汽车设计
第六章悬架设计
第一节 概述 第二节 悬架结构型式分析 第三节 悬架主要性能参数的确定 第四节 弹性元件的计算
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第一节概述
一、悬架功用：
1.传递力 2.缓和动载荷
3.保证汽车的操纵稳定性
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第一节 概述
二、要求：
1.保证良好的行驶平顺性 2.保证良好的操纵稳定性
3.有合适的减振性能 4.制动、加速行驶时无“点头”和 “后仰”现象
3、独立悬架的结构型式分析：
比较内容 等双横 不等 单横臂 单纵臂 双纵 斜置 麦弗
臂式 双横 式
式 臂式 单臂 逊式
臂式
二
轮距 变化大 变化 变 不变 不变 变化 变化
小
小
小
分
轴距
不变 不变 不变 变化 变化 变化 不变 小
类 轮胎磨损 快
慢
快
慢
慢
慢
慢
主销倾角 不变 变化
变 变化大 后倾角 不变 变化 变化
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第一节 概述 二、要求：
5.强度高、寿命长、成本低，能可靠传 递力和力矩 6.良好隔声 7.结构紧凑，占用空间小
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第二节 悬架结构型式分析
非独立悬架
独立悬架
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第二节 悬架结构型式分析
一、组成：
弹性元件： 导向装置： 减振装置： 横向稳定杆： 缓冲块：
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3汽)车、设计根据不同用途的车确定偏频(依据ISO2631《人体承受全身
振动的评价指南》）
➢以运送人为主的轿车对平顺性 的要求最高，大客车次之，载货 车更次之。 ➢对普通级以下轿车满载的情况， 前悬架偏频要求1.00~1.45Hz， 后悬架则要求在1.17~1.58Hz。
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• 原则上轿车的级别越高，悬架的偏频 越小。
变大
小
小
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3、独立悬架的结构型式分析：
比较内容 等双 不等双 单横臂 单纵 双纵 斜置 麦弗
横臂 横臂式 式 臂式 臂式 单臂 逊式
二
式
结构
复杂 复杂 简单 简单 复杂
分
类
布置发动机 困难 困难 较容易 容易 容易 较易 容易
车身受力点 集中 集中
集中
分散
横向刚度 大
大 较大 小 小 较大 较大 16 16
高
高
密封 密封 好好
车身高度
可调
布置
容易 容易
容 易
容 易
困难 困难
22 22
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第三节 悬架主要性能参数确定
一、前后悬架的静挠度、动挠度的选择
1、概念
1)静挠度
汽车满载静止时悬架上的载荷Fw与 此时悬架刚度c之比，即fc=Fw/c。
2)动挠度
指从满载静平衡位置开始悬架压缩到 结构允许的最大变形（通常指缓冲块 压缩到其自由高度的1/2或2/3）时， 车轮中心相对车架（或车身）的垂直 位移
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静挠度的影响： （1）↑fc可↓n，平顺性↑，但悬架刚度C ↓，
会经常碰撞缓冲块 （2）↑fc使C ↓，制动、加速、转弯行驶时，
汽车会“点头”、“后仰”，或车身侧 倾较大 （3） 要使fc ↑，则要增大板簧长度，布置 困难，质量↑
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货车实测值：
n1: 满载 1.7～2.3Hz 空载 1.2～2.4Hz
线性
线 性
易获取 非线性线性来自非线 性非线 性
非线性
结构
简单
简 单
复杂 复杂 复杂 复杂
复杂21 21
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板簧 螺 扭
3、 比较内容
多片 少片
旋 弹
杆 弹
空气 油气 弹簧 弹簧
橡胶 弹簧
簧簧
弹 性
维修保养 方便 方便
方 便
方 便
困难 困难
困难
元
寿命
短
短
较 长
长
长
长
易老 化
件
对制造要 求
不高 不高
四.辅助元件
1.横向稳定器 2.缓冲块 3.弹性元件
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板簧
比较内
3、 容
多片
少 片
螺旋弹 扭杆 空气 簧 弹簧 弹簧
油气 弹簧
橡胶弹 簧
弹 单质量 储能量
最小
最 小
较低 最高 高
高
较高
性 质量 大 小 轻 较轻 轻 较轻 轻
元 非簧载 件 质量
大
小 于 多
较小
小
小 较小
轻
片
悬架弹 性特性
n2: 满载 1.8～2.4Hz 空载 2.4～4.0Hz
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希望fc1与fc2要接近，单不能相等（防止共振）
希望fc1>fc2 (从加速性考虑，若fc2大，车身的振动大）
❖方法：
➢若汽车以较高车速驶过单个路障，n1/n2＜1时的车身 纵向角振动要比n1/n2＞1时小，故推荐轿车取fc2= （0.8~0.9）fc1。 ➢考虑到货车前、后轴荷的差别和驾驶员的乘坐舒适性， 推荐fc2=（0.6~0.8）fc1。 ➢为了改善微型轿车后排乘客的乘坐舒适性，有时取后悬 架的偏频低于前悬架的偏频。
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三.前后悬架方案的选择
1.前后悬都采用非独立悬架 2.前悬独立、后悬非独立悬架 3.前后悬都独立悬架
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➢对后轴，这种偏转使汽车不足转向趋势增加 ➢对前桥，则增加了汽车过多转向趋势
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• 对高级轿车满载的情况，前悬架偏频 要求在0.80~1.15Hz，后悬架则要求在 0.98~1.30Hz。
• 货车满载时，前悬架偏频要求在 1.50~2.10Hz，而后悬架则要求在 1.70~2.17Hz。
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第二节 悬架结构型式分析
1、非独立悬架：
二
分 类
结构简单、制造成本低、维修方便； 非簧载质量大，平顺性差； 左右车轮互相影响； 前悬架易发生摆振； 易产生轴转向特性；
用途：主要用于货车、大客车的前后悬
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汽车设计 第二节 悬架结构型式分析
2、独立悬架：
非簧载质量小；摆头易控制；采用小
二
刚度弹簧平顺性好；
分 类
提高稳定性；占用空间小；减少侧倾 和振动；左右车轮互不影响；结构复 杂、成本高，维修困难
用途：主要用于轿车、部分轻微型货 车、客车及越野车
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评价指标：
1）侧倾中心高度
2）车轮定位参数的变化
3）悬架侧倾角刚度 4）横向刚度 5）悬架占用的空间尺寸
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2、选择要求及方法
1)、固有频率
汽车前、后部分的车身的固有 频率n1和n2（亦称偏频）可用 下式表示
n 1c1/m 1/2 n2c2/m 2/2
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当采用弹性特性为线性变化的悬架时 fc1=m1g/c1 fc2=m2g/c2
将fc1、fc2代入上式得到
n 15/ fc1 n 25/ fc2