【《北京现代轿车的前悬架的设计计算案例》3100字】

北京现代轿车的前悬架的设计计算案例目录TOC\o"1-3"\h\u30064北京现代轿车的前悬架的设计计算案例 ） 上式中：前悬架的簧上质量m1前悬架的刚度c1（N/cm）当悬架线性变化按照弹性变化进行时，前悬架的静止挠度分别如下 fc1= 以上公式中:g一般是指重力加速度，g=9.8m/s理论分析可得汽车的静挠度主要影响汽车的振动频率n，假如车身的频率无法正确选取，那么可能会导致整个车身的发生干涉甚至共振，直接影响汽车的正常行驶。为了保证汽车行驶的安全性及舒适性，必须正确选择汽车的静止挠度。由表2-1可得汽车满载质量为m=2100kg对于发动机排量不到1.6L的汽车，前悬满载频率一般要求在1.001.45Hz。对于本文的北京现代轿车，取=1.20，带入式（2-1）~（2-2）得到前悬架的静挠度fc1将代入式（2-3）、（2-4）分别得前悬架的实际刚度c1为1.1.2前悬架动挠度的计算大体来说，桥车的fd取7~9cm，这里实际取故满足使用要求。1.3前悬架弹簧的设计由于压缩圆柱螺旋弹簧的产量大，而且成本也低下，因此选择它作为本次设计的螺旋弹簧。按照汽车的工作条件，使用常用弹簧钢60Si2MnA加热成形，而后经过淬火、回火等热处理来达到刚度和强度要求。1.3.1确定弹簧直径及刚度对于前悬架弹簧，因为其倾斜角不大，可在设计时取前簧上轴向载荷分别为F1=m (2-3) (2-4)式中—代指弹簧中径，mm，—代指弹簧许用应力，取=471MPa，C—代指旋绕比，取C==8，K1—代指曲度系数，K1==1.18代入式（2-4）得17.79mm取整=18mm前悬架弹簧有效中径分别为在最大实际有效负荷作用下，取减震弹簧的有效圈数为n1由下式可计算弹簧的刚度K为 （2-5）式中G—代指切边模量,查表得G=7.85×10代入数据得

1.3.2弹簧其他参数计算前悬架其他几何参数为：弹簧有效外径弹簧有效内径总圈数实际压平高度实际节距有效自由高度实际螺旋导角1.3.3弹簧的校验在设计时要考虑到稳定性，通常侧向弯曲是由于压缩螺旋弹簧轴向变形较大导致的，在弹簧的自由高度超过四倍时，对其要求甚高。悬架各自的高径比为故前悬架弹簧的选择与设计满足使用要求[9]。1.4前悬架减振器的设计在汽车工业中，提高振器性能显得尤为重要，通过减振器与悬架配合，可以有效的吸收振动能量，从而提高汽车乘坐舒适性以及安全性，当汽车行驶时，悬架会接收到地面对车身的振动，其有车架传递而来，经过减震器吸收后才能达到减缓振动的作用，故需要提高减振器性能。1.4.1减振器概述悬架减振器是车辆悬架的一个重要的阻尼部件，如果车辆不使用减振器，也没有其他的阻尼部件时，会使汽车振动加剧，还有可能发生共振，从而使得汽车不受控制的根据地形以弹跳方式行使由于汽车弹簧将以不可控制的速率弹开并释放它所吸收的振动能量，这样势必会影响到车辆的行驶安全性、乘坐平顺性和操纵稳定性。故汽车悬架系统必须使用减振器来提高汽车行驶安全性以及乘坐平顺性和操纵稳定性，为并且使其阻尼特性与弹性元件特性相匹配。按照不同的结构、作用方式和工作介质等减振器也称为缓冲器，车辆悬架中的减振器可以分为很多种，它通过一种称为阻尼的过程来控制不希望发生的弹簧运动。根据能量转换介质的不同，减振器通常可分为摩擦式减振器、电磁式减振器、液压式减振器。按照作用方式，减振器可分为双作用减振器和单作用减振器。按结构减振器可以分为摇臂式和筒式减振器。目前北京现代轿车广泛使用的是双筒式液力减振器，如图1.1所示。图2-1双筒式液力减振器简图1.4.2液压筒式减振器结构及工作原理根据按工作介质(油和气)的贮存方式，双筒充气减振器可以分为两大类，即油气分开式和油气混合式。通过单向阀充人气体并且在减振器贮油腔中设单独气室是油气分开式；由于油气分开式结构比较复杂，对气囊工艺要求很高，需要把专用气囊放置在贮油腔中来达到建立背压的目的，因此制作工艺要求高，还需要高物理化学性能的材料。油气混合式有设置底阀和没有底阀两种典型的结构，前者在结构上与双筒液压减振器相近，后者在结构上与单筒液压减振器相近，这两种结构是采用无杂质冲孔工艺在外壳上冲一通孔结合无杂质金属球焊堵工艺密封通孔对装配好的减振器通过通孔充人一定气压的氮气，这种结构目前被国内外普遍采用。双筒式液力油气混合减振器的工作原理如图1.2所示。当车轮向下跳动即悬架伸张即车轮向下跳动时，A中工作腔压力升高，活塞1向上运动，提供大部分伸张阻尼力是由于油液经阀Ⅰ流入下腔，部分油液经过活塞杆与导向座间有部分油液由回流孔6进人补偿腔。当车轮向上跳动，即减震器受压时，活塞杆向下运动，使活塞的下腔室的容积减小，油压升高，同时由于活塞杆占据了一部分体积，所以一部分工作液推开了压缩阀，进入补偿腔。图2-2双筒式液力减振器工作原理图1-活塞；2-工作缸筒；3-储油缸筒；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1.4.3前悬架减振器参数计算1.4.3.1相对阻尼系数和不同刚度c的悬架系统匹配时。ѱ值小，不能够大的路面冲击力传到车身，而且振对于相对阻尼系数ѱ来说，它的物理意义就是会产生不同的阻尼效果当处不同簧上质量ms有以上分析可得所以=0.21.4.3.2减振器阻尼系数δ的确定由麦弗逊悬架的布置可得知其阻尼系数为 （2-6）式中为减振器安装布置角度，这里预取前悬架角度α11.4.3.3最大卸荷力F0为减小车身的振动和晃动，我需要在活塞运行到某一特定速度时，将卸荷阀打开，使减震器进入工作状态，来吸收来自地面的振动。此时活塞运行速度称为卸荷速度，有 （2-7）式中，代指卸荷速度，其值一般取；A为车身振动幅度，一般取；为悬架固有有效频率。将数据带入（2-7）得满足使用要求。以下公式可计算伸展行程时的阻尼系数=cc为载荷冲击系数，取c=1.5可得伸展行程的最大有效卸荷力故前悬架的最大有效卸荷力为

1.4.3.4减振器工作缸直径的确定由上式可得最大卸荷力，并且可以计算出工作缸直径。 （2-8）式中，[p]为工作缸最大许用压力，一般取值为3.5MPa为杆径比，双筒式减振器一般选取=0.45将F01，带入式（2-8）得根据《流体力学》选取=40mm1.4.3.5减振器外缸筒的设计外缸径一般为内缸筒直径的倍数，即 （2-9）式中代指储油缸筒直径与内缸筒直径的比值，代指减振器内缸筒直径的理论值取，则可得：油缸壁厚一般为2.0𝐸𝑀𝐵𝐸𝐷𝐸𝑞𝑢𝑎𝑡𝑖𝑜𝑛.𝐷𝑆𝑀𝑇41.4.3.6减振器活塞杆的设计由上可计算出减震器缸径，进而可求得活塞杆直径 （2