载货汽车前空气悬架的结构设计【3张CAD图纸+毕业论文】

载货汽车前空气悬架的结构设计

31页 9800字数+说明书+任务书+答辩稿+外文翻译+3张CAD图纸【详情如下】

任务书.doc

减振器与轴联接.dwg

外文翻译--电子系统-其他辅助设备的缺点和问题.doc

空气弹簧.dwg

联接.dwg

载货汽车前空气悬架总成的设计论文.doc

载货汽车前空气悬架的结构设计答辩稿.ppt

载货汽车前空气悬架总成的设计

摘要

悬架是汽车的重要组成部分。它对汽车的行驶平顺性、乘坐舒适性以及操纵稳定性等多种使用性能都有很大影响。随着汽车速度的提高对汽车悬架的性能提出了越来越高的要求。而空气弹簧悬架具有自振频率低、动载荷小、通过性好、使用寿命长等优点，能提高汽车的速度，乘坐舒适性，减少汽车对路面的破坏。所以越来越受到汽车制造商和汽车研究人员的关注。目前国外高级大客车几乎全部使用了空气悬架,这是汽车悬架发展的趋势,有着广阔的市场前景和应用前景。

本文概括的介绍了空气悬架的发展历程、使用现状和应用前景及其在国内外的使用情况。在原有的CA1160P4K2L5车型基础上，根据给出的基本结构和性能参数来设计计算载货汽车前空气悬架。为了减小冲击采用弹性元件，此弹性元件为钢板弹簧与空气弹簧相结合的结构。为了传递除弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩采用导向机构，此导向机构的功能是通过纵置钢板弹簧来实现的。为了使振动衰减采用双向作用筒式减振器。

关键词 空气悬架；空气弹簧；钢板弹簧；减振器

The Unitized Design of Motor Trucks’ Front Air Suspension

Abstract

Supension is an important part of vehicle,it greatly impacts vehicle’s performances,such as ride comfort control stabilization ,etc.With the improvement of vehicle’s speed,we need that more and more improvements on suspension’s performance load is low,the life-span is long.Now that the air spring suspension takes on many virtues,for example,its stiffness is variable and vibration frequency is dynamic,more and more engineers pay attention to studying this kind of suspension.At the present time,foreign grand buses are almost equipped with air suspension.The air suspension begins to be the trend of the suspension, it has broad market prospect and potential application.

This thesis talks about the air suspension’s development track application actuality.It expatiates the main body and purport of the thesis.Base on the  configuration and parameters of CA1160P4K2L5,I design the motor truck’s front air suspension’s structure.In order to diminish shock,the elastic elements are both the steel leaf spring and the air spring.Furthermore in order to transitive different kinds of force and moment except the vertical force of the elastic elements,the steel leaf spring is used as guide mechanism.The bilateral sausage type shock absorber make the vibrate attenuation.

Key words  air spring suspension ,air spring ,steel leaf spring ,shock absorber

目  录

摘要I

AbstractII

第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 国外空气悬架的发展1

1.3 我国空气悬架的现状2

1.4 空气悬架的优缺点3

1.4.1 空气悬架的优点3

1.4.2 空气悬架的缺点4

1.5 本文研究内容4

第2章 载货汽车前空气悬架的结构设计5

2.1 前空气悬架的主要参数5

2.1.1 主要参数5

2.1.2 载荷分配的复合计算7

2.2 弹性元件的设计8

2.2.1 空气弹簧8

2.2.2 钢板弹簧13

2.3 导向机构的设计20

2.4 本章小结21

第3章 减振器的设计22

3.1 概述22

3.2 设计计算22

3.2.1 减振器阻尼系数的确定22

3.2.2 最大卸荷力的确定23

3.2.3 筒式减振器工作缸直径的确定23

3.3 减振器螺栓的校核24

3.3.1 减振器螺栓24

3.3.2 减振器与车架连接的螺栓24

3.4 本章小结24

结论25

致谢26

参考文献27

1.3 我国空气悬架的现状

空气悬架在我国的应用落后于国外几十年，直到上世纪90年代初期才开始在原装引进车型上使用。目前我国拥有空气悬架项目的公司为数众多，但以具有代理性质而无实际设计能力的公司居多。我国长春汽车研究所早在1957年就开始了空气悬架技术的研究，不少高校的相关专家及研究机构多年来也做了大量卓有成效的工作，并取得了许多重要研究成果。但是由于种种原因，这些研究成果大多还停留在理论上，产业转化率非常低，导致许多有价值的研究没能继续坚持和深入下去，使我国汽车悬架技术的研究和应用与欧美等发达国家相比处于明显的落后地位。

我国公路条件的改善为汽车空气悬架创造了基本的使用条件。国内高速公路的发展对汽车的操纵稳定性、平顺性、安全性提出了更高的要求，对国内空气悬架市场产生了很大的促进作用。随着道路保护意识的加强，高档客车制造技术的引进以及人们对舒适性要求的提高，加上国家对客车等级划分的标准要求，空气悬架开始逐步应用起来。此外，重型汽车对路面破坏机理的研究及认识进一步加深、政府对高速公路养护的重视、限制超载逐步在国内各地受到重视等因素，使空气悬架在重型车市场的应用也将进一步扩大。为适应高速公路运输的需要，高级客车和大型载货车都必须使用空气悬架。汽车市场的快速发展将大大拉动空气悬架的需求增长[2]。

1.4 空气悬架的优缺点

1.4.1 空气悬架的优点

随着人们对乘坐舒适性要求的提高，与钢板弹簧悬架相比，空气弹簧悬架因其独特的性能和适应性，正在逐步打入传统的钢板和螺旋弹簧领域。空气悬架系统是以空气弹簧为弹性元件，利用气体的可压缩性实现其弹性作用的。通过压缩气体的气压能够随载荷和道路条件变化而进行自动调节，不论满载还是空载，整车高度不会变化，可以大大提高乘坐的舒适性。

空气弹簧的运动性能特点是：

(1)空气弹簧悬架的固有频率可以根据需要而适当改变；

(2)空气弹簧的特性曲线可以设计成理想的形状；

(3)空气弹簧对于高频振动的吸收和隔音性能好；

(4)空气弹簧悬架能保持车身高度不变；

(5)空气弹簧的通用性好；

(6)空气弹簧悬架能节约大量的弹簧钢；

(7)空气弹簧可以利用空气阻尼作用；

(8)空气弹簧的强度高；

(9)空气弹簧寿命长。

这些特点决定了空气悬架具有以下优点：

(1)高频振动隔断性较好，降低噪声。由于采用空气弹簧将地面振动传递给车身，故高频隔振性相对于钢板弹簧较小并降低噪声；

(2)乘坐更舒适安全,改善车辆的行驶平顺性。空气弹簧刚度小，振动频率低，空气弹簧弹性特性为非线性，即刚度随载荷的变化小，整车空载与满载频率相差较小，从而有效改善整车平顺性；

(3)延长轮胎和制动片的使用寿命；

(4)负载变化时整车高度始终保持不变,装有高度调整机构的空气悬架系统，整车高度在不同载荷时保持不变。用在箱式货车上，可以在法规限制内相应增加货箱高度；

(5)减少电气、空调、排气系统、车桥、车身和底盘的维修成本,减少对道路的冲击，保护路面，降低高速公路的维修费用,空气弹簧本身也不需维护和润滑；

(6)利用空气控制，可以实现多种功能。尤其采用电子控制空气悬架系统ECAS，可以实现不同整车高度的转换，以适用于不同的行驶状况，或便于货物的装卸；也可根据不同的使用情况，实现不同的载荷分配方式等功能；

(7)延长车辆的使用寿命并增加折旧值[3]。

1.4.2 空气悬架的缺点

(1)需要导向机构  由于空气弹簧只能承受纵向力，而不能传递纵向的制动力、驱动力和侧向力，所以使用空气弹簧的悬架需要相应的导向机构。

(2)增大减振器负担  因悬架的上跳行程限位是由减振器内部的限位装置进行限位的，所以减振器负担增大，同时结构相对复杂。

(3)弹簧寿命降低  与钢板弹簧相比，空气弹簧寿命相对较低，需要定期更换。

(4)结构及控制系统复杂，成本高  空气弹簧悬架结构较复杂，需要的零部件较多，成本较高。必须增加气源供给装置，储气筒，相应的空气管路和高度调整机构，如果是电子控制系统还需增加相应的电路、传感器、中央控制单元ECU及电磁阀等。

(5)不适用于超载状况  一般情况下，空气弹簧的超载能力比额定设计载荷只能超出10%-30%，如果载重量超出该值，整车高度下降，如果是ECAS系统，当载荷超出ECU中设定的最大允许载荷，空气弹簧将放气。经常使用在额定载荷以上时，空气弹簧寿命将降低。

1.5 本文研究内容

本文所研究的主要内容分为三部分：

(1)通过已知参数进行载货汽车前空气悬架弹性元件的结构设计。这部分结构为钢板弹簧和空气弹簧相结合，共同构成弹性元件。

(2)通过已知参数进行导向机构的设计。导向机构的功能是通过纵置钢板弹簧来实现的。

(3)通过已知参数进行减振器的设计。减振器的结构采用双向作用筒式减振器。参考文献

1 Kwon-Hee Suh, Yoon-Ki Lee. a Study on the Handing Performance of a Large-

Sized Bus with the Change of Rear Suspension Geometry SAE Paper 2002-01-

3071.

2 Guoquan Wang, Wentong Yang. Airtual Test Approach for Vehicle Ride Comfort Evaluation, SAE Paper 2004-01-0376.

3 嵇伟. 新型汽车悬架与车轮定位. 机械工业出版社， 2004.

4 田海鹰. 6X2 MIRA空气弹簧牵引车悬架设计. 吉林大学硕士研究生毕业论文， 2003.

5 赵学敏. 汽车底盘构造与维修. 国防工业出版社， 2004.

6 J.Z.Feng, F.YU, Y.X.Zhao. Design of a Bandwidth-Limited Active Suspension    

Controller for Off-Road Vehicle Based on the Co-Simulation Technology SAE

Paper 2004-01-1067.

7 张陵. 不同路况下车辆悬架系统的动态特性研究. 机械科学与技术出版社， 2005.

8 刘鸿文. 材料力学. 高等教育出版社， 2002.

9 机械设计全书. 第四版第3卷. 北京工业出版社， 2002.

10 李军. 汽车悬架参数对操纵稳定性的影响. 机械工业出版社， 1990.

11 [日] GP企画室 编 宋桔桔 董国良 译. 汽车车身底盘图解. 吉林科学技术出版社香港万里机构出版有限公司， 1996.

12 褚志刚, 邓兆祥. 汽车前轮定位参数优化设计. 重庆大学学报, 2003，Vol.26， No.2：86～89.

13 雷雨成. CA1190汽车悬架设计及平顺性分析. 1994,No1：16～20.

14 齐志鹏. 汽车悬架和转向系统的结构原理与检修. 人民邮电出版社, 2002.

15 李春明. 现代汽车底盘技术. 北京理工大学出版社， 2002.