悬架系统设计规范05Word文档下载推荐.docx
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1、整车公告相关参数表
2、整车相关性能参数表
3、钢板弹簧设计参数表
4、减振器设计参数表
5、前后悬架子组部件图纸及明细表
附件：
悬架系统相关标准与设计参考书
1、平顺性评价标准\操纵稳定性
2、钢板弹簧
3、弹簧钢
4、减振器
本文适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。
1、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。
悬架结构、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，安全可靠。
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范围内，固有频率变化尽可能小，具有适当的阻尼衰减振动,减小非簧载质量避免高频共振。
悬架结构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不足转向特性，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，避免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。
2、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→结构设计→
3、悬架的评价指标
汽车的行驶平顺性的评价方法，通常是根据人体对振动的生理反应及对货物完整性的影响来制订的。
根据汽车理论及<
客车平顺性评价指标及限值>
标准规定，一般用表征振动的物理量如振动频率、振幅、加速度均方根值、降低舒适性界限（Tcd）等作为行驶平顺性的评价指标。
由试验得知,为了保持汽车具有良好的平顺性,车身振动的固有频率应为人体所习惯的步行时身体上下运动的频率,约为60~85次/分（1~1.6Hz）,振动的加速度的极限允许值为0.3~0.4g.（g为重力加速度）,在悬架理论设计中以车身振动的固有频率作为评价平顺性的指标;
在实际车辆检测中,由于国内相关标准中,仅对客车的平顺性指标及限值作出规定其他车辆只参照执行。
一般按QC/T474-1999客车平顺性评价指标及限制来参比判定。
QC/T474-1999客车平顺性评价指标及限制表1
评价指标
大、中性客车
轻型客车
旅游
团体、长途
城市
高级
普通
空气悬架
非空气悬架
加速度加权均方根值Aw（m/s2）
≤0.4595
≤0.7079
≤1.0274
≤101220
≤0.6833
≤0.8123
等效均值Aw（dB）
≤113.0
≤117.0
≤120.0
≤121.0
≤116.5
≤118.0
降低舒适界限
Tcd（h）
≥2.5
≥1.0
≥0.5
≥0.4
≥1.2
≥0.8
注：
该指标是指满载、车速为50km/h时限值。
4、悬架设计关联系统与工作接口部门
序号
名称
内容
部门
1
整车车型主管
整车载荷、性能，前后悬架倾角及高度
车型室
2
车架主管
板簧支架、减振器支架、缓冲位置
3
车桥
连接尺寸
底盘室
4
转向
运动干涉校核
5
轮胎
6
试制
物理尺寸验证
试制所
7
试验
台架性能、整车平顺性、操稳性、可靠性
试验所
8
CAE分析
CAE分析、整车动力学仿真分析
计算分析所
9
设计计算书、图纸、明细
入档、下发
技术支持部
10
公告参数申报
板簧片数
车型室/产品管理部
设计输入表______________表1
代号
依赖性
（可无○必有●）
备注
市场分析报告
○
营销公司
项目建议书
●
产品概念报告
产品管理部
技术方案分析报告
整车所
产品信函
项目描述书
主要获取信息：
1、产品市场定位及用户目标，使用区域，平原/山区
2、产品承载能力范围，整备质量、满载质量、超载质量
3、耐久性要求（可靠性里程）
4、平顺性及操稳性要求
5、标杆车型及悬架
输入信息表________________表2
内容及描述
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
（可靠性里程Kg）
平顺性及操稳性要求
是否特殊说明
标杆样车公告参数表__________________表3.1
品牌：
车型代号：
VIN；
公告型号1（●）
公告型号2（○）
公告型号3（○）
承载
能力
前板簧
后板簧
标杆样车性能参数表__________表3.2（性能试验表——平顺、操稳、转向）
标杆样车结构参数表__________________表3.3（检测后获得）
前悬架：
（主要结构形式描述）
项目
前钢板弹簧总成
片数
传统结构/少片化簧/渐变刚度
结构
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
结构
H—H等
说明
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
性能曲线
P——F
动行程
空车/满载，
1.承载性目标
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）：
安全性
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
成本
1、典型前悬架结构
附图1
1S表
2、典型后悬架结构
附图2
3、安装尺寸的确定
按整车总布置的要求，与车型主管一起确定下列安装布置内容
结构形式
少片簧/普通多片簧
结构尺寸
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
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
为了使整车具有良好的行使稳定性，前后悬架偏频具有一定的匹配性。
一般情况下遵循下列规律
减振器阻尼设计与悬架刚度及簧载质量相关。
同时也有一定的
六、钢板弹簧设计
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，下面需进行进行板簧具体结构设计。
首先根据使用状况确定采用那种板簧（少片簧、渐变刚度簧、多片簧），确定后用现有板簧设计软件进行初步设计计算，结果如下表：
前悬架钢板弹簧计算
输入内容：
数值
满载前轮轴荷Yjc（kg）
卷耳内径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）
输出内容：
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）
各状态对比表:
簧载质量
（N）
静挠度
fc（mm）
偏频
f（Hz）
fa（mm）
静应力（MPa）
整备
满载（如1.5T）
超载（如2.5T）
3、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，需进行板簧具体结构设计。
对于主副簧结构，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。
具体数值的确定应核算主簧和副簧的应力，使他们有尽量相当的寿命。
后主簧计算
满载后轮轴荷Yjc（kg）
满载主簧上载荷Fw（N）
后主簧检验刚度Cj（N/mm）:
后主簧装配刚度Cz（N/mm）
后主簧：
簧载质量（N）
静应力
（MPa）
后副簧计算
满载副簧上载荷Fw（N）
后副簧检验刚度Cj（N/mm）:
后副簧装配刚度Cz（N/mm）
后副簧：
2、减振器的设计
悬架性能参数：
公式=推荐值:
减振器阻尼系数r
减振器阻尼特性和速度特性（图）
国家标准=0.52m/s日本标准分别控制多个速度点,为0.1,0.3（控制）,0.6（控制）,1.0
3、缓冲块的设计
悬架系统的缓冲块主要功能是限制悬架动行程。
一般情况下,悬架动行程Fd与悬架静挠度Fc存在一定关系,即Fd=（0.7~0.9）Fc,对于较差的路面车辆Fd可取大值.
缓冲块骨架高度与总高度的确定.其尺寸关系如下式:
见图3
在前桥缓冲块设计时还存在另外一种情况,即动行程Fd小于理论值,使得骨架高度与总高度不协调.这是基于以下原因:
受整车布置所限,发动机油底壳与前桥工字梁在满载时间隙较小,为了保证发动机油底壳安全,加大缓冲块骨架高度来保证铁碰铁有足够间隙.
为了保证缓冲块的撞击不会给整车平顺性造成影响,缓冲块应具有一定的弹性特性。
一般选用天然橡胶使其有足够寿命。
4、钢板弹簧销
钢板弹簧销的强度在弹簧设计时同步得到校核,同时确定钢板弹簧卷耳直径。
现在钢板弹簧销材料一般选用45#、40Cr。
5、钢板弹簧衬套
钢板弹簧卷耳内的衬套有:
金属,橡胶,聚氨酯,塑料等几种.
双金属衬套一般适合中重型车,配合油脂润滑系统；
橡胶衬套广泛用于小型车辆,承受力不大但能很好地吸收振动；
聚氨酯衬套随着改良性能的提高,其承载能力和弹性性能都能很好的满足使用要求,进几年在轻卡上广泛应用；
塑料衬套由于成本较低,在低速汽车上大量应用.
十、悬架系统验证与试验项目
车辆平顺性分析
凸块路面冲击响应分析
随机路面激励响应分析
输入:
输出:
悬架K&
C分析
轮跳工况下的悬架运动学分析
侧倾工况下的悬架运动学分析
转向工况下的悬架运动学分析
悬架静力学柔度分析
试验任务书内容:
输出参数表
结构形式\物理安装尺寸\刚度\
结构\缸径\速度及阻尼特性值
目标要求
设计、验证结果
设计依据和原则
产品信函（或项目描述书）
根据整车的使用情况（含道路状况、使用条件及用户群体等）确定制动系统的总体方案，为系统各零部件的选型提供依据；
整车参数
根据整车参数，初步分析各所选悬架零部件与整车匹配的合理性；
零部件选型及系统匹配性能
悬架系统
钢板弹簧总成
选型（悬架形式，对于非独立悬架需确定多片簧、少片簧、渐变刚度等钢板弹簧形式）
根据整车档次、使用区域、用户群体、工作状况及悬架本身身的特点等因素确定悬架的结构型式
安装连接要求
板簧的安装尺寸
根据整车轴距等参数初步确定板簧宽度、片数、片厚的主要安装参数
板簧夹紧距离
车桥设计参考
板簧托距
板簧安装方式
性能要求
板簧刚度
基本要求
板簧强度
整车侧倾稳定性
板簧卷耳强度
板簧极限强度
确定板簧具体参数
板簧不同状态下的弧高
不同工况下的前后簧频率
板簧重量和价格
整车前后倾角
减振器总成
上安装点的位置
车架和车桥设计参考
下安装点位置
上下运动的极限行程
前后运动的极限行程
左右运动的极限行程
减振器的阻尼
基本性能
工作缸直径
不同速度下的压缩力
不同速度下的复原阻力
QC/T071
减振器吊环的连接方式
由轴荷、板簧刚度、工作缸径参考
减振器吊环的缓冲垫尺寸
缓冲总成
安装位置尺寸
安装方式
车架、纵梁、钢板弹簧设计参考
缓冲块骨架高度
缓冲块总高度
缓冲块橡胶弹性曲线
HG2196
橡胶的性能要求
橡胶与骨架粘结强度要求
悬架支架
安装连接尺寸及性能要求
支架与纵梁的安装位置
满足装车要求
支架形状设计
支架的强度校核
其他附件
安装连接尺寸
骑马螺栓直径
车型轴荷、车桥设计参考
板簧轴销
板簧各种工况的卷耳强度要求
板簧衬套
轴荷的载重参考
系统匹配
空载整车前后倾角
满载整车前后倾角
0.4g侧倾角
前后悬架的频率及比值
整车的最大频率
前后悬架铁碰铁时。
轮胎和货箱底板的间隙
前后悬架铁碰铁时，前后钢板弹簧的强度校核
前后悬架铁碰铁时，减振器的极限位置校核
在整车各子系统中，悬架系统的型式、布置、性能参数的不同，对整车的各种性能尤其是行驶平顺性有着直接地影响。
汽车虽然是一个多质量的复杂振动
升级会员 