汽車懸架造型流程設(shè)計(jì)

PAGEPAGE13第13頁(yè)共14頁(yè)P(yáng)AGE4目錄TOC\o"1-3"\h\u17011序言 17875第一章我國(guó)懸架的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì) 2147161.1我國(guó)懸架的現(xiàn)狀與發(fā)展 224647第二章汽車懸架系統(tǒng)的概述 5136192.1懸架系統(tǒng)的組成與功能 540832.1.1懸架的概念 548252.1.2懸架的組成 5127162.1.3懸架的作用 6316982.2懸架的分類 745932.2.1非獨(dú)立懸架 7308622.2.2獨(dú)立懸架 830137第三章懸架設(shè)計(jì)流程 9100853.1懸架設(shè)計(jì)流程概述 987813.2鋼板彈簧具體設(shè)計(jì)流程 980653.2.1鋼板彈簧式懸架種類和結(jié)構(gòu) 9176773.2.2鋼板彈簧設(shè)計(jì)的已知參數(shù) 1120773.2.3鋼板彈簧設(shè)計(jì)步驟 11169593.2.4鋼板彈簧的導(dǎo)向特性 1228310參考文獻(xiàn) 13

序言汽車懸架是是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動(dòng)，以保證汽車能平順地行駛。懸架結(jié)構(gòu)一般有彈性原件，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和減震器組成。彈性原件又有鋼板彈簧，螺旋彈簧，扭桿彈簧，空氣彈簧等形式。懸架又分獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架。懸架是汽車中的一個(gè)重要總成，它把車架與車輪彈性地聯(lián)系起來(lái)，關(guān)系到汽車的多種使用性能。因此，對(duì)汽車操縱穩(wěn)定性﹑平順性的提升成為了各大汽車廠商的共識(shí)。與此關(guān)系密切的懸架系統(tǒng)也被不斷改進(jìn)，主動(dòng)半主動(dòng)懸架等具有反饋的電控系統(tǒng)在高端車輛上的應(yīng)用日趨廣泛。無(wú)論定位高端市場(chǎng)，還是普通家庭的經(jīng)濟(jì)型轎車，沒(méi)有哪個(gè)廠家敢忽視懸架系統(tǒng)及其在整車中的作用。這一切，都是因?yàn)閼壹芟到y(tǒng)對(duì)乘員的主觀感受密切聯(lián)系。懸架系統(tǒng)的優(yōu)劣，乘員在車上可以馬上感受到。正因?yàn)閼壹茉诂F(xiàn)代汽車上的重要重要作用，應(yīng)該重視汽車懸架的設(shè)計(jì)。只有認(rèn)真，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)才能確保其與整車的完美匹配。目前，我國(guó)在汽車懸架系統(tǒng)方面，除了鋼板彈簧懸架的設(shè)計(jì)及應(yīng)用比較成熟以外，其他懸架技術(shù)的應(yīng)用絕大部分還處于車型引進(jìn)，仿制或直接購(gòu)買產(chǎn)品階段。懸架產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)滯后，一方面表現(xiàn)在設(shè)計(jì)手段落后，計(jì)算機(jī)應(yīng)力分析，動(dòng)態(tài)仿真在企業(yè)中應(yīng)用還較少；另一方面沒(méi)有建立一套完善的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)體系。在美國(guó)，由于空氣懸架的普遍應(yīng)用，已經(jīng)成就了一批專門從事空氣懸架設(shè)計(jì)，制造的懸架專業(yè)公司。我國(guó)交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《營(yíng)運(yùn)客車類型劃分及等級(jí)評(píng)定》已經(jīng)規(guī)定，高級(jí)大中型客車要采用空氣懸架，但既沒(méi)有一家整車廠能獨(dú)立設(shè)計(jì)出空氣懸架并成功地應(yīng)用于整車，也沒(méi)有一家懸架專業(yè)公司能夠設(shè)計(jì)出并向市場(chǎng)提供成熟的空氣懸架產(chǎn)品。雖然我國(guó)加入WTO之后，汽車及零部件產(chǎn)業(yè)會(huì)全面融入全國(guó)經(jīng)濟(jì)一體化，汽車行業(yè)可以實(shí)現(xiàn)全球采購(gòu)，但是不能擁有懸架設(shè)計(jì)和制造的關(guān)鍵技術(shù)，整車的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力肯定會(huì)削弱。第一章我國(guó)懸架的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)1.1我國(guó)懸架的現(xiàn)狀與發(fā)展國(guó)內(nèi)汽車懸架彈簧生產(chǎn)企業(yè)160余家，遍布全國(guó)各地，具有規(guī)模的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)(生產(chǎn)規(guī)模在0.8萬(wàn)噸以上)約80余家。產(chǎn)品質(zhì)量水平已達(dá)到國(guó)外先進(jìn)國(guó)家90年代水平。大部分企業(yè)規(guī)模較小，生產(chǎn)集中度低，散亂差問(wèn)題較嚴(yán)重。其中真正形成大規(guī)模、大批量生產(chǎn)的企業(yè)為數(shù)不多，大多仍停留在簡(jiǎn)單生產(chǎn)工藝的水平上，產(chǎn)品成本較高，難以參與國(guó)際市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。國(guó)內(nèi)能夠生產(chǎn)高檔次汽車鋼板懸架彈簧的企業(yè)只有4家：一汽集團(tuán)遼陽(yáng)汽車彈簧廠、東風(fēng)汽車懸架彈簧有限公司、重慶紅巖汽車彈簧廠、山東汽車彈簧廠，他們都具有生產(chǎn)多種疊片簧、漸變剛度彈簧、少片變截面鋼板彈簧和雙曲率半徑及平直段的汽車鋼板彈簧的能力。國(guó)內(nèi)能夠同時(shí)生產(chǎn)客車、貨車、轎車懸架彈簧的廠家只有三個(gè)：一汽集團(tuán)遼陽(yáng)汽車彈簧廠、東風(fēng)汽車懸架彈簧有限公司、山東汽車彈簧廠。

在重卡領(lǐng)域，每家主機(jī)廠基本上都有自己的鋼板彈簧配套廠家，一汽解放重卡板簧懸架主要是由一汽集團(tuán)遼陽(yáng)汽車彈簧廠配套；東風(fēng)重卡板簧懸架主要由東風(fēng)汽車懸架彈簧有限公司配套；中國(guó)重汽板簧懸架主要由山東汽車彈簧廠配套，上汽依維柯紅巖板簧懸架主要由重慶紅巖汽車彈簧廠與重慶紅旗鋼板彈簧廠配套，江淮與華菱重卡板簧懸架主要由安徽安簧機(jī)械股份有限公司配套。

空氣懸架彈簧是一種運(yùn)用在高檔客車和重型載貨車上的懸架系統(tǒng)，是世界鋼板彈簧發(fā)展趨勢(shì)，空氣懸架簧的最終發(fā)展趨勢(shì)是不再需要或使用很少的彈簧扁鋼。空氣懸架在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)有70多年的發(fā)展歷史，二十世紀(jì)五十年代，空氣懸架彈簧開(kāi)始應(yīng)用在載重車、小轎車、大客車及鐵道車輛上。到六十年代，德國(guó)、美國(guó)等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家生產(chǎn)的大部分公共汽車中裝有了空氣彈簧懸架。

目前歐、美地區(qū)95%的客車、80%的貨車和40%的掛車都已使用空氣懸架系統(tǒng)，而我國(guó)仍處于起步階段，空氣懸架系統(tǒng)只應(yīng)用在一些豪華客車和少部分重型貨車和掛車上。雖然重汽HOWO-A7、東風(fēng)天龍、解放J6、華菱星凱馬等各廠家上市的新產(chǎn)品高配中都有空氣懸架，但僅是概念階段，真正被市場(chǎng)接受，實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)還需要一段時(shí)間。這主要與中國(guó)國(guó)情有關(guān)，國(guó)內(nèi)雖然治理超載超限力度不斷加強(qiáng)，但是用戶超載現(xiàn)象仍然比較嚴(yán)重，空氣懸架系統(tǒng)由于超載性不好，加之價(jià)格昂貴、國(guó)內(nèi)物流業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈、利潤(rùn)微薄，所以一直不被客戶接受，只能在精密儀器、電子設(shè)備等特殊貨物的運(yùn)輸中有所應(yīng)用。電子控制空氣懸架和橡膠懸架代表了目前汽車懸架系統(tǒng)的發(fā)展方向。在歐美汽車懸架的發(fā)展經(jīng)歷了“鋼板彈簧→氣囊復(fù)合式懸架→被動(dòng)全空氣懸架→主動(dòng)全空氣懸架(即ECAS系統(tǒng))或橡膠懸架”過(guò)程。在歐美，橡膠懸架和空氣懸架的價(jià)格相差不大，但是使用環(huán)境不同，空氣懸架不能超載，因此在牽引車上應(yīng)用廣泛；橡膠懸架適應(yīng)能力強(qiáng)，可用于超載環(huán)境，因此主要應(yīng)用在非公路用車或使用工況惡劣、對(duì)車輛載荷要求大的汽車上。目前ECAS系統(tǒng)在歐洲部分大客車上已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用，預(yù)計(jì)，隨著車輛控制技術(shù)的發(fā)展，ECAS空氣懸架系統(tǒng)將成為汽車懸架的一個(gè)發(fā)展方向。

雖然空氣懸架與橡膠懸架已經(jīng)在我國(guó)重卡領(lǐng)域引入多年，為什么到現(xiàn)在還沒(méi)有實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)呢？我認(rèn)為主要有以下原因：(1)國(guó)內(nèi)用戶超載超限現(xiàn)象嚴(yán)重。在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，國(guó)內(nèi)重卡用戶的營(yíng)運(yùn)模式都是以超載超限來(lái)創(chuàng)造利潤(rùn)，抑制了新型懸架的需求。從2005年開(kāi)始國(guó)家加大了治超治限的力度，計(jì)重收費(fèi)政策得到進(jìn)一步落實(shí)，現(xiàn)在全國(guó)90%以上的高速公路已經(jīng)開(kāi)始實(shí)行計(jì)重收費(fèi)，所以對(duì)于公路用車(如牽引車)來(lái)說(shuō)，已經(jīng)朝向輕量化、舒適性、經(jīng)濟(jì)性方向發(fā)展，目前空氣懸架已經(jīng)率先在某些運(yùn)輸特殊品(如精密儀器)的牽引車上引進(jìn)。

(2)購(gòu)買與維修費(fèi)用較高，維修不方便。國(guó)內(nèi)物流業(yè)利潤(rùn)較低，導(dǎo)致重卡用戶對(duì)價(jià)格敏感度高。雖然翰德森橡膠懸架超載能力強(qiáng)，但是價(jià)格昂貴、維修不方便，所以自卸車、攪拌車等工程車用戶更加青睞工藝成熟的板簧懸架。

(3)工藝、技術(shù)方面與還有一定的差距。重汽在展示HOWO-A7車的時(shí)候就有一輛是翰德森橡膠懸架，但是懸架底端的離地間隙僅為200mm，對(duì)于應(yīng)用在建筑工地、礦區(qū)的工程車來(lái)說(shuō)這個(gè)缺陷幾乎是致命的。由于橡膠懸架鑄件較多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，目前國(guó)內(nèi)的橡膠懸架也僅停留在概念階段。

雖然國(guó)內(nèi)新型懸架的引進(jìn)過(guò)程緩慢，但是在重型卡車技術(shù)發(fā)展方面，空氣彈簧懸架和橡膠懸架都代表著我國(guó)重卡懸架未來(lái)發(fā)展方向，主要原因有如下兩種:

(1)重卡行業(yè)發(fā)展的需要。隨著我國(guó)高等級(jí)公路的發(fā)展、運(yùn)輸量的增加、計(jì)重收費(fèi)政策的普及以及重卡用戶收入的提高，他們開(kāi)始對(duì)汽車的操縱穩(wěn)定性、平順性、舒適性和安全性提出了更高的要求，因此符合以上要求的新型懸架開(kāi)始為越來(lái)越多的用戶所關(guān)注；

(2)政策的鼓勵(lì)。由于空氣懸架與橡膠懸架具有自重輕、對(duì)道路的損壞程度低等特點(diǎn)，國(guó)家頒發(fā)的《道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值》(GB1589-2004)中，對(duì)裝有空氣懸架或橡膠懸架的車輛軸載質(zhì)量限值的規(guī)定，比裝板簧懸架的車輛軸載質(zhì)量提高15%。因此在政策層面國(guó)家也對(duì)新型懸架做了傾斜。

未來(lái)5～10年，隨著國(guó)內(nèi)汽車工業(yè)的發(fā)展，重卡技術(shù)的提升，空氣懸架與橡膠懸架必將會(huì)迎來(lái)一個(gè)快速發(fā)展期。

第二章汽車懸架系統(tǒng)的概述2.1懸架系統(tǒng)的組成與功能2.1.1懸架的概念懸架是車架（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成。它的功用是把路面作用于車輪上的垂直反力（之承力）、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，以保證車的正常行駛。懸架是汽車中的一個(gè)重要總成，它把車架與車輪彈性地聯(lián)系起來(lái)，關(guān)系到汽車的多種使用性能。從外表上看，轎車懸架僅是由一些桿、筒以及彈簧組成，但千萬(wàn)不要以為它很簡(jiǎn)單，相反轎車懸架是一個(gè)較難達(dá)到完美要求的汽車總成，這是因?yàn)閼壹芗纫獫M足汽車的舒適性要求，又要滿足其操縱穩(wěn)定性的要求，而這兩方面又是互相對(duì)立的。比如，為了取得良好的舒適性，需要大大緩沖汽車的震動(dòng)，這樣彈簧就要設(shè)計(jì)得軟些，但彈簧軟了卻容易使汽車發(fā)生剎車“點(diǎn)頭”、加速“抬頭”以及左右側(cè)傾嚴(yán)重的不良傾向，不利于汽車的轉(zhuǎn)向，容易導(dǎo)致汽車操縱不穩(wěn)定等。2.1.2懸架的組成現(xiàn)代汽車的懸架盡管有各種不同的結(jié)構(gòu)形式，但是一般都由彈性元件、減震器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分組成，個(gè)別結(jié)構(gòu)還有緩沖塊和橫向穩(wěn)定器等。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式，而現(xiàn)代轎車懸架多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，個(gè)別高級(jí)轎車則使用空氣彈簧。各元件功能：減震器功能:減振器是產(chǎn)生阻尼力的主要元件,其作用是迅速衰減汽車的振動(dòng),改善汽車的行駛平順性,增強(qiáng)車輪和地面的附著力.另外,減振器能夠降低車身部分的動(dòng)載荷,延長(zhǎng)汽車的使用壽命.目前在汽車上廣泛使用的減振器主要是筒式液力減振器,其結(jié)構(gòu)可分為雙筒式,單筒充氣式和雙筒充氣式三種。工作原理：在車輪上下跳過(guò)程中，減振器活塞在工作腔內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使減振器液體通過(guò)活塞上的節(jié)流孔，由于液體有一定的粘性和液體通過(guò)節(jié)流孔時(shí)與孔壁間產(chǎn)生摩擦，使動(dòng)能轉(zhuǎn)化成熱能散發(fā)到空氣中，從而達(dá)到衰減振動(dòng)功能。彈性元件功能：支撐垂直載荷,緩和和抑止不平路面引起的振動(dòng)和沖擊.彈性元件主要有鋼板彈簧，螺旋彈簧,扭桿彈簧,氣彈簧和橡膠彈簧等。原理：用具有彈性較高材料制成的零件，在車輪受到大的沖擊時(shí)，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為彈性勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái)，在車輪下跳或回復(fù)原行駛狀態(tài)時(shí)釋放出來(lái)。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用是傳遞力和力矩,同時(shí)兼起導(dǎo)向作用。在汽車的行駛過(guò)程當(dāng)中,能夠控制車輪的運(yùn)動(dòng)軌跡。在多數(shù)轎車和客車上，為了防止車身在轉(zhuǎn)向行駛等情況下發(fā)生過(guò)大的橫向傾斜，在懸架中還設(shè)有輔助彈性元件——橫向穩(wěn)定器。為限制彈簧的最大變形并防止彈簧直接撞擊車架，在貨車上鋪設(shè)有緩沖塊。在一些轎車上也設(shè)有緩沖塊，以限制懸架的最大變形。2.1.3懸架的作用汽車懸架盡管有各中不同的結(jié)構(gòu)形式，但一般都是由彈性元件，減震器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分組成。由于汽車行駛的路面不可能絕對(duì)平坦，路面作用于車輪上的垂直反力往往是沖擊性的，特別是在壞路面上告訴行駛時(shí)這種沖擊力將達(dá)到很大的數(shù)值。沖擊力傳到車身時(shí)，可能引起汽車機(jī)件的早期損壞；傳給乘員和貨物時(shí)，將使乘員感到極不舒適，貨物也可能受到損傷。為了緩和沖擊，在汽車行駛系中，除了采用彈性的充氣輪胎之外，將產(chǎn)生振動(dòng)。持續(xù)的振動(dòng)易使乘員感到不舒適和疲勞。故懸架系統(tǒng)還應(yīng)具有減振作用，以使振動(dòng)速度衰減，振幅速度減小，為此，在許多形式的懸架系統(tǒng)中都設(shè)有專門的減振器。懸架系統(tǒng)只要求具備上述各個(gè)功能，在結(jié)構(gòu)上并非一定要設(shè)置這些單獨(dú)的裝置，例如常見(jiàn)的鋼板彈簧，除了作為彈性元件起緩沖作用外，當(dāng)他在汽車上縱向安置，并且一端與車架做固定鉸鏈連接時(shí)，就可擔(dān)負(fù)起決定車輪運(yùn)動(dòng)軌跡的任務(wù)，因而就沒(méi)有必要再設(shè)置其它導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，此外，一般鋼板彈簧是多片疊成的，它本身即具有一定的減震能力，因而對(duì)減震要求不高時(shí)，在采用鋼板彈簧作為彈性元件的懸架系統(tǒng)中，就可以不裝減震器（一般中型貨車的后懸架和重型貨車懸架中都不裝減震器）。2.2懸架的分類汽車懸架的形式分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩種。2.2.1非獨(dú)立懸架非獨(dú)立懸架的車輪裝在一根整體車軸的兩端，當(dāng)一邊車輪跳動(dòng)時(shí)，影響另一側(cè)車輪也作相應(yīng)的跳動(dòng)，使整個(gè)車身振動(dòng)或傾斜，汽車的平穩(wěn)性和舒適性較差，但由于構(gòu)造較簡(jiǎn)單，承載力大，目前仍有部分轎車的后懸架采用這種型式。非獨(dú)立懸架根據(jù)彈性原件的不同可分為鋼板彈簧非獨(dú)立懸架、螺旋彈簧非獨(dú)立懸架、空氣彈簧非獨(dú)立懸架和油氣彈簧非獨(dú)立懸架。鋼板彈簧非獨(dú)立懸架鋼板彈簧被用做非獨(dú)立懸架的彈性元件，由于它兼起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，使得懸架系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。這種懸架廣泛用于貨車的前、后懸架中。SUV的后懸架也使用鋼板彈簧非獨(dú)立懸架。它中部用U型螺栓將鋼板彈簧固定在車橋上。懸架前端為固定鉸鏈，也叫死吊耳。它由鋼板彈簧銷釘將鋼板彈簧前端卷耳部與鋼板彈簧前支架連接在一起，前端卷耳孔中為減少摩損裝有襯套。后端卷耳通過(guò)鋼板彈簧吊耳銷與后端吊耳與吊耳架相連，后端可以自由擺動(dòng)，形成活動(dòng)吊耳。當(dāng)車架受到?jīng)_擊彈簧變形時(shí)兩卷耳之間的距離有變化的可能。螺旋彈簧非獨(dú)立懸架螺旋彈簧非獨(dú)立懸架是一種復(fù)合式懸架，裝有該類后懸架的轎車，其后橋的結(jié)構(gòu)形式對(duì)后懸架的剛度特性有重要影響。因?yàn)槁菪龔椈勺鳛閺椥栽荒艹惺艽怪陛d荷，所以其懸架系統(tǒng)要加設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和減振器。螺旋彈簧非獨(dú)立懸架是一種復(fù)合式懸架,裝有該類后懸架的轎車,其后橋的結(jié)構(gòu)形式對(duì)后懸架的剛度特性有重要影響。因?yàn)槁菪龔椈勺鳛閺椥栽?，只能承受垂直載荷，所以其懸架系統(tǒng)要加設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和減振器，因此螺旋彈簧一般只用于轎車后懸架?？諝鈴椈煞仟?dú)立懸架汽車在行駛時(shí)由于載荷和路面的變化，要求懸架剛度隨著變化。當(dāng)空車時(shí)車身被抬高，滿載時(shí)車身則被壓得很低，會(huì)出現(xiàn)撞擊緩沖塊的情況。因而對(duì)于不同類型汽車提出不同的要求，礦山及大型客車要求其空車與滿載時(shí)的車身高度變化不大；對(duì)于轎車要求在好路上降低車身高度，提高車速行駛；在壞路上提高車身，可以增大通過(guò)能力。因而要求車身高度隨使用要求可以調(diào)節(jié)?？諝鈴椈煞仟?dú)立懸架可以滿足要求?？諝鈴椈芍怀惺艽怪陛d荷，因而必加設(shè)減振器，其縱向力和橫向力及其力矩由懸架中的縱向推力桿和橫向推力桿來(lái)傳遞。油氣彈簧非獨(dú)立懸架大噸位的自卸汽車采用的油氣彈簧懸架與鋼板彈簧懸架相比有一下特點(diǎn)：油氣懸架具有變剛度特性，可保證汽車具有良好的形式平順性，特別是工地和礦山用車，其道路條件和裝載條件都很惡劣（用大型電鏟將礦石從空中往車箱里傾裝時(shí)，會(huì)產(chǎn)生很大的沖擊）。采用油氣懸架后，可顯著地緩和沖擊，減少顛簸，從而改善駕駛員的勞動(dòng)條件和提高平均車速；油氣彈簧縱向尺寸小，對(duì)整車總布置有力，有的自卸汽車采用了燭式獨(dú)立懸架，能使轉(zhuǎn)向輪偏角達(dá)45度，大大減小了汽車的轉(zhuǎn)向直徑；改變缸筒工作腔的油量和氣室的充氣壓力，可得到不同的變剛度特性，從而使油氣彈簧的主要部件可以在不同噸位的汽車上通用。基于以上特點(diǎn)，油氣懸架越來(lái)越廣泛地被應(yīng)用在大型礦用自卸汽車上。2.2.2獨(dú)立懸架獨(dú)立懸架的車軸分成兩段，每只車輪用螺旋彈簧獨(dú)立地安裝在車架(或車身)下面，當(dāng)一邊車輪發(fā)生跳動(dòng)時(shí)，另一邊車輪不受波及，汽車的平穩(wěn)性和舒適性好。但這種懸架構(gòu)造較復(fù)雜，承載力小。現(xiàn)代轎車前后懸架大都采用了獨(dú)立懸架，并已成為一種發(fā)展趨勢(shì)。獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)可分有燭式、麥弗遜式、連桿式等多種，其中燭式和麥克弗遜式形狀相似，兩者都是將螺旋彈簧與減振器組合在一起，但因結(jié)構(gòu)不同又有重大區(qū)別。燭式采用車輪沿主銷軸方向移動(dòng)的懸架形式，形狀似燭形而得名。特點(diǎn)是主銷位置和前輪定位角不隨車輪的上下跳動(dòng)而變化，有利于汽車的操縱性和穩(wěn)定性。麥克弗遜式是絞結(jié)式滑柱與下橫臂組成的懸架形式，減振器可兼做轉(zhuǎn)向主銷，轉(zhuǎn)向節(jié)可以繞著它轉(zhuǎn)動(dòng)。特點(diǎn)是主銷位置和前輪定位角隨車輪的上下跳動(dòng)而變化，這點(diǎn)與燭式懸架正好相反。這種懸架構(gòu)造簡(jiǎn)單，布置緊湊，前輪定位變化小，具有良好的行駛穩(wěn)定性。所以，目前轎車使用最多的獨(dú)立懸架是麥弗遜式懸架。第三章懸架設(shè)計(jì)流程3.1懸架設(shè)計(jì)流程概述懸架設(shè)計(jì)流程的步驟主要分一下幾種，如圖3-1所示。選擇懸架類型↓選擇參考車型↓收集整車數(shù)據(jù)資料↓導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)彈性元件設(shè)計(jì)減震器設(shè)計(jì)↓↓實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)仿真 圖3-1懸架設(shè)計(jì)流程3.2鋼板彈簧具體設(shè)計(jì)流程3.2.1鋼板彈簧式懸架種類和結(jié)構(gòu)汽車鋼板彈簧除了起彈性元件作用之外，還兼起導(dǎo)向作用，而多片彈簧片間磨擦還起系統(tǒng)阻尼作用。由于鋼板彈簧結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用維修、保養(yǎng)方便，長(zhǎng)期以來(lái)鋼板彈簧在汽車上得到廣泛應(yīng)用。目前汽車使用的鋼板彈簧常見(jiàn)的有以下幾種。①通多片鋼板彈簧，如圖3-2中a所示，這種彈簧主要用在載貨汽車和大型客車上，彈簧彈性特性如圖3-3中a所示，呈線性特性。②少片變截面鋼板彈簧，如圖3-2中b所示，為減少?gòu)椈少|(zhì)量，彈簧厚度沿長(zhǎng)度方向制成等厚，其彈性特性如一般多片鋼板彈簧一樣呈線性特性圖3-3中a。這種彈簧主要用于輕型貨車及大、中型載貨汽車前懸架。③兩級(jí)變剛度復(fù)式鋼板彈簧，如圖3-2中c所示，這種彈簧主要用于大、中型載貨汽車后懸架。彈性特性如圖3-3中b所示，為兩級(jí)變剛度特性，開(kāi)始時(shí)僅主簧起作用，當(dāng)載荷增加到某值時(shí)副簧與主簧共同起作用，彈性特性由兩條直線組成。④漸變剛度鋼板彈簧，如圖3-2中d所示，這種彈簧多用于輕型載貨汽車與廂式客車后懸架。副簧放在主簧之下，副簧隨汽車載荷變化逐漸起作用，彈簧特性呈非線性特性，如圖3-3中c所示。圖3-2鋼板彈簧圖3-3彈簧特性鋼板彈簧計(jì)算實(shí)質(zhì)上是在已知彈簧負(fù)荷情況下，根據(jù)汽車對(duì)懸架性能（頻率）要求，確定彈簧剛度，求出彈簧長(zhǎng)度、片寬、片厚、片數(shù)。并要求彈簧尺寸規(guī)格滿足彈簧的強(qiáng)度要求。3.2.2鋼板彈簧設(shè)計(jì)的已知參數(shù)1)彈簧負(fù)荷通常新車設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)整車布置給定的空、滿載軸載質(zhì)量減去估算的非簧載質(zhì)量，得到在每副彈簧上的承載質(zhì)量。一般將前、后軸，車輪，制動(dòng)鼓及轉(zhuǎn)向節(jié)、傳動(dòng)軸、轉(zhuǎn)向縱拉桿等總成視為非簧載質(zhì)量。如果鋼板彈簧布置在車橋上方，彈簧3/4的質(zhì)量為非簧載質(zhì)量，下置彈簧，1/4彈簧質(zhì)量為非簧載質(zhì)量。2)彈簧伸直長(zhǎng)度根據(jù)不同車型要求，由總布置給出彈簧伸直長(zhǎng)度的控制尺寸。在布置可能的情況下，盡量增加長(zhǎng)度，這主要是考慮以下幾個(gè)方面原因。①由于彈簧剛度與彈簧長(zhǎng)度的三次方成反比，因此從改善汽車平順性角度看，希望彈簧長(zhǎng)度長(zhǎng)些好。②在彈簧剛度相同情況