双横臂独立悬架设计

摘要

双横臂式独立悬架，是一种车轮在汽车横向平面内摆动的独立悬架，这种独立悬架被广泛应用在轿车前轮上。

双横臂式独立悬架按上、下横臂是否等长，又分为等长双横臂式和不等长双横臂式两种悬架。等长双横臂式悬架在车轮上下跳动时，能保持主销倾角不变，但轮距变化大(与单横臂式相类似)，造成轮胎磨损严重，现已很少用。对于不等长双横臂式悬架，只要适当选择、优化上下横臂的长度，并通过合理的布置，就可以使轮距及前轮定位参数变化均在可接受的限定范围内，这种结构有利于减少轮胎磨损，提高汽车行驶平顺性和方向稳定性，保证汽车具有良好的行驶稳定性。目前不等长双横臂式悬架已广泛应用在轿车的前后悬架上，部分运动型轿车及赛车的后轮也采用这一悬架结构。

本次课题设计根据悬架系统设计的基本要求和给定的参数，完成了双横臂独立悬架的设计。

关键词: 汽车；双横臂独立悬架；螺旋弹簧；减振器

The design of double-wishbone independent suspension

Abstract

Double wishbone-type independent suspension, of which the wheels swing in a horizontal plane in the car, an independent suspension that has been widely used in cars on the front.

Double wishbone-type independent suspension in accordance with the upper and lower arm length, etc. are also divided into equal length double wishbone and a long range two-type double wishbone suspension. Such as long double wishbone suspension in the wheel up and down beat, the kingpin inclination to maintain the same, but changes in Tread large (with a single arm is similar), resulting in severe tire wear, is now seldom used. The length double wishbone suspension, as long as the appropriate choice, to optimize the length of upper and lower arm, and a reasonable layout, you can make Tread and the front wheel alignment parameters are within acceptable limits the scope of this structure helps to reduce tire wear and improve vehicle ride comfort and directional stability, and ensure the car has a good driving stability. The current length double wishbone suspension has been widely used in the front and rear suspension cars, some sports and racing cars of the rear wheel is also used in this suspension structure.

The subject of the design of suspension system design complete a double wishbone- independent suspension design in accordance with the basic requirements and the given parameters .

Keywords: Vehicle; Double-wishbone suspension; Coil spring; Shock absorbers

目录

摘要 .................................................................................................................................................................... I Abstract ........................................................................................................................................................ II 绪论 ................................................................................................................................................................... 1 第一章 悬架概述 ...................................................................................................................................... 2

1.1 悬架设计的要求 ...................................................................................................................... 3 1.2 悬架对汽车性能的影响 ...................................................................................................... 3

1.2.1 悬架对汽车行驶平顺性的影响 .......................................................................... 3 1.2.2 悬架对汽车行驶稳定性的影响 .......................................................................... 5

第二章 独立悬架及弹性元件的结构形式与分析 ................................................................. 7

2.1 独立悬架的结构型式与分析 ........................................................................................... 7 2.2 弹性元件的特定分析比较 ................................................................................................. 8 第三章 螺旋弹簧悬架设计 ............................................................................................................... 10

3.1 悬架基本参数的选定 ......................................................................................................... 10

3.1.1 悬架静挠度 ................................................................................................................... 10 3.1.2 上下横臂长度的确定 ..............................................................................................11 3.1.3 簧载质量的确定 .........................................................................................................11 3.1.4 其他参数的确定 .........................................................................................................11 3.2 螺旋弹簧的选择 .................................................................................................................... 12 3.3 减振器的选择 ......................................................................................................................... 14

3.3.1 减振器类型的选择 ................................................................................................... 14 3.3.2 减振器主要参数的选择 ........................................................................................ 15

3.4 接头 .............................................................................................................................................. 17 谢辞 ................................................................................................................................................................. 19 参考文献 ...................................................................................................................................................... 20 附录A外文翻译-原文部分 ............................................................................................................... 21 附录B 外文翻译-译文部分 ............................................................................................................. 33 附录C 实体图........................................................................................................................................... 43

绪论

随着社会经济和物质文化生活水平的提高，人们对汽车行驶的平顺性、操纵稳定性及安全性提出了愈来愈高的要求。汽车的悬架系统对以上三种性能有着最直接、最重要的影响。分析悬架对汽车性能的影响并合理确定悬架系统的性能及结构参数，从而获得最优的行驶性能是汽车生产厂普遍关心的重要课题。汽车工业发展到现在已有百年历史，人们利用各种先进的手段对其进行了理论分析和实践验证。本文在进行悬架系统的设计时，首先应根据整车平顺性和操纵稳定性的要求，确定前悬架的性能参数(刚度和阻尼)，然后进行结构设计。

悬架对汽车的平顺性和操纵稳定性都具有重要的影响。未来满足汽车具有良好的行驶平顺性，要求由簧上质量和弹性元件组成的振动系统的固有频率应在合适的频段，并尽可能低。前后悬架频率匹配应合理；对轿车，要求前悬架的固有频率低于后悬架的固有频率，还要尽量避免悬架碰到车身(或车架)。在簧上质量变化的情况下，车身高度变化要小，因此，应采用非线性弹性特性悬架。

汽车在不平的路面上行驶，由于悬架的弹性作用，使汽车发生垂直振动。为了迅速衰减这一振动和抑制车身、车轮的共振，减小车轮的振幅，悬架应装有减振器，并使之具有合理的阻尼。利用减振器的阻尼的作用，使汽车的振动振幅连续减小，直至振动停止。

悬架根据其导向机构的不同可分为非独立悬架和独立悬架，独立悬架的车桥都做成断开的，两侧的车轮分别独立地与车架或车身弹性连接。其中独立悬架又分为多种类型，主要包括：单横臂式独立悬架、双横臂式独立悬架、单纵臂式独立悬架、双纵臂式独立悬架、烛式悬架、麦弗逊式悬架、单斜臂式独立悬架以及近些年来刚推出的多连杆式独立悬架；高档车上有的还应用了主动悬架。

双横臂独立悬架是独立悬架中一种比较典型的结构形式。在本田奥德赛、雅阁前悬、奔腾前悬、马自达六前悬和瑞风商务车前悬上均使用了这种悬架。按照上、下横臂的长短可分为等长和不等长两种。等长双横臂悬架在其车轮上下跳动时，虽然可以保持主销的倾角和车轮外倾角不变，但是轮距变化大，导致轮胎的磨损严重，现在已经很少采用；不等长双横臂独立悬架只要合理的选择结构参数和适当地布置，就可以将轮距和前轮的定位参数变化限制在一定的范围之内，保证良好的行驶稳定性，故这种形式的独立悬架在现代高级轿车中得到了广泛的应用。