钢板弹簧悬架系统设计规范方案完整版Word格式.docx
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4悬架系统设计对整车性能的影响
悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件〔弹簧〕、导向机构〔杆系或钢板弹簧〕、减振装置〔减振器〕等组成，把车架〔或车身〕与车桥〔或车轮〕弹性地连接起来。
主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的振动，保证汽车的正常行驶。
悬架构造、性能不仅影响汽车的行驶平顺性，还对操纵稳定性、燃油经济性、通过性等多种整车性能有影响。
悬架是整车的承载系统之一，其钢板弹簧设计能力的大小,直接关系到整车的承载能力。
设计中保证一定的使用寿命，重量轻，平安可靠。
汽车平顺性〔乘坐舒适性〕是汽车设计开发中的重要性能指标。
悬架是影响整车行驶平顺性的主要系统。
悬架弹性特性、系统阻尼和非簧载质量是影响汽车平顺性的主要因素。
在悬架设计中,力求保持整车承载载荷围，固有频率变化尽可能小，具有适当的阻尼衰减振动,减小非簧载质量防止高频共振。
悬架构造形式对汽车行驶稳定性有一定影响。
悬架的布置要使整车具有缺乏转向特性，导向机构与转向拉杆运动协调，前悬架的布置与刚度设计要考虑主销后倾角，防止前钢板弹簧在制动力作用下产生S变形。
同时尽量提高前后悬架的侧倾角刚度，降低侧倾中心高度，以利于提高汽车行驶稳定性。
5悬架设计流程概述
设计输入→整车设计目标→物理边界确定→主要部件性能指标确定→构造设计
6悬架的评价指标
客车行驶平顺性的评价指标：
用测点位置垂直振动的等效均值来评价。
公式中：
为等效均值〔dB〕;
为一定测量时间的加权加速度均方根〔m/s2〕。
评价指标限值如表1所示：
表1QC/T474-2011客车平顺性等效均值限值〔单位：
分贝〕
试验车速
城市客车
其他客车
空气悬架
其他悬架
30km/h
≤106.0
≤115.0
——
60km/h
≤110.0
≤112.5
90km/h
≤113.0
注：
悬架为驾驶员同侧后桥〔驱动桥〕正上方悬架。
7设计输入
表2设计输入表
序号
名称
代号
依赖性
〔可无○必有●〕
备注
1
市场分析报告
○
2
工程建议书
●
3
产品概念报告
4
技术方案分析报告
5
产品信函
6
工程描述书
主要获取信息：
a）产品市场定位及用户目标，使用区域，平原/山区
b）产品承载能力围，整备质量、满载质量、超载质量
c）耐久性要求〔可靠性里程〕
d）平顺性及操稳性要求
e）标杆车型及悬架
表3输入信息表
容及描述
产品市场定位及用户目标
使用区域〔平原/山区〕
承载能力
整备质量〔Kg〕
满载质量〔Kg〕
超载质量〔Kg〕
耐久性要求
7
平顺性及操稳性要求
是否特殊说明
表4标杆样车公告参数表
品牌：
车型代号：
VIN；
公告型号1〔●〕
公告型号2〔○〕
公告型号3〔○〕
板簧片数
前板簧
后板簧
表5标杆样车性能参数表〔性能试验表——平顺、操稳、转向〕
表6标杆样车构造参数表〔检测后获得〕
前悬架：
〔主要构造形式描述〕
工程
前钢板
弹簧总成
片数
传统构造/少片簧/渐变刚度
构造
长*宽*高
刚度
自由/夹紧〔S〕
S为夹紧距
弧高
安装
倾角及方式
减振器
单筒/双筒
尺寸
缸径、最大/最小尺寸，工作行程
阻尼
速度特性
缓冲块
总高/骨架，安装尺寸
动行程
空车/满载
8悬架系统设计目标
a）承载性目标
b）平顺性目标
c）平安性目标
d）本钱目标
e）总成重量目标
f）整车姿态目标
g）整车动行程目标
表7悬架系统设计目标
目标值
承载性
整备：
满载：
超载：
平顺性
前悬架偏频〔空载/满载〕：
〔静挠度/板簧刚度〕
后悬架偏频〔空载/满载〕：
平安性
前簧应力〔满载/超载〕：
后簧应力〔满载/超载〕：
副簧应力〔满载/超载〕：
整车姿态
整车倾角〔空载〕
整车倾角〔满载〕
整车动行程
前悬架动行程
总成重量
本钱
9悬架系统构造参数确实定
a）前、后悬架系统构造形式〔主要部件构成明细〕
b）安装尺寸确实定
c）前后钢板弹簧最大工作空间确定（静挠度+动行程）
d）减振器工作行程围确定
e）车架构造与悬架元件的物理接口
f）前后桥与悬架元件的物理接口
g）整车动行程确定（发动机油底壳与工字梁,前软垫与车架、后软垫与车架）
h）其他
附件：
典型前悬架构造——附图1
典型后悬架构造——附图2
表8前悬架安装尺寸确实定
前钢板弹簧总成
构造形式
少片簧/普通多片簧
构造尺寸
长*宽
安装倾角
前桥下沉量
前板簧夹紧距
板簧前固定支架高度
前轮中心到车架上平面距离
吊耳尺寸
骑马螺栓
直径
板簧销
表9后悬架安装尺寸确实定
后钢板弹簧总成
少片簧/渐变刚度簧/普通多片簧
吊耳式/滑板式
后板簧夹紧距
后轮中心到车架上平面距离
副簧支点距
长度
10钢板弹簧设计
10.1前板簧：
从上面的设计目标与安装尺寸中已得知质量参数、安装尺寸、板簧刚度，下面需进展板簧具体构造设计。
首先根据使用状况确定采用哪种板簧〔少片簧、渐变刚度簧、多片簧〕，确定后用现有板簧设计软件进展初步设计计算，结果如下表：
表10前悬架钢板弹簧计算
输入容：
数值
满载前轮轴荷Yjc（kg）
卷耳径d（mm）
满载簧上载荷Fw（N）
弹簧销直径d1（mm）
满载弧高fa（mm）
U型螺栓中心距S（mm）
钢板弹簧总片数N
弹簧固定点至路面距离hc（mm）
与主片等长的片数（含主片）
非工作长度系数k
板簧宽度b（mm）
钢板弹簧截面修正系数δ
路面附着系数φ
材料弹性模量E（MPa）
输出容：
检验刚度Cj（N/mm）
挠度系数
装配刚度Cz（N/mm）
静应力（MPa）
悬架静挠度fc（mm）
比应力（MPa/mm）
偏频f（Hz）
极限挠度下的最大应力（MPa）
钢板弹簧卷耳根部应力（MPa）
弹簧销挤压应力（MPa）
前钢板弹簧：
片序
长度
宽度
厚度
预应力（MPa）
固定端应力（MPa）
接触点处应力（MPa）
各状态比照表:
簧载质量（N）
静挠度fc（mm）
偏频f（Hz）
弧高fa（mm）
静应力（MPa）
整备
满载〔如1.5T〕
超载〔如2.5T〕
10.2后板簧和副簧：
从上面的设计目标与安装尺寸中已得知质量参数、安装尺寸、板簧刚度，需进展板簧具体构造设计。
对于主副簧构造，首先确定副簧起作用点，一般按平均载荷法和比例中项法。
对于平顺性要求较高的车型用比例中项法，对于经常超载的车型用平均载荷法。
具体数值确实定应核算主簧和副簧的应力，使他们有尽量相当的寿命。
表11后主簧计算
满载后轮轴荷Yjc（kg）
卷耳径d（mm）
满载主簧上载荷Fw（N）
弹簧销直径d1（mm）
满载弧高fa（mm）
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