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载货汽车悬架设计

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对其的核算公式是:??Fs÷bd。此算式里的FS是汽车载满货品在静止情况小弹簧承受的负荷量,b代表主片的宽度,d代表其直径。将20钢或者是20Cr钢添加碳后进行的处理,也可利用高频火处理45的刚,可得[?z]小于或等于

7—9 N/mm。

FS?G2/2?1165N

2

?2等于Fs除去bd等于1.94N/mm2 弹簧销具备的强度达到需求。

2.3设计符合要求的减振器

2.3.1对减震器进行参数设计

此设计中选择筒式减震器,因此需要多种必要参数,一概可将其分为四种: (1)整车的参数

其中主要是汽车重量、悬架的质量、纵向转动的惯量以及悬架刚度、圆频率、减震器的数量等。

(2)几何参数的布置方式

最重要的为减震器位置的确定,以及相关零件、杠杆的安装明确位置等。 (3)减振器具备的架构参数

其中最重要的参数为长度,活塞直径和阀孔的安装数量与位置等,还有减震器使用的筒与缸选择的长度与直径。

(4)减振器进行工作时需求的参数

最重要的参数是弹簧自身长度,阀门使用刚的强度与刚度,以及承受负荷量与夹紧量,还有活塞最大利用时间与最大速度,减震器具备的阻力参数等等。

以上参数在利用时将其设置为已知的量,但是一些量有待确定,使用在进行参数选择时,需要考虑的问题非常多,通常来讲,最需要计算的参数为活塞面积、阀门结构、阻力的比例与系数,载荷参数的最大值,设计尺寸,强度要求,使用寿命等等。活塞的面积计算方式是主要依据反行程最大阻力,两者之间存在非常大的关系,活塞的最大线速度与悬架结构有关联。阀门结构的设计重点在计算通孔面积大小与使用寿命。一般利用的减震器具备两个以上的通孔,最少一个通孔为活塞通孔,一个为阀门通孔。活塞常通孔在受到挤压后的行程便是其速度,同时也是计算开阀速度的基础。减震器在为设计之前,阻力的比例数值为未知数,

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它是利用减震器工作的振动衰减状况进行计算而来。但阻力大小与活塞最大线速成正比,因此在设计时会以减震器的减震力度来对阻力比进行估值。

2.3.2减振器具备的外特性

悬架具有一定外特性,通常是指减震器相对运动的位置移动与速度,其与工作中产生的阻力存在较大关系,这便是我们通常称为的速度与示功特征。此种外在的特征是否具备优良性能,是悬架最基础的需求之一,外在特征处于良好性能时,振荡器的性能才能得到保障。在设计减震器时必须要求外在特征性能具备非常好的稳定性。

外在特征出现变故后,减震器也会出现相应问题,因此,在利用外在特征对减震器进行研发时,一定要达到两个要求:第一个为外特性质量必须达到悬架性能要求;第二个为不存在畸形,符合这两个必要条件后的悬架才具有稳定性,在工作过程中才能保证质量。下图中便是减震器具有外特性,同时也是速度特性:

a) b)

上图为 减振器的特性

a) 为阻力的位移特性 b为阻力的速度特性

减震器特性曲线出现的形状是由阀门结构与每一个阀门启里而产生的。通常情况下,当油液通过固定通道时,主要有两个因素造成其压力损失,第一是粘性阻力的损失,对常见的湍流,这种损失值与流速值成正比。第二是进入与离开通道产生的能量消耗,与其流速为正比,但是此数值不会因为粘性与密度发生变化。油液具备的粘性会因温度产生改变,这种改变效果比密度的改变效果大,因此设计阀门系统时应当使用以上两种方式来降低压力的损失,才能够确保特性不受到温度变化中油液密度与粘性影响。不管出现什么情况,其阻力均与速度平方成为

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正比。曲线A表示在给定通道中的阻力F,q其与流速V存在正比关系,假如A通道与一个大通道B相连,则会出现曲线特性A+B。打开阀门的过程分为三种情况,第一种是将阀门全部关闭,第二种是开启其中一部分阀门,第三种是将全部阀门打开。一般情况下,减震器活塞与缸筒的运行速度在0.1m/s 时,阀门便是逐渐开启,阀门全部开启需要运行速度为数米每秒时。

2.3.3对悬架的静挠度进行计算

fc为悬架自身具备是静扰度,FW为汽车载满货品后静止时悬架承担负荷值

与悬架具备的刚度c 比,公式:

fc等于FWC

汽车悬架的质量和弹簧的质量对振动频率影响巨大,同时还是平稳度最为重要的数据之一,下列公式是对固有频率值的计算方式:

n等于1÷2πcm

C是前悬架的刚度,N/mm;

m 代表汽车前悬架的簧上质量,kg; n代表汽车前悬架具有的偏频,Hz 汽车悬架静挠度的计算结构为:

fC?mgc等于110mm

2.3.4阻尼的系数ψ

根据平稳性、操控性、平顺性的要求,对减震器阻力进行确定。减震器的阻力可能达到了操控性与稳定性的需求,但是却不能达到平顺性的需求;相反也是如此。对汽车减震器的阻力选择应当依据车型要求的操控性、平顺性以及稳定性。依据其阻力的速度特性,可将其分为4个阻力数值。为明确要求特性时,其阻力值指载满后阀门未开启之前的阻力。一般情况下,压缩行程与伸张行程两者之间的阻力值不一致。

悬架产生了一定阻力后,弹簧质量出现的振动会呈衰减状态,相对的阻力系数用Ψ表示,其衰减的大小与速度公式为:

??等于2cms

公式里:c表示悬架系统中的垂直刚度;

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ms表示簧上的质量;

?表示阻尼的系数。

上列公式中表示,相对的Ψ物理的含义为:减震器阻力与簧上的不同质量与刚度进行匹配时,会出现不同的阻力效果。Ψ值越大,振动速度大,同时还会把路面的冲击力较大后转移到汽车之上;Ψ值变小后与其相反。一般情况我们会选择在压缩运行中阻力较小的值Ψy。在伸张运行时则选择较大的系数Ψs。两者关系保持在?7等于(0.25~0.5)?

在设计过程中,选择ψY 与ψS 两者之间的平均值ψ 。悬架元件选择无摩擦的,取值为ψ =0.25~0.35;在选择内部存在摩擦弹性的悬架元件时,应当将ψ 值选到较小。为了更好的避免悬架与车架的碰撞,应当选取ψy 等于0.5 ψs 。

ψ等于0.3时,公式:?+0.5?÷2等于0.3成立 计算得由此可计算出:伸张ψ等于0.4 压缩ψ等于0.2

2.3.5确定阻尼系数

减震器的阻力系数公式为δ等于2?cms。因为悬架存在自身的固有振频

w等于c/m5,所以从理论上可得δ等于2?5w。但实际设计过程中,应当依据减震器布置的特性来对减震系数进行确定。

δ等于2?÷cos2a=2078N/m

2.3.6确定最大卸荷力

为了降低冲击力传到车身之上,在减震器活塞运行速度相对较快时,减震器会自动将荷发开启。此时活塞具有的速度也是卸荷度vx,vx取0.15至0.30m/s,本次研究取0.2m/s。

假使伸张运行过程中的阻力系数?s已确定,那次过程中的最大卸荷力的公式为:

F0??svx

公式中的 vx 是卸荷度,值在0.15~0.3m/s之间;A是车身具备的振幅度,

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值在± 40 mm之间;ω是悬架的固有振动频率。

将数据带进公式后计算的:

v 等于0.12m/s

根据其中卸荷最大量来计算其力度: F o 等于c?vx

此公式中的c为冲击力系数,通常取值为C=1.5;把得到的数据带进公式得到最大值的卸荷力F0 :

F0等于δsVxCc等于374N

2.3.7确定减振器的缸直径D

工作缸的直径D是由伸张运行中最大卸荷力来计算得出:

024F?π{p}(1?h) =D

上列公式里[p]是最大工作缸压力值,取值在3至4MPa,?是连杆的直径遇缸筒的直径比,单筒减震器?选择值在0.30值0.35之间,本次选择?是0.3。

其中的D可以等于20mm

4F0?π{p}(1?h2) =D 等于14.55mm

Ds等于1.5D等于30mm

3后悬架的具体设计

3.1 确定后悬架需求参数主要参数

3.1.1确定其具备的静挠度

悬架的静扰度是货车载满货品后处于静止状态时,悬架的刚度c与载荷Fw之间的比,表示为:

?c=fw÷c

振动系统中的固有频率是由簧上的质量与悬架质量结合而得,它对汽车的平顺性影响非常大,也是设计的必要参数。汽车本身的质量系数在分配中接近或是等于1,所以汽车车身上的两处振动没有联系。汽车自身固有频率n通过下列

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载货汽车悬架设计

对其的核算公式是:??Fs÷bd。此算式里的FS是汽车载满货品在静止情况小弹簧承受的负荷量,b代表主片的宽度,d代表其直径。将20钢或者是20Cr钢添加碳后进行的处理,也可利用高频火处理45的刚,可得[?z]小于或等于7—9N/mm。FS?G2/2?1165N2?2等于Fs除去bd等于1.94
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