2 某越野车后悬架系统几何设计

2.1  悬架介绍及设计方法

2.1.1 悬架系统概述

悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架或车身与车轴弹性地连接起来。其主要任务是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩；缓和路面传给车架或车身的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车的行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，驶汽车获得高速行驶的能力。

现代汽车尽管具有各种各样结构形式的悬架，但一般都是由弹性元件、减震器和导向机构三部分组成。由于汽车行驶的路面不可能绝对平坦，路面作用于车轮上的垂直反力往往是冲击性的，特别是在坏路面上高速行驶，这种冲击力将达到很大的数值。冲击力传到车架和车身时，可能会引起汽车机件的早起损坏，传递到乘员和货物时，会使乘员感到极不舒服，也会使货物受到损坏。为了缓和冲击，在汽车行驶系统中，除了采用弹性充气轮胎之外，还必须装有弹性元件，使车架和车桥之间作弹性连接。但是由于弹性系统受到冲击后还会产生振动，持续的振动也会影响乘员的舒适性，因此还必须使悬架系统具有减振作用，使振动迅速衰减。为此，在很多结构形式的汽车悬架中都有减震器。

此外，悬架中还有由导向杆系组成的导向机构，用来决定车轮相对于车架的运动特性，并传递除弹性元件传递的垂直力以外的各种力和力矩。

为防止车身在转向行驶等情况下发生过大的横向倾斜，在悬架中还有辅助弹性元件—横向稳定器。

2.1.2 悬架设计要求

根据汽车设计对悬架系统提出的设计要求为：

为了满足行驶平顺性的要求，前后悬架的固有频率应该合理的进行选择匹配，由弹性元件与簧上质量组成的振动系统，其固有频率应在适合的频段范围内，而且尽可能的低频。车身高度的变化在簧上质量变化时应尽可能的小。文献综述

汽车在不平路面上行驶时，由于悬架的弹性作用，使汽车产生垂直振动。为了迅速衰减这种振动和抑制车身车轮的共振，减小振幅，悬架应装有减震器，并使之具有合理的阻尼。利用减震器的阻尼作用，使汽车的振动振幅连续减小直至振动停止。

要正确的选择悬架方案和参数，在车轮上下跳动时，使主销定位角变化不大，车轮与导向机构运动要协调，避免前轮摆振；

具体设计要求如下：

(1)通过合理设计悬架的弹性特性及阻尼特性确保汽车具有良好的行驶平顺性，具有较低的振动频率、较小的振动加速度值和合适的减振性能，并能避免在悬架的压缩伸张行程极限点发生硬冲击，同时还要保证轮胎具有足够的接地能力； 

(2)合理设计导向机构，以确保车轮与车架或车身之间所有力和力矩的可靠传递，保证车轮跳动时车轮定位参数的变化不会过大，并且能满足汽车具有良好的操纵稳定性要求； 

(3)导向机构的运动应与转向杆系的运动相协调，避免发生运动干涉，否则可能引起转向轮摆振； 

(4)侧倾中心及纵倾中心位置恰当，汽车转向时具有抗侧倾能力，汽车制动和加速时能保持车身的稳定，避免发生汽车在制动和加速时的车身纵倾(即所谓“点头”和“后仰”)； 

(5)悬架构件的质量要小尤其是其非悬挂部分的质量要尽量小； 

(6)便于布置，在轿车设计中特别要考虑给发动机及行李箱留出足够的空间； 

(7)所有零部件应具有足够的强度和使用寿命；