載貨汽車囊式空氣懸架的設(shè)計(jì) 全套設(shè)計(jì)，聯(lián)系153893706 班　　級(jí)：　 汽車06-1 學(xué) 號(hào)： 姓　　名：　 指導(dǎo)教師：　 完成日期：　 2009-01-07 一、設(shè)計(jì)題目（學(xué)生空出，由指導(dǎo)教師填寫(xiě)） 重型載貨汽車囊式空氣懸架的設(shè)計(jì) 二、設(shè)計(jì)參數(shù) 針對(duì)某型4重型載貨汽車進(jìn)行空氣懸架的設(shè)計(jì)。該車的滿載總質(zhì)量為15t，前軸的軸載質(zhì)量為6000kg，后軸的軸載質(zhì)量為9000kg，

2、軸距為4500mm，前輪距為1900mm，后輪距為1800mm，車輪靜力半徑450mm，滿載時(shí)整車中心高度為1000mm。 三、設(shè)計(jì)要求 （1）總裝圖 1張 （2）零件圖 1張 （3）原理圖 1張 （4）課程設(shè)計(jì)

3、說(shuō)明書(shū)（5000～8000字） 1份 四、進(jìn)度安排（參考） （1）熟悉相關(guān)資料和參考圖 2天 （2）確定基本參數(shù)和主要結(jié)構(gòu)尺寸 2天 （3）設(shè)計(jì)計(jì)算 3天 （4）繪制總裝配草圖

4、 4天 （5）繪制總裝配圖 2天 （6）繪制零件圖 2天 （7）編寫(xiě)說(shuō)明書(shū) 3天 （8）準(zhǔn)備及答辯

5、 3天 五、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 成 績(jī)： 指導(dǎo)教師　　　　　　　 日　　期　　　　　　　 摘要 懸架是現(xiàn)代汽車的重要總成之一，它把車價(jià)和車軸彈性地結(jié)合連接起來(lái)。主要任務(wù)是傳遞作用在車輪和車架之間的一切力和力矩；緩和路面?zhèn)鹘o車架的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，保證汽車的行駛平順性；保證車輪在路面不平和載荷變化時(shí)有理想的運(yùn)動(dòng)特性，保證汽車的操縱穩(wěn)定性，使汽車獲得高速行駛能力。 懸架由彈性元件、導(dǎo)向裝置、減震器、緩沖塊和橫向穩(wěn)定器等組成，囊式空氣彈簧

6、是彈性元件其中一種，它含有簾布層結(jié)構(gòu)的橡膠氣囊內(nèi)沖入空氣，并以空氣為介質(zhì)，利用空氣可以壓縮的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)彈性作用。通過(guò)高度控制閥，來(lái)保證車身高度不隨汽車載荷變化而變化，保證汽車的平順性和穩(wěn)定性。 關(guān)鍵詞：懸架；囊式空氣彈簧；減震器；高度控制閥 Abstract Modern automobile suspension is one of the important assembly line and axle, it connects with flexibility. Main t

7、ask is to transfer function between the wheel and frame of all the force and moment, To ease the impact load road frame, the attenuation caused by the vibration, guarantee system of bearing of vehicle, Ensure the road wheels rough and load changes have ideal characteristics, cars, cars won maneuveri

8、ng high-speed capability. Suspension of elastic component, guiding device, shock absorber, transverse stabilizer blocks and a buffer, cystic components, such as air spring flexible components, it contains one layer structure of air curtain inside irruptive air, rubber and air as medium, the charact

9、eristics of air can be compressed to achieve flexibility. Through the height valve body height, to ensure that no changes with the automobile loading, guarantee the stability and car ride. Key words: Suspension, Capsule type air spring, Shock absorber, height control valve

10、 目錄 1 懸架…………………………………………………………………………..1 1.1 懸架的功用……………………………………………………………..1 1.2 懸架的分類……………………………………………………………..1 1.2.1.1 獨(dú)立懸架…………………………………………………..2 1.2.1.2 非獨(dú)立懸架………………………………………………..2 1.3 懸架的組成……………………………………………………………..2 1.3.1.1 減振器……………………………………………………..3 1.3.1.2 彈性元件…………………………………………………..

11、4 2 空氣懸架……………………………………………………………………..4 2.1 空氣懸架工作原理……………………………………………………..4 2.2 空氣懸架的特點(diǎn)………………………………………………………..5 2.3 空氣彈簧………………………………………………………………..5 2.3.1 囊式空氣彈簧…………………………………………………..5 2.4 高度控制閥……………………………………………………………..6 3 重型載貨汽車………………………………………………………………..6 4 汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)………………………………………………………………....6

12、 5 前空氣懸架設(shè)計(jì)……………………………………………………………....6 5.1 空氣彈簧剛度的計(jì)算…………………………………………………....6 5.2 減震器的選擇…………………………………………………………....7 5.3 前懸架空氣彈簧校核…………………………………………………....7 6 后空氣懸架的設(shè)計(jì)…………………………………………………………....8 6.1 空氣彈簧的剛度計(jì)算…………………………………………………....8 6.2 減震器的選擇…………………………………………………………....8 6.3 后懸架空氣彈簧校核………………………………

13、…………………....8 7 側(cè)傾校核……………………………………………………………………....9 7.1 彈簧質(zhì)量的側(cè)傾中心…………………………………………………....9 7.2 側(cè)傾力臂計(jì)算…………………………………………………………....9 7.3 穩(wěn)定桿角剛度的計(jì)算…………………………………………………....9 7.4 整車側(cè)傾角剛度………………………………………………………..10 7.5 側(cè)傾角校核結(jié)果………………………………………………………..10 7.6 車身振動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化模型………………………………………………..11 8 結(jié)束語(yǔ)……………………………

14、…………………………………………..12 遼寧工程技術(shù)大學(xué)課程設(shè)計(jì) 1懸架 懸架是車架（或承載式車身）與車橋（或車輪）之間的一切傳力連接裝置的總稱。 1.1懸架的功用 懸架的功用是把輪面作用于車輪上的垂直反力（支承力）、縱向反力（驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力）和側(cè)向反力以及這些反力所造成的力矩傳遞到車架（或承載式車身上），以保證汽車的正常行駛。 1.2懸架的分類 懸架可分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩類。非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，左、右車輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過(guò)懸架和車價(jià)（或車身）連接；獨(dú)立

15、懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，左、右車輪通過(guò)各自的懸架與車架（或車身）連接。如圖所示。 非獨(dú)立懸架 獨(dú)立懸架 1.2.1獨(dú)立懸架 獨(dú)立懸架是每一側(cè)的車輪都是單獨(dú)地通過(guò)彈性懸架懸掛在車架或車身下面的。其優(yōu)點(diǎn)是：質(zhì)量輕，減少了車身受到的沖擊，并提高了車輪的地面附著力；可用剛度小的較軟彈簧，改善汽車的舒適性；可以使發(fā)動(dòng)機(jī)位置降低，汽車重心也得到降低，從而提高汽車的行駛穩(wěn)定性；左右車輪單獨(dú)跳動(dòng)，互不相干，能減小車身的傾斜和震動(dòng)。不過(guò)，獨(dú)立懸架存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修不便的缺點(diǎn)?，F(xiàn)代轎車大都是采用獨(dú)立

16、式懸架，按其結(jié)構(gòu)形式的不同，獨(dú)立懸架又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式以及麥弗遜式懸架等。 1.2.2非獨(dú)立懸架 非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪由一根整體式車架相連，車輪連同車橋一起通過(guò)彈性懸架懸掛在車架或車身的下面。非獨(dú)立懸架具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、強(qiáng)度高、保養(yǎng)容易、行車中前輪定位變化小的優(yōu)點(diǎn)，但由于其舒適性及操縱穩(wěn)定性都較差，在現(xiàn)代轎車中基本上已不再使用，多用在貨車和大客車上。 1.3懸架的組成 懸架由彈性元件、導(dǎo)向裝置、減震器、緩沖塊和橫向穩(wěn)定器得組成。如圖所示 1、彈性元件 2、縱向推力桿 3、縱向推力桿 4、橫向穩(wěn)定器 5、橫向推力桿 1.3.1.1

17、減振器 為加速車價(jià)和車身振動(dòng)的衰減，以改善汽車的行駛平順性，在大多數(shù)汽車的懸架系統(tǒng)內(nèi)部裝有減振器，減振器和彈性元件是并聯(lián)安裝的。汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用液力減振器，如圖所示為本設(shè)計(jì)中采用的雙向作用筒式減振器示意圖。如下圖所示。 減振器上端與車身或者車架相連，下端與車橋相連。當(dāng)轎車在不平坦路上行駛，車身會(huì)發(fā)生振動(dòng)，減振器能迅速衰減車身振動(dòng)，利用本身油液流動(dòng)的阻力來(lái)消耗振動(dòng)的能量。 現(xiàn)代轎車大多都是采用筒式減振器，當(dāng)車架與車軸相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的油液與孔壁間的摩擦形成了對(duì)車身振動(dòng)的阻力，這種阻力工程上稱為阻尼力。阻尼力會(huì)將車身的振動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能，被油液和殼體所吸收。人們?yōu)榱烁玫貙?shí)

18、現(xiàn)轎車的行駛平穩(wěn)性和安全性，將阻尼系數(shù)不固定在某一數(shù)值上，而是隨轎車運(yùn)行的狀態(tài)而變化，使懸掛性能總是處在最優(yōu)的狀態(tài)附近。因此，有些轎車的減振器是可調(diào)式的可根據(jù)傳感器信號(hào)自動(dòng)選擇。 (1) 在壓縮行程（車橋和車架相互靠近），減振器阻尼力較小，以便充分發(fā)揮彈性元件的彈性作用，緩和沖擊。這時(shí)，彈性元件起主要作用。 (2) 在懸架伸張行程中（車橋和車架相互遠(yuǎn)離），減振器阻尼力應(yīng)大，迅速減振。 (3) 當(dāng)車橋（或車輪）與車橋間的相對(duì)速度過(guò)大時(shí)，要求減振器能自動(dòng)加大液流量，使阻尼力始終保持在一定限度之內(nèi)，以避免承受過(guò)大的沖擊載荷。 在汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用的是筒式減振器，且在壓縮和伸張行

19、程中均能起減振作用叫雙向作用式減振器，還有采用新式減振器，它包括充氣式減振器和阻力可調(diào)式減振器。 雙向作用筒式減振器工作原理說(shuō)明。在壓縮行程時(shí)，指汽車車輪移近車身，減振器受壓縮，此時(shí)減振器內(nèi)活塞3向下移動(dòng)。活塞下腔室的容積減少，油壓升高，油液流經(jīng)流通閥8流到活塞上面的腔室（上腔）。上腔被活塞桿1占去了一部分空間，因而上腔增加的容積小于下腔減小的容積，一部分油液于是就推開(kāi)壓縮閥6，流回貯油缸5。這些閥對(duì)油的節(jié)約形成懸架受壓縮運(yùn)動(dòng)的阻尼力。減振器在伸張行程時(shí)，車輪相當(dāng)于遠(yuǎn)離車身，減振器受拉伸。這時(shí)減振器的活塞向上移動(dòng)。活塞上腔油壓升高，流通閥8關(guān)閉，上腔內(nèi)的油液推開(kāi)伸張閥4流入下腔。由于活塞桿的

20、存在，自上腔流來(lái)的油液不足以充滿下腔增加的容積，主使下腔產(chǎn)生一真空度，這時(shí)儲(chǔ)油缸中的油液推開(kāi)補(bǔ)償閥7流進(jìn)下腔進(jìn)行補(bǔ)充。由于這些閥的節(jié)流作用對(duì)懸架在伸張運(yùn)動(dòng)時(shí)起到阻尼作用。 由于伸張閥彈簧的剛度和預(yù)緊力設(shè)計(jì)的大于壓縮閥，在同樣壓力作用下，伸張閥及相應(yīng)的常通縫隙的通道載面積總和小于壓縮閥及相應(yīng)常通縫隙通道截面積總和。這使得減振器的伸張行程產(chǎn)生的阻尼力大于壓縮行程的阻尼力，達(dá)到迅速減振的要求。 1.3.1.2彈性元件 汽車懸架系統(tǒng)中采用的彈性元件主要有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、氣體彈簧和橡膠彈簧等幾種結(jié)構(gòu)。彈性元件優(yōu)劣各異 (1)鋼板彈簧：由多片不等長(zhǎng)和不等曲率的鋼板疊合而成。安裝

21、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)向裝置和減振器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 (2)螺旋彈簧：只具備緩沖作用，多用于轎車獨(dú)立懸掛裝置。由于沒(méi)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。 (3)油氣彈簧：以氣體作為彈性介質(zhì)，液體作為傳力介質(zhì)，它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。 (4)扭桿彈簧：將用彈簧桿做成的扭桿一端固定于車架，另一端通過(guò)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。

22、2空氣懸架 空氣彈簧有壓氣機(jī)、油水分離器、調(diào)壓閥、儲(chǔ)氣筒、高度控制閥、控制連桿、空氣彈簧、儲(chǔ)氣罐、空氣濾清器、管路、導(dǎo)向傳力桿、減振器、橫向穩(wěn)定器等部分組成。空氣彈簧式在含有簾布層結(jié)構(gòu)的橡膠氣囊內(nèi)充入空氣，并以空氣為介質(zhì)，利用空氣可以壓縮的特點(diǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)彈性作用。 2.1空氣懸架工作原理 在發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)下，壓氣機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)過(guò)油水分離器和調(diào)壓閥進(jìn)入儲(chǔ)氣筒。調(diào)壓閥可使儲(chǔ)氣筒內(nèi)的壓縮空氣保持一定的壓力 。需要時(shí)，壓縮空氣從儲(chǔ)氣筒出來(lái)，流入固定在車架上的高度控制閥內(nèi)。高度控制閥上有通氣源和充氣閥和通大氣的放氣閥，這兩個(gè)閥由控制連桿控制。 當(dāng)汽車載荷增加時(shí)候，車架與車橋之間的距離縮短，然后通

23、過(guò)控制連桿機(jī)構(gòu)的作用，打開(kāi)充氣閥，壓縮空氣流入空氣彈簧的氣囊使之壓力增加，筒式使車架升高，直至充氣閥關(guān)閉為止，此時(shí)車架又恢復(fù)到載荷增加前的高度，汽車卸載時(shí)，車架與車橋之間的距離增大，此時(shí)通過(guò)控制連桿的作用打開(kāi)放氣閥，使氣囊內(nèi)的氣體排入大氣，壓力減小，直至車架高度恢復(fù)到卸載前的位置為止。此時(shí)，裝有空氣彈簧懸架的汽車，從空空在到滿載的各種載荷狀態(tài)下均能保持車身高度不變。這有利于乘客上、下車或工人裝、卸貨物。 2.2空氣彈簧的特點(diǎn) 當(dāng)多軸貨車或掛車采用空氣懸架時(shí)，在空載或部分承載工況下，能夠進(jìn)行單軸或多軸提升，這有利于減少提升軸和未提升橋上輪胎的磨損，同時(shí)增加驅(qū)動(dòng)橋的附著力。當(dāng)未提升橋過(guò)載的條

24、件下，被提升的車軸能自動(dòng)回位并參與承載， 通過(guò)對(duì)氣囊充氣或者放氣，可以實(shí)現(xiàn)變換車身高度。在汽車通過(guò)壞路面時(shí)，要求升起車身以便提高汽車的通過(guò)性；在平坦的好路面上行駛，又希望降低車身高度，藕以獲得低的質(zhì)心高度和較好的行駛穩(wěn)定性以及減少空氣阻力。 采用空氣彈簧以后，在汽車左、右側(cè)的簧載質(zhì)量不均勻時(shí)，通過(guò)高度控制閥的作用，可以保證整車車身處于水平狀態(tài)。在汽車高速轉(zhuǎn)彎的行駛條件下，與采用鋼板彈簧懸架的汽車比較，采用空氣彈簧懸架的汽車車身側(cè)傾角明顯減小。 汽車行駛在路上，車輪對(duì)路面作用有沖擊力，車速越高沖擊力越大，在垂直、縱向和橫向力綜合作用下，行程對(duì)路面的剪切力，使路面行程凸包；波浪等而損壞?？傎|(zhì)

25、量越大的汽車，對(duì)高速公路的破壞的程度越嚴(yán)重，這也是造成高速公路損壞的主要原因之一。裝用空氣懸架的汽車，因空氣懸架的剛度低，所以車輪對(duì)路面作用的動(dòng)載荷要小，這就使路面受到的破壞程度得以減輕。 2.3空氣彈簧 根據(jù)氣囊結(jié)構(gòu)形式的不同，將空氣彈簧分類為囊式空氣彈簧、膜式空氣彈簧和復(fù)合式空氣彈簧。 2.3.1囊式空氣彈簧 以橡膠囊為主要元件的囊式空氣彈簧，在用來(lái)承受內(nèi)壓張力的鋼質(zhì)腰環(huán)分割下，氣囊被分為不同的節(jié)數(shù)，并據(jù)此分為單曲、雙曲和多曲氣囊三種。囊式空氣彈簧結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，制造容易，因此成本低；又因?yàn)楣ぷ鲿r(shí)橡膠膜的曲率變化小，所以使用壽命長(zhǎng)，如圖所示為雙曲空氣彈簧的示意圖。 雙曲囊式

26、空氣彈簧示意圖 2.4高度控制閥 高度控制閥分為五阻尼高度控制閥和有阻尼高度控制閥，無(wú)阻尼高度控制閥能保證車身高度不隨汽車載荷變化而變化，單當(dāng)車橋與車身之間存在很小的相對(duì)位移時(shí)，也會(huì)使高度控制閥產(chǎn)生重啟或者排氣動(dòng)作，浪費(fèi)壓縮空氣有增加了閥的磨損，排氣時(shí)候還伴有噪聲。 3 重型載貨汽車 重型載荷汽車是貨車一種，它的噸位必須滿足大于14t才能稱之為重型載荷汽車，本次設(shè)計(jì)中采用的是15t重載貨車 4汽車結(jié)構(gòu)參數(shù) 針對(duì)某型4重型載貨汽車進(jìn)行空氣懸架的設(shè)計(jì)。該車的滿載總質(zhì)量為15t，前軸的軸載質(zhì)量為6000kg，后軸的軸載質(zhì)量為9000kg，軸距為4500mm，前輪距為1900mm

27、，后輪距為1800mm，車輪靜力半徑450mm，滿載時(shí)整車中心高度為1000mm。 5前空氣懸架的設(shè)計(jì) 前懸有兩個(gè)氣囊，兩個(gè)減振器；單個(gè)高度控制閥，一個(gè)橫向穩(wěn)定桿，一個(gè)橫向推力桿，一個(gè)縱向穩(wěn)定桿。 5.1 空氣彈簧剛度計(jì)算 設(shè)前懸架非簧載質(zhì)量按500kg計(jì)算，前懸架每支空氣彈簧的承受負(fù)載為 == 式中：G為前懸軸載荷為6000kg，i為空氣彈簧個(gè)數(shù)，為前懸簧載質(zhì)量，為前懸非簧載質(zhì)量。代入推出為2750kg，每個(gè)空氣彈簧受力為P=27500N 根據(jù)空氣彈簧剛度C=K（p+p）+ p (K為變指數(shù)，一般取1.33，p為空氣彈簧內(nèi)部相對(duì)壓強(qiáng)，p=p/A，A為有效面積，選用

28、彈簧載荷變形特性曲線，當(dāng)載荷為27500N時(shí)，正好落在6bar線左右（1bar=0.1MP），260mm的坐標(biāo)交點(diǎn)處，計(jì)算A=27500/0.6=4.5810mm V=2604.5810=11.9110mm，dA/dx為有效面積變化率，由于彈簧在等壓下的載荷，根據(jù)特性曲線可知dA/dx=0。) 將上述的數(shù)值代入公式可求得空氣彈簧剛度為C=164N/mm 5.2　減震器的選擇 懸架阻尼力F=V2i 式中：為懸架相對(duì)阻尼比，前懸架取8.0，i為汽車車輪和減振器跳動(dòng)行程杠桿比，在此另i為1；m為懸架簧載質(zhì)量，前懸架為5500kg，代入上述數(shù)據(jù)可得 懸架阻尼力F=0.5220.81=57

29、82N 前減振器的安裝方向與垂直方向夾角為10，所以前懸架阻尼F= F/cos=5782N 懸架壓縮時(shí)，壓縮阻力F=，復(fù)原阻力F= （為復(fù)原與壓縮力之比，其范圍在10~20之間，這里取），代入得 F=1051N F=10512N 通過(guò)壓縮阻力和復(fù)原阻力選取減振器型號(hào) 5.3前懸架空氣彈簧的校核 由于丁苯橡膠具有良好的減振效果，固選取丁苯橡膠進(jìn)行硫化所得的硫化橡膠作為內(nèi)外囊的材料，因?yàn)榭諝鈴椈墒艽怪绷ψ饔眠M(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，因此其主要承受的應(yīng)力類型屬于壓縮力。由彈簧載荷變形特性曲線可以得出（5.1）所示，當(dāng)受到垂直載荷27500N力時(shí)，彈簧內(nèi)部的壓強(qiáng)為6ba

30、r（0.6MP）,而非金屬材料橡膠的壓縮需用應(yīng)力為3MP，因此分布到彈簧內(nèi)部各個(gè)單位面積的壓強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于此值，不用計(jì)算就可以知道彈簧的尺寸是完全合適的。 6后空氣懸架的設(shè)計(jì) 后懸架采用四個(gè)空氣氣囊，兩個(gè)減震器，一個(gè)橫向穩(wěn)定桿，一個(gè)橫向推力桿，一個(gè)縱向推力桿。 6.1 空氣彈簧剛度計(jì)算 設(shè)后懸非簧載質(zhì)量G=1000kg，軸載質(zhì)量為9000kg，則后懸簧上質(zhì)量為8000kg 則每個(gè)后懸簧上質(zhì)量為2000kg，通過(guò)彈簧載荷變形特性曲線可知，落在4bar、190mm交點(diǎn)處，通過(guò) C=K（p+p）+ p，按照前懸彈簧的計(jì)算過(guò)程可知 后懸空氣彈簧剛度為C=143 N/mm 6.2

31、　減震器的選擇 根據(jù)前懸架的計(jì)算方法，懸架阻尼力F=V2i= 4450N 后減振器垂直布置，F(xiàn)= F= 4450N 壓縮阻力F=809N ， 復(fù)原阻力F=8010N 由壓縮阻力和復(fù)原阻力確定減振器型號(hào) 6.3后懸架空氣彈簧的校核 與前空氣彈簧的校核同理，當(dāng)施加全部載荷的時(shí)候，彈簧內(nèi)部的壓力為0.4MP，遠(yuǎn)遠(yuǎn)的小于橡膠的許用壓縮應(yīng)力3MP，因此后空氣彈簧的設(shè)計(jì)是完全符合標(biāo)準(zhǔn)的。 7 側(cè)傾校核 7.1 簧載質(zhì)量的側(cè)傾中心 前后懸架側(cè)傾中心，參照其他重型載貨汽車和低地板客車的側(cè)傾中心高度位置可以粗略估算，前懸架側(cè)傾中心由推力桿布置可知側(cè)傾中心離地高

32、度h為350mm，后懸架由推力桿布置求得其側(cè)傾中心離地高度為h為340mm。 7.2　側(cè)傾力臂的計(jì)算 根據(jù)質(zhì)心公式，簧載質(zhì)心高度為 S= = = 1061mm 質(zhì)心距前軸距離L=L 其中為前軸簧載質(zhì)量，為后軸簧載質(zhì)量，L為軸距，將數(shù)據(jù)代入可求得L為2667mm。 根據(jù)前、后懸架側(cè)傾中心和簧載質(zhì)量的分布，并由幾何關(guān)系求出簧載質(zhì)量側(cè)傾力臂為 h = S－h(huán)－( h－h(huán)) = 717mm 7.3　穩(wěn)定桿角剛度的計(jì)算 根據(jù)材料力學(xué)原理可求出穩(wěn)定桿的角剛度由于連接點(diǎn)橡膠件變形，穩(wěn)定桿側(cè)傾角剛度會(huì)減小15%~30%，由此根據(jù)圖的幾何關(guān)系計(jì)算得出

33、 前橫向穩(wěn)定桿的角剛度為 C = 1.5 10Ncm / rad 后橫向穩(wěn)定桿的角剛度為 C = 0.5 10Ncm / rad 穩(wěn)定桿示意圖 7.4　整車側(cè)傾角剛度 整車側(cè)傾角剛度為前后懸架剛度之和 C= C + D + C + D D D為前后懸架空氣彈簧跨度，這里分別取為115cm、130cm C C為前后橫向穩(wěn)定桿角剛度 代入可求出整車側(cè)傾角剛度為C=2.2310 Ncm / rad 7. 5 側(cè)傾角校核結(jié)果 根據(jù)上述數(shù)據(jù)，對(duì)整車側(cè)傾角進(jìn)行簡(jiǎn)單校核，在側(cè)傾角極小時(shí)，根據(jù)繞側(cè)軸的力矩平和條件推出側(cè)傾角為

34、= 式中：μ為向心加速度，在此選取0.4g；S為簧載質(zhì)量質(zhì)心高度；G為簧載質(zhì)量；h為簧載質(zhì)量側(cè)傾力臂；C為整車側(cè)傾角剛度。 將相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式可得 = 0.07 rad ，即4。根據(jù)資料查的一般貨車側(cè)傾角范圍為2~5，最多不超過(guò)6~7，綜上所述，側(cè)傾角剛度滿足設(shè)計(jì)要求。 7. 6 車身振動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)化模型 根據(jù)分析可以知道，汽車車身振動(dòng)可簡(jiǎn)化為如圖單質(zhì)量系統(tǒng)模型。m為汽車懸掛系統(tǒng)質(zhì)量，它由車身、車架及其上的總成所構(gòu)成，k為空氣彈簧的剛度，c為減振器的阻尼系數(shù)，三者組成了汽車的懸架系統(tǒng)。根據(jù)圖可知道，該簡(jiǎn)化模型的振動(dòng)形式是單自由度有阻尼力振動(dòng)系統(tǒng)。 M

35、 k C 8 結(jié)束語(yǔ) 空氣懸架現(xiàn)在廣泛應(yīng)用在各種車系中，在國(guó)外，空氣懸架系統(tǒng)在重型貨車上的使用率超過(guò)80%，在高速客車和豪華城市客車上已100%采用，部分轎車也安裝了這個(gè)系統(tǒng)。空氣懸架較以往的普通懸架有著不可替代的優(yōu)勢(shì)，因此隨著這種技術(shù)的普及與改進(jìn)，必然會(huì)在以后的汽車工業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。 在此次設(shè)計(jì)中，重型載荷汽車囊式空氣彈簧的設(shè)計(jì)參數(shù)參考了相關(guān)文獻(xiàn)參數(shù)，例如側(cè)傾中

36、心、非簧載質(zhì)量、軸距、輪距和穩(wěn)定桿的角剛度都是在一定范圍內(nèi)估算出來(lái)的，但綜合計(jì)算出來(lái)的結(jié)果，符合設(shè)計(jì)要求可以使用；在懸架的部件的布置上，采用了基本的單橫臂穩(wěn)定器和單高度控制閥，前后懸架均采用了兩個(gè)減震器，后懸架比前懸架多出兩個(gè)空氣彈簧目的是為了更好的緩沖載荷給車架和車身的垂直力。 目前空氣彈簧還處在發(fā)展階段，電控系統(tǒng)和傳感器已經(jīng)逐步進(jìn)入空氣懸架系統(tǒng)，復(fù)合式多推力桿的空氣懸架機(jī)構(gòu)為汽車行駛的穩(wěn)定性和平順性起到了積極的作用，相信空氣懸架的發(fā)展將會(huì)不斷的復(fù)雜化、合理化和功能化。 13

37、 參考文獻(xiàn) [1] 《汽車工程手冊(cè)》編輯委員會(huì)．汽車- [ 程手冊(cè)( 第1 版) [ M ] ．北京：人民交通出版社，2001．5． [2] 王望予.汽車設(shè)計(jì)[M]，機(jī)械工業(yè)出版社，2007.6 [3] 陳家瑞.汽車構(gòu)造[M]，人民交通出版社，2002.6 [4] 鞏云鵬，田萬(wàn)祿.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M]，東北大學(xué)出版社，2000.12 [5] 孫志禮，冷興聚.機(jī)械設(shè)計(jì)[M],東北大學(xué)出版社，2009.1 [6] 劉惟信，機(jī)械最優(yōu)化設(shè)計(jì)[M]，第2版.北京.清華大學(xué)出版社，1994 [7] 劉惟信，汽車設(shè)計(jì)(第1版) [ M ]．北京：清華大學(xué)出版社2001．7 [8] 高書(shū)移，梁為．E Q 6 8 5 0 K R 高級(jí)客車空氣彈簧懸架設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā) l J 1 ．客車技術(shù)與研究，2003 ( 4 )