轿车麦弗逊式悬架设计【含CAD图纸、说明书】
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目 录摘要 Abstract 第一章 绪论1 1.1 课题的背景及研究意义1 1.2 国内外应用现状1 1.3 悬架技术新发展1 1.4 本文研究的问题2 第二章 悬架系统总述3 2.1 悬架的功用3 2.2 悬架的分类及特点3 2.2.1 非独立悬架分类4 2.2.2 独立悬架分类4 第三章 麦弗逊式悬架的设计要求和计算6 3.1 麦弗逊式悬架的设计要求6 3.2 麦弗逊式悬架主要参数的确定6 3.2.1 悬架的空间几何参数6 3.2.2 悬架频率的选择6 3.2.3 悬架的工作行程7 3.2.4 悬架的刚度计算7 3.3 导向机构的设计分析7 3.3.1 导向机构的设计要求：7 3.3.2 导向机构的布置参数8 3.3.3 导向机构的受力分析9 3.3.4 横臂轴线布置方式的选择10 3.3.5 横摆臂参数对车轮定位参数的影响10 3.4 螺旋弹簧的设计计算11 3.4.1 螺旋弹簧材料的选择11 3.4.2 螺旋弹簧的刚度计算11 II3.4.3 螺旋弹簧几何参数计算11 3.4.4 螺旋弹簧校核13 3.5 减振器的设计与选定13 3.5.1 减振器结构类型的选择13 3.5.2 相对阻尼系数15 3.5.3 减振器阻尼系数的确定15 3.5.4 减振器最大卸荷力 F0 的确定16 3.5.5 减震器工作缸直径 D 的确定16 第四章 结论18 参考文献19 谢辞20 摘要轿车麦弗逊式悬架设计摘 要悬架是汽车上非常重要的部件，它将车架（或车身）与车桥（或车轮）连接起来。他主要是为了传递作用在车轮和车架之间的力和扭矩，减少来自不平路面传给车架或车身的冲击力而产生的震动，以便于保证车辆行驶的平稳性。本文主要介绍了麦弗逊式悬架系统，根据某型轿车的主要性能参数，确定该车型麦弗逊式独立悬架的结构尺寸参数，在麦弗逊式悬架的设计过程中，分别对导向机构进行受力分析，设计并且计算了螺旋弹簧，对减振器进行设计与选型，并且最后利用 AutoCAD 软件画出所设计悬架的零件图以及装配图。 关键词：麦弗逊式悬架；导向机构；螺旋弹簧；减振器 IVAbstractThe design of Cars McPherson suspensionAbstractSuspension is a very important part in the cars,it links the chassis (or body) and axle (or tires).It is mainly to transfer the forces and torques which between the wheels and the body.Reduce the vibration,which generated by the impact force that rough road passed to.So that it can ensure the stability of the vehicle.This article is mainly introdeced the susoension system.According to the main performance parameters of one car,determince the structure size parameters of the cars McPherson independent suspension. At the process of designing McPherson suspension，we stress analysis for the guide means,design the springs,choose the shock absorber.Finally,draw the parts diagram and assembly drawings of the design suspension with AutoCAD.Keywords: McPherson Suspension; Guide means；Coil spring；Shock Absorber第一章 绪论第一章 绪论1.1 课题的背景及研究意义我国的经济水平正发展的越来越快，所以我们生活的水平也得到了显著的提高，汽车已变成我们生活当中不可或缺的东西。因此，汽车的舒适性、安全性、驾驶性等问题越来越受到人们的关注，汽车工业的需求也在不断的不断发展。 汽车悬架系统的好坏直接决定了汽车的舒适性、安全性、操纵性等因素。汽车的悬架系统由弹簧和减振器构成。悬架系统的功能是来支持车身以便于提高驾驶员及乘客舒适感，悬架设置的不同也会使驾驶员的驾驶体验不一样。悬架系统虽然表面上看起来比较简单，但是它却可以承受各种给汽车的作用力，它决定了汽车的稳定性，舒适性和安全性， 是现代汽车的关键组成部分之一。 作为保证汽车安全的主要结构，一直以来，汽车的行驶操控性和舒适性与其有着密切的联系，汽车的制造成本也受制于悬架结构的简单与复杂。一辆汽车想要保证舒适性和操控性都比较好的话，主要看的就是悬架设计的是否更加合理，这对汽车的制造厂家就是一个很大的技术考验。 麦弗逊独立悬架是一种构造简单、造价便宜、价格低廉、并且拥有广阔市场应用前景的悬挂系统之一。由于其体积小，适合小型车和中型车的使用，所以在丰田花冠、丰田 86、本田飞度、标致 307、别克君越的悬架，大众迈腾等都采用麦弗逊悬架。值得一提的是超级跑车保时捷 911 也采用了麦弗逊式悬架。足以证明这种悬挂有着广泛的适应性。 1.2 国内外应用现状 舒适是最重要的汽车的性能之一。汽车本身拥有的震动特性会影响汽车的舒适性，而悬架的固有震动特性又会影响到汽车的性能。因此，汽车舒适性主要由悬架影响。悬架作为保证汽车安全的主要部件的同时还起到了连接和传力的作用。 高速，高性能，舒适性，安全性和可靠性是当今世界汽车行业发展的方向，空气悬架弹簧是当今汽车发展的一大趋势，尤其是在大型客车和卡车。事实上，早在 20 世纪 50 年代，它就已经运用到各类车型上了。到了 60 年代，德国，美国等发达国家大部分公交车配备了主动空气悬架。 道路条件的变化，给车辆的悬架构造了使用的基本条件，并且对他有很大的促进作用。高速公路正在快速的发展中，无形中给道路增加了很多车辆以及对高性能客车的要求，对所有汽车的操纵稳定性，乘坐舒适性和安全性提出了比较高的要求。 1.3 悬架技术新发展由于现代人们对舒适性和操纵稳定性的需求,汽车工程领域更加注重对这一方面的重视与研究,目前已经是悬挂技术发展的趋势。 追述主动悬架控制技术,在很早的时候,是用“天棚”阻尼来控制的,它具有优越的控制性能，但是由于它是基于悬架速度的负反馈主动控制，无法实现在移动的汽车上。这种20方法由于计算的方法十分容易,已经在应用当中。然而随着科技技术的发展,现在社会已提出最优控制方案,与之前的“天棚”阻尼控制相比较而言,它提出更多变量纬度,能够处理更多特殊情况,控制效果也会更加稳定。 在自适应的控制方法中,它融合了适应悬架载荷和元件特性的变化、参数识别、自动调整控制的参数这三大特性,能够保持性能指标的最佳状态。大概20年前左右,人们广泛使用模糊控制方法在悬架控制中。 神经网络,顾名思义是由非常多的处理单元行程的系统，他就是非线性动力系统,它有学习适应性、数据融合和并行分布处理的特点，因此它在汽车悬挂的振动控制中的前景十分可观。 怎样才能具有较高的经济效益和社会效益呢？最有效的方法便是采用新型的电控研究手段，开发出一类控制效果好、低能耗、造价合理的汽车悬架系统,并且因为其特有的非线性特点，研究一套适宜的悬架系统电控技术是汽车悬架系统振动性能需要改进的方向。1.4 本文研究的问题本文主要研究某车麦弗逊式悬架的结构尺寸参数，设计其主要零部件并进行强度计算，对导向机构进行受力分析，并且运用 CATIA 和 AutoCAD 软件对悬架系统进行实体建模和零件图的绘制。 第二章 悬架系统总述第二章 悬架系统总述2.1 悬架的功用悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间弹性连接装置的总称。(1) 被用来传递车架与车桥之间产生的力和力矩。 (2）行驶在不平路面时，减少震动和冲击，以便于使车辆能够具有很好的行驶平顺性和操纵稳定性。 (3）能够很好的减少车身与车桥之间产生的振动。 对于汽车来说，悬挂系统的这些功用起到的作用是密切相关的。如果想要很快的减少振动和冲击，更舒服的乘坐，那么就需要降低悬架的刚度。但是降低了刚度，就意味着汽车的操纵稳定性也跟着降低了。所以需要寻找一个平衡点，既可以保证良好的操纵稳定性， 又可以保证汽车行驶的平稳性不受影响。 2.2 悬架的分类及特点汽车悬架可以分为两大类：非独立悬架和独立悬架 图 2.1 为非独立悬架，它由一根整体式的车桥连接了两侧的车轮，悬架将车轮和车桥连接在车架上。当汽车行驶在不平路面的时候，每当一侧车轮发生跳动，由于两侧车轮是连在一起的，那么另一侧的车轮也会随之摆动，所以我们称它非独立悬架。 图 2.1 非独立悬架图 2.2 为独立悬架，它的车桥分成两段，所以悬架能够将每一侧的车轮与车架（或车身）分别连接，这样的话两侧的车轮就可以各自独立，从而不会互相影响，所以我们把这种悬架称作独立悬架。 图 2.2 独立悬架2.2.1 非独立悬架分类1、钢板弹簧非独立悬架 在钢板弹簧非独立悬架中，它的弹性元件是钢板弹簧，并且它也被用来当作导向装置。某些比较重的商用车会把这种悬架用作前后悬架，并且一些乘用车的后悬架也经常会使用这种非独立悬架。 2、螺旋弹簧非独立悬架 图 2.3 钢板弹簧非独立悬架在螺旋弹簧非独立悬架中，它的弹性元件是螺旋弹簧，由于螺旋弹簧只可以承受垂直的载荷，那么这种悬架在使用过程中需要增加导向机构和减振器。 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. 压力调节器；10. 油水分离器图 2.4 空气弹簧非独立悬架空气弹簧非独立悬架的弹性元件使用了空气弹簧，它能使汽车在行驶过程中拥有良好的平顺性，但是它的结构比较复杂，通常在商用客车、火车和一些乘用车上使用。 2.2.2 独立悬架分类如今大部分汽车的前悬架都使用了独立悬架，其中，用的比较多的独立悬架要数双横臂独立悬架和麦弗逊式独立悬架了 1、双横臂独立悬架 双横臂独立悬架是指拥有两根横臂的悬架系统，他的减振器没有横向载荷，上端高度比较低，这样可以使车头降低，具有良好的操纵稳定性和舒适性。但是，双横臂独立悬架的结构较为复杂，而且成本高，占用空间会比较大。因此，该悬架一般不用在乘用车上。 。2、麦弗逊式独立悬架 图 2.5 双横臂独立前悬架如今很多轿车使用麦弗逊式独立悬架。麦弗逊式独立悬架主要包括减振器和螺旋弹簧。它将螺旋弹簧与引导车轮跳动的减振器装在一起。该悬架结构简单，响应速度比较快， 空间占用少，一般用在中低端轿车的前悬架。但是，它刚度娇小，所以导致稳定性不好， 转弯的时候侧倾较为明显，所以需要用很想稳定器来给它增加刚度。 图 2.6 麦弗逊式悬架第三章 麦弗逊式悬架的设计要求和计算第三章 麦弗逊式悬架的设计要求和计算3.1 麦弗逊式悬架的设计要求保证汽车有良好的行驶平顺性以及操纵稳定性是对一个麦弗逊式悬架最基本的设计要求，同事还要具备合适的衰减振动功能、良好的隔音性、紧凑的结构、尽量小的占用空间以及制动或加速时，需要使汽车的车身平稳，降低车身的纵向倾斜，当车辆进入弯道时， 需要保证车身的侧倾在合理的范围内。比较重要的是，悬架应该可以很好的传递力和力矩， 汽车的零部件应该轻，还必须要使悬架拥有足够的强度和使用寿命。这样才可以保证麦弗逊式悬架与汽车的多种使用性能完美配合。 3.2 麦弗逊式悬架主要参数的确定图 3.1 是麦弗逊式悬架的等效机构图，从图中可以看出麦弗逊式悬架的摆臂与转向节， 减振器上支点与车身均是通过转动副连接的，减振器承受来自螺旋弹簧的载荷。通过下图的等效机构图，我们可以很方便地分析麦弗逊式悬架，并且对分析结果不会造成影响。 图 3.1 麦弗逊悬架的等效机构图1. 车身；2.螺旋弹簧；3.减振器上体；4.转向节总成；5.转向横拉杆；6.转向齿条；7.下摆臂；7.车轮总成3.2.1 悬架的空间几何参数表 3.1 是某车的总体参数。 表 3.1总长（mm） 3618 总宽(mm) 1563 总高(mm) 1533 轴距 L(mm) 2335 前后轮距(mm) 1360/1355 整车整备质量（kg） 1270 轮胎 205/55 R16 驱动型式 前置前驱 3.2.2 悬架频率的选择 不同的汽车对平稳性的需求不一样。一般家用的小轿车对平稳性的要求比较高，接下来的是大客车，载货车对平顺性的要求更低。对于一些普通的轿车来说，前悬架偏频要求是在 1.00Hz 到 1.45Hz 之间，后悬架则要求在 1.17Hz 到 1.58Hz 之间。理论上来说，越是高级的轿车，悬架的偏频就越小。所以一些高级轿车前悬架偏频要求在 0.801.15Hz，后悬架偏频要求在 0.981.30Hz。根据本次设计的悬架，选择偏频为 1.2Hz。 3.2.3 悬架的工作行程静挠度加上动挠度组成了悬架的工作行程 5由公式 n=，（ f c 悬架的静挠度） （3-1） f得悬架静挠度：c= ( 5 )2 =12174mm 则动挠度：fd = (0.5 - 0.7)fc （3-2） 取fd= 0.5 ， fc= 0.5 174= 87mm 为了使悬架拥有更好的平稳性，我们需要减少偏频，因此悬架就要做的软一些，可是在一定的负荷下，变形量就会增加。所以，悬架的工作行程应该大于 160mm。 f d + fc= 174 + 87= 261mm 160mm ，设计合理 3.2.4 悬架的刚度计算 所设计悬架的轿车参数满载重量m =920kg ，簧上重量m =870kg ；簧下重量m = 50kg 。 已知前置前驱的轿车空载时前轴载荷为 56%66%，满载时前轴载荷为 47%60%。 m空载前轴单轮轴荷取 60%：1= 870 60%2= 261kg m满载前轴单轮轴荷取 50%：2个人是 60kg）。 = (870 + 5 60) 50%2= 293kg （车上有 5 个人，体重每悬架刚度： C = F满载 = FW2930= 16.9N/ mm fcfc1743.3 导向机构的设计分析3.3.1 导向机构的设计要求：1) 当悬架的负荷产生变动的时候，要将轮距的变动控制4mm 以内，不然会导致轮胎过快地损坏。 2）当悬架的负荷产生变动的时候，前轮的定位参数可以有可控的变动，而且不能出现汽车轮子发生纵向加速度的现象。 3) 当汽车拐入弯道的时候，应该尽可能的减少车架的侧倾角。在横向加速度的作用下， 车辆整体的倾斜角度应不大于6到7 ，最好要使汽车轮子和车架向一个相同的地方倾斜，这样子可以避免转向不足。 4) 当汽车需要刹车的时候，应使车身不会向前俯冲；当车辆加速时，还要拥有防止后仰的作用。 3.3.2 导向机构的布置参数1、侧倾中心 麦弗逊式悬架的侧倾中心可以用图 3.2 的方法求到。悬架和车架相交于点 E，做一条垂直于 E 的直线，将下横臂线延长。两条线会相交于一点，为点 P。车轮与地面的点为 N， 连接 P 点和 N 点，W 点就是麦弗逊式悬架的侧倾中心。 图 3.2 麦弗逊式悬架的侧倾中心数据为：a = 2o , b = 2o ，s = 30o ，麦弗逊式悬架的侧倾中心高 hw 为 rs = 150mm ， c + o = 800mm ， d =300mm ，h = B1w2hpk cos b + d tan s + rs(3-3)c + ok = sin (a + b ) =800sin (2o + 2o )= 11468.5mmhp = k sin b + d = 11468.5sin 2o + 300 = 700.2mm代入式子 3-3 得 h = B1w2hpk cos b + d tan s + rs= 775700.211468.5cos 2o + 300 tan 30o + 150= 46mm由于前悬架的侧倾中心高度要受轮距变化限制，而且不能超过 150mm。 此外，前轮前驱的汽车，前车桥由于是驱动桥，因此负荷会大，所以应该减少前轮的负载变动。所以，麦弗逊式独立悬架的侧倾中心 hw 范围在0120mm 。 本设计的悬架侧倾中心 hw 为 46mm，所以满足需求。2、纵倾中心 麦弗逊式悬架的纵倾中心可以由图3.3方法得到，过E点作垂线，过G点的摆臂平行线， 相交于一点，就是纵倾中心O，如图。3.3.3 导向机构的受力分析图 3.3 麦弗逊式悬架的纵倾中心图 3.4 麦弗逊式悬架受力简图由图 a 可以清楚地看到，横向力F 3 作用在导向套上。 F3 =F1 ad(c + b)(d - c)(3-4)式中， F1 是F 与簧下质量之差的一半。 如果F3 越大，那么F3f 也会越大，这会直接影响到汽车的平稳性。因此，需要在导向套和活塞表面用减摩材料和一些特殊的工艺来减少摩擦力。通过 3-4 可以发现，尺寸 c+b 越大，力F3 越小；如果减小尺寸 a，力F3 也会变小。若是增加 c+b 的尺寸，那么悬架的占用空间会变大，从而会很难布置。因此，使减振器的轴线固定，把点 G 往外移到车轮里面，那么，可以减小 a 的尺寸，提高刹车的稳定性能。 3.3.4 横臂轴线布置方式的选择麦弗逊式独立悬架横向臂的轴线和主销后倾角的匹配，会对车辆的纵向倾斜的稳定造成影响。如图3.5，在车辆的纵向平面内，点O是车架在悬架作用下跳动的运动顺心。当下摆臂的抗俯角与主销后倾角相同，此时的横向臂的轴线恰好垂直于主销的轴线。这个时候， 产生的运动顺心在很远的地方相交，每当麦弗逊式独立悬架跳动，主销轴线也会随之移动。主销后倾角始终一样。 当运动瞬心在抗俯角和后倾角在轮子后面相交的时候，麦弗逊式独立悬架压缩行程中，主销后倾角变大。 反之，当运动瞬心在抗俯角和后倾角在轮子前面相交的时候，麦弗逊式独立悬架压缩行程中，注销后倾角反而会变小。 一般设计麦弗逊式独立悬架的时候，需要考虑到设计出的悬架要使车辆在刹车过程中，汽车的纵向倾斜小，所以一般要把注销后倾角取的稍微大一些。这时候，运动瞬心应该在轮子的后面相交，这样才可以保证设计出的悬架可以使汽车刹车时的纵向倾斜尽量小。 图 3.5 角变化3.3.5 横摆臂参数对车轮定位参数的影响图3.6是麦弗逊式悬架的运动特性。在图中，显示的是下横臂取不一样值的时候悬架的运动特性，当下横臂取的比较长，曲线会变得平稳，也就是说当车轮跳动的时候，轮距的变化比较小，可以使轮胎使用的时间变长。 图 3.6 麦弗逊式悬架的运动特性此外，悬架的主销内倾角、车轮外倾角以及主销后倾角曲线差不多，由此可以说明， 当摆臂取的越长，前轮的定位角度变化就会越平稳，这样做可以提高车辆控制的稳定性。 所以在设计悬挂的时候，应当使横臂的长度变大，但是必须要满足装配需求。 3.4 螺旋弹簧的设计计算3.4.1 螺旋弹簧材料的选择螺旋弹簧是目前悬架上应用比较多的一种弹性元件，它结构紧凑，制造容易，而却具有高比能容量，所以一般轿车悬架上用的比较多。根据螺旋弹簧在车辆工作时的受力特点， 我们选用60Si2MnA材料。 3.4.2 螺旋弹簧的刚度计算由于有导向机构，那么悬架刚度C 与弹簧刚度CS 是不相等的，所不同的是，该悬架的刚度C 是车轮的单位偏转所需要的力；但是弹簧刚度CS 只是弹簧本身的力。 麦弗逊独立悬架的悬架刚度C 的计算方法： 选定下摆臂长： EH高度为430.5mm 。 = 284 mm；半轮距： B= 680mm ；减震器放置角度： =9， （3-5） 其中：C 悬架刚度；CS 弹簧刚度。 已知u=1393mm，p=1565mm，=16，=24 C得：SC= U cos d / Pcos b= 19.5N/ m 3.4.3 螺旋弹簧几何参数计算基于最大的力和弹簧的相应变形来设计。 1、弹簧的材料许用应力 材料的性能参数在表 3.2 中。 表 3.2 60Si2MnA 性能参数许用应力 48kgf/ mm2许用剪切力 100kgf/ mm2剪切模量 8000kgf/ mm2弹性模量 2000mp强度范围 45-50 HRC2、弹簧旋绕比C的选定 如果弹簧的旋绕比取的比较小的时候，那么制造弹簧的时候会发生一些麻烦，通常来说，弹簧旋绕比的取值范围在4到8之间，本次设计中选择8。 3、钢丝的直径d 曲率系数K 的公式为： K = 4c -1 + 0.615 = 1.18 (3-6) 4c - 4c i = 8 pck = 704.01MPa (3-7) p d 2d1.596，选 d=10 mm 4、弹簧中经 D2 的选择 D2=cd=810=80 mm (3-8) 选择 D2=92 5、弹簧圈数 n 的选择 =Gd 4ksn4.9 选择 n=6 圈 （3-9） 28D3两段的支撑圈选择 0.75 那么弹簧圈数为：N1=n+n2=7.5 6、弹簧的工作极限变形 Fj1.12F=1.120.173=0.194 工作极限载荷 PjP Fj = 5.51103 N F7、弹簧的几何尺寸 节距 t：t=d+F/n+ d =33 自由高度 Ho：Ho=nt+1.5d=279.4 取 Ho=280 mm 螺旋角a ：a = arctant= 6.67 （3-10） 外径 D=D2+d=102 mm nD2然后原始弹簧座的尺寸也需要改变内径 D1 =D2-d=92-10=82 3.4.4 螺旋弹簧校核1、弹簧刚度校核 =Gd 4弹簧刚度CS ：C S （3-11） 3将数据代入算得：C S8Dm=iGd 43= 16.7 N/mm 所以刚度合适 8D m i2、螺旋弹簧参数汇总： 表 3.3 螺旋弹簧的参数自由高度 Ho 280 mm弹簧圈数 n 7.5 圈螺旋角 6.7 度内 径 D1 82mm外 径 D 102mm节 距 t 33mm为了提高在安装弹簧后的受力情况，需要把螺旋弹簧的两段整平，粗糙度选择 Ra3.2。 3.5 减振器的设计与选定3.5.1 减振器结构类型的选择悬架振动会产生一些能量，减振器先将能量吸收，然后把它变成热能并发散掉，以此来降低悬架的振动。减振器通常来说可以被分成两种类型，它们是摩擦式减振器以及液力减震器。由于相对运动的速度越高库仑摩擦力越小，而且会被油，水等液体影响，所以不具有平顺性。尽管它轻便，成本低，容易调整，可是现在已经没有车辆再使用这种减振器了。直到1901年，液力减振器才被发现，筒式和摇臂式是液力减振的两种机构形式。筒式减振器一般有双筒式、单筒充气式和双筒充气式。筒式减振器只有摆臂式的一半重，又制造方便，工作时效长，因而为现代汽车所青睐。 双筒式液力减振器 图4.1显示的是双筒式液力减振器的工作原理。在图中，A是工作腔，C是补偿腔，阀系连接工作腔和补偿腔。当车辆行驶时，轮子会上下地窜动，1活塞会在A里面上上下下地运动，这时候动能将会变成热能而散发，因为上下运动的过程中会使减振器液在各个阀体上的阻尼孔流过。当悬架压缩的时候，汽车车轮会向上窜动，这时候1是往下运动的，油液从流到工作腔里，由于9会占用了一些空间，所以必定有少数油液通过进入C;当悬架伸张时，汽车车轮会向下窜动，这时候1是向上运动的，A里的压力会增大，当油液通过流到下腔，这时会产生比较多的伸张阻尼力，另外一些油液从6流到C，同理，必定有少数油液通过流到A的下腔。减振器工作时会所产生一些热量，这时候3可以将这些热量发散。减振器在工作过程中产生的温度非常高，一般是120，更有甚者会达到200的高温。所以它的油液最好不要加太多，但至少要到缸筒长度一半，这是为了扩大温度升高后油液膨胀的空间，油液高度也应满足最低要求，以免空气进入A，如果有空气进入，那将会使油液乳化，从而对减振器的工作性能造成一些影响。 图 4.1 双筒式减振器工作原理图1-活塞；2-工作缸筒；3-贮油缸筒；4-底阀座；5-导向座；6-回流孔活塞杆；7-油封；8-防尘罩；9-活塞杆双筒充气式减振器对于阀的响应略微敏感，即便她现在的振幅还不是很大，就算汽车在道路不平的路上行驶，它也能很好的改善路上的阻尼特性，同时它还可以提高车辆行驶时的平稳性，并且损失了气压的时候，双筒充气式减振器还是可以将振动减少。 图 4.2 双筒充气式减振器用于麦克弗逊悬架时的结构图1-六方;2-盖板;3-导向座;4-贮油缸筒;5-补偿腔;6-活塞杆;7-弹簧托架;8-限位块;9-压缩阀;10-密封环;11-阀片;12-活塞紧固螺母;13-活塞杆小端;14-底阀3.5.2 相对阻尼系数相对阻尼系数的含义是：当悬挂系统的刚度C 和簧上质量Ms均不相同，挡减振器的相对阻尼系数发生变化时，所产生的阻尼效果也会变得不一样。当值比较大时，能够快速地减少振动，与此同时会把路面冲击力传送到车架上；当值小，正相反。一般来说， 悬架系统在压缩行程的时候，y应该小一点，在伸张行程的时候s应该大一点。y应该买组如下的关系式： y =（0.250.50 ）s 。 在本次设计中，由于麦弗逊式独立悬架的弹性元件是螺旋弹簧，那么 取 = 0.3，则：（s + 0.5）/2 = 0.3 得到答案：s= 0.4 ，y= 0.2 3.5.3 减振器阻尼系数d 的确定d 的公式是： d= 2y。由于w =cms所以： d = 2ym w 。如果根据图 4.3 的方法s 布置减振器，那么d 为： sd = 2ym wb 2a 2 cos 2 a （4-1） 所以n =，得： w =图 4.3 减震器的布置= 2pn SSC 为： C = 412 3.142 292.5 = 11535.73 所以： w = 6.3Hz ， a / b = 0.8,a = 14 这时候： m2 = 292.5 kg， 1212最终：d = 2 0.3 292.58.23 0.948 0.9703 = 1640N s / m （4-2） 3.5.4 减振器最大卸荷力F0 的确定当减振器的活塞振动频率达到某一特定数值的时候，减振器自行打开泄压阀，这样就可以使传到车架的冲击力减少。此刻活塞的速度就是卸荷速度Vx ： Vx = Awa cosa / b (4-3) Vx 的取值范围一般在0.15 0.3m/s ，式中：A 取 40mm 。 将数值代入，得：Vx = 0.048.23 0.948cos16 = 0.3m / s Vx 符合要求 根据最大卸荷力公式： F0= cdVx （ c：冲击载荷系数） 取c = 1.5 ；得： F0 = 1.81640 0.3 = 885.6N 3.5.5 减振器工作缸直径 D 的确定工作缸直径 D 的公式为：D=(4-4) 在公式中， P的取值范围在3Mpa 4Mpa之间,本次设计选择P =3Mpa ； l 的取值范围在0.4 0.5，取 =0.4 。 所以： D = 21.16mm (4-5) 根据标准来选取的减振器参数为： D= 30mm，S =240mm，L= 110mm，则： LminLmax= L + S = 240 +110 = 350mm = Lmin + S = 350 + 240 = 590mm 所以选取DC= 45mm ，壁厚为2.6mm 。 第四章 结论第四章 结论1 通过对麦弗逊式悬架的研究，提出了比较可行的设计思路，对各部件进行设计，在满足悬架刚度的条件下，对麦弗逊式悬架进行了简化。 2 本文主要设计了麦弗逊式悬架的螺旋弹簧和减振器，并且对导向机构进行了受力分析
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