成都航空职业技术学院 毕业论文
后悬架总成
总成
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第一章 悬架分析选型
1.1悬架结构方案选择
1.1.1 设计对象车型参数
悬架设计可以大致分为结构型式及主要参数选择和详细设计两个阶段,有时还要反复交叉进行。由于悬架的参数影响到许多整车特性,并且涉及其他总成的布置,因而一般要与总布置共同配合确定。本车设计车型为比亚迪ET电动汽车,相关原始参数如下:
本设计对象车型为 比亚迪 ET纯电动汽车
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总装备质量1470kg,轮胎:205/60R17;轮辋:51驱动形式为4轮轮毂电机2J?17电动机驱动,永磁同步电动机额定功率4×25KW,最大转速5500r/min,最大转距400N.m/2500r/min,通过IGBT逆变器和DPS电子控制器进行控制。4轮轮毂驱动模式构成4×4全轮驱动。
1.1.2 独立悬架与非独立悬架结构形式的选择
为适应不同车型和不同类型车桥的需要,悬架有不同的结构型式,主要有独立悬架与非独立悬架。独立悬架允许前轮有大的跳动空间,有利于转向,便于选择软的弹簧元件使平顺性得到改善,同时独立悬架非簧载质量小,可提高汽车车轮的附着性,且轿车对乘坐舒适性要求较高,故选择独立悬架。
1.1.3 悬架具体结构形式的选择
麦弗逊式独立悬架是独立悬架中的一种,是一种减振器作滑动支柱并与下控制臂铰接组成的一种悬架形式,与其它悬架系统相比,结构简单、性能好、布置紧凑,占用空间少。本次设计的车型为比亚迪—ET,采用麦佛逊式悬架。
1.1.4 弹性元件选择
弹性元件是悬架的最主要部件,因为悬架最根本的作用是减缓地面不平度对车身造成的冲击,即将短暂的大加速度冲击化解为相对缓慢的小加速度冲击。
弹性元件主要有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、空气弹簧等常用类型。除了板弹簧自身有减振作用外,配备其它种类弹性元件的悬架必须配备减振元件,使已经发生振动的汽车尽快静止。钢板弹簧是汽车最早使用的弹性元件,由于存在诸多设计不足之处,现逐步被其它种类弹性元件所取代,本次设计选择螺旋弹簧。
1.1.5 减振元件选择
减振元件主要起减振作用。为加速车架和车身振动的衰减,以改善汽车的行驶平顺性,在大多数汽车的悬架系统内都装有减振器。减振器和弹性元件是并联安装的。
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汽车悬架系统中广泛采用液力减振器。液力减振器的作用原理是当车架与车桥作往复相对运动时,而减振器中的活塞在缸筒内也作往复运动,则减振器壳体内的油液便反复地从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔。此时,孔壁与油液间的摩擦及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力,使车身和车架的振动能量转化为热能,而被油液和减振器壳体所吸收,然后散到大气中。本次设计采用选择双筒式液力减振器。
1.2传力构件及导向机构
车轮相对于车架和车身跳动时,车轮(特别是转向轮)的运动轨迹应符合一定的要求,否则对汽车某些行驶性能(特别是操纵稳定性)有不利的影响。因此,悬架中某些传力构件同时还承担着使车轮按一定轨迹相对于车架和车身跳动的任务,因而这些传力构件还起导向作用,故称导向机构。
对前轮导向机构的要求:
(1)悬架上载荷变化时,保证轮距变化不超过+4.0mm,轮距变化大会引起轮胎早期磨损;
(2)悬架上载荷变化时,前轮定位参数要有合理的变化特性,车轮不应产生纵向加速度;
(3) 汽车转弯行驶时,应使车身侧倾角小。在0.4g侧向加速度作用下,车身侧倾角≤6-7度。并使车轮与车身的倾斜同向,以增强不足转向效应。 (4) 制动时,应使车身有抗前俯作用;加速时,有抗后仰作用。
(5) 具有足够的疲劳强度和寿命,可靠地传递除垂直力以外的各种力和力矩。
1.3横向稳定器
在多数的轿车和客车上,为防止车身在转向行驶等情况下发生过大的横向倾斜,在悬架中还设有辅助弹性元件——横向稳定器。
横向稳定器实际是一根近似U型的杆件,两个端头与车轮刚性连接,用来防止车身产生过大侧倾。其原理是当一侧车轮相对车身位移比另外一侧位移大时,稳定杆承受扭矩,由其自身刚性限制这种倾斜,特别是前轮,可有效防止因一侧车轮遇障碍物时,限制该
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侧车轮跳动幅度。
1.4 下摆臂类型选择
麦弗逊悬挂通常由两个基本部分组成:支柱式减振器和A(或L型)字型托臂,整个车体的重量和汽车在运动时车轮承受的所有冲击就靠这两个部件承担。下摆臂主要受的三个力:1.刹车时的纵向力;2.转弯时的侧向力;3.颠簸时的垂直力。结合本次设计的目的,考虑到汽车需要原地旋转,为了防止转向车轮与下摆臂发生干涉,故选取L型托臂。
第二章 悬架主要参数确定
2.1悬架挠度计算
对于大多数汽车而言,其悬挂质量分配系数ε=0.8~1.2,因而可以近似地认为ε=1,即前后桥上方车身部分的集中质量的垂直振动是相互独立的,并用偏频n1,n2表示各
自的自由振动频率,偏频越小,则汽车的平顺性越好。一般对于钢制弹簧的轿车,n1约
为1~1.3Hz(60~80次/min),n2约为1.17~1.5Hz(70~90次/min),非常接近人体步行时的自然频率。
2.1.1悬架静挠度fc的计算
悬架静挠度fc是指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。汽车悬架的振动系统的固有频率,是影响汽车平顺性的主要参数之一。而汽车部分车身固有率(偏频)可用下式表示:
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