安徽工程大学07级
的。典型的结构如图3-1 所示。麦弗逊悬架相对双横臂悬架而言，它不仅简化了结构，减小空间，有利于车身前 部地板的构造和发动机布置，这一点在用于紧凑型轿车的前悬架时，具有无可比拟的 优势。麦弗逊悬架的另外一些优点包括：铰接点的数目较少；上下铰点与车轮接地点 之间的距离较小，这对减小铰点处的受力有利；弹簧行程较大、另外，当车轮跳动时， 其轮距、前束及车轮外倾角等均改变不大，减轻了轮胎的磨损，也使汽车具有良好的 行驶稳定性。
图 3-1 麦克弗逊式前
悬架结构简图
3.2.2 后悬架的选择
为了有效的降低本车的制造，使用,维护,购买的成本。后悬架决定采用普通的钢板弹簧整体式悬架(如图3-2所示)。虽然,普通钢板弹簧式非独立后悬架在乘用车上来看,技术不够先进,平顺性也没独立悬架优良,但是它可以合理的照顾整车成本,寿命长且使用期间维护简单,成本低，坚固,可靠，耐用。
如此，既可兼顾技术的主流性，易于被客户接受,又可降低制造成本，增强市场竞争力。
毕竟，就目前的形势来说，国产车在与国外巨头竞争中，手中的牌不多，价格是最为有效和杀伤力的一张。只有用好这张牌，才有可能在不远的将来打一个漂亮的防守反攻。最终使民族品牌成为国内乃至全球的强势汽车品牌。
16
图 3-2 纵置钢板弹簧非独立
悬架结构简图
安徽工程大学07级
17
安徽工程大学07级
第四章悬架主要参数的确定
4.1影响平顺性的参数
4.1.1 悬架的弹性特性和工作行程
对于大多数汽车而言，其悬挂质量分配系数???????ab =0.8 ~ 1.2，因而可以近似地认为e =1，即前后桥上方车身部分的集中质量的垂向振动是相互独立的，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。一般对于采用钢制弹簧的轿车，n1约为1 —1.3Hz(60 — 80次/ min）， n2约为1.17 ~ 1.5Hz 非常接近人体步行时的自然频率。载货汽车的偏频略高于轿车，前悬架约为1.3Hz ，后悬架则可能超过1.5Hz 。为了减小汽车的角振动，一般汽车前、后悬架偏频之比约为 n1/n2 = 0.85 ~ 0.95。具体的偏频选取可参考表4-2： 表4-1 汽车悬架的偏频、静挠度和动挠度
满载时偏频 n / Hz 满载时静挠度 fc / cm 满载时动挠度 fd / cm 车型 空载 n 1.0-1.45Hz 满载 n 1.17~1.58Hz fc1 6~11 fc 2 5~9 fd1 6~9 fd2 6~8 载货汽车
由上表选取货车满载时前后悬架的偏频分别为：
n1 =1.4Hz， n2 = 1.5Hz 所以n1 /n2 =1.4 / 1.5 = 0.93，满足要求。 当???1时，汽车前、后桥上方车身部分的垂向振动频率n1、n2 与其相应的悬架 刚度Cs1 和Cs2 以及悬挂质量ms1 和ms2 之间有如下关系：
1n1?2?1n2?2?Cs1?ms1Cs2ms2
gCs1??Gs1??gCs2??Gs2??
式中 g ——重力加速度，g = 9810mm/s 2；
Cs1 ,Cs2 ——前、后悬架刚度，N / mm；
s1
G ,Gs2 ——前、后悬架簧载重力，N 。
为了求出前后悬架的垂直刚度，必须先求出前后悬架的簧载质量ms1 和ms2 。而
18
安徽工程大学07级
ms1 和ms2 可以通过满载时前后轮的轴荷减去前后非簧载质量得到。即：
ms1=1/2(m前轮轴荷-m前轮非簧载质量）
ms2=1/2(m后轮轴荷-m后轮非簧载质量） （式4-5）
为了获得良好的平顺性和操纵性，非簧载质量应尽量小些。根据同类车型类比，取前悬架的非簧载质量为50kg，后悬架的非簧载质量为100kg。 将数据代入式4-5 得出：
ms1=1/2(0.645t-0.05t)=0.2975t Ms2=1/2(0.645-0.1t)=0.2725t
将计算所得的 ms1 和ms2 代入式4-4，得到： 前、后悬架的刚度分别为：
Cs1 =23 N/ mm； Cs2 =24.2 N /mm。
由于悬架的静挠度 fc ??ms g/Cs ，因而式4-4 又可表达为：
15.76?fc1???15.76?n2?fc2?? n1?式中 f1c , f2c 的单位为mm。
所以 由式4-6 求出前、后悬架的静挠度分别为：fc1 = 126.9mm fc2 = 110.5mm。 悬架的动挠度fd 是指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构允许的最大变形（通常指缓冲块压缩到其自由高度的1/ 2或1/ 3）时，车轮中心相对车架（或车身）的垂直位移。为了防止汽车行驶过程中频繁撞击限位块，应当有足够的动挠度，对于轿车 fd /fc 的值应不小于0.5，大客车应不小于0.75，载货汽车1.0。所以选取货车前后悬架的动挠度等于静挠度， 即fd1 =0.5fc1 =63.45 mm fd2 =0.5fc2 =55.25mm。 此时悬架总的工作行程即静挠度 fc 和动挠度fd 之和等于： f1 =190mm，f2 =166mm 4.1.2悬架的阻尼特性
当汽车悬架仅有弹性元件而无摩擦或减振装置时，汽车悬挂质量的振动将会延续
19
安徽工程大学07级
很长的时间，因此，悬架中一定要有减振的阻尼力。对于选定的悬架刚度，只有恰当地选择阻尼力才能充分发挥悬架的缓冲减振作用。
对于一个带有线性阻尼减振器的悬架系统或弹簧—质量—阻尼系统，可用相对阻尼比?来评价阻尼的大小或振动衰减的快慢程度。 相对阻尼比可表达为：??式中 Cs ——弹簧刚度； ms ——悬挂部分的质量。
上式表明，减振器的阻尼作用除与其阻尼系数k 有关外，也与悬架的刚度及悬挂 质量有关。不同刚度和不同质量的悬架系统匹配时会产生不同的阻尼效果。为了获得良好的平顺性，典型的相对阻尼比如表4-2
表4-2汽车悬架的偏频及相对阻尼比
k
2Csms 钢制弹簧 轿车 前悬架 后悬架 1.2 0.2 货车
偏频n ? 前悬架 1.3 0.4 后悬架 1.5 0.3 1.0 0.4 4.1.3.悬架的非簧载质量
前悬架为麦弗逊独立悬架，其非簧载质量包括车轮和转向节的质量等；后悬架为 纵置钢板弹簧非独立悬架，其非簧载质量包括车轮和转向节的质量以及连接左右车轮的从动桥的整个刚性梁，包括主减速器、差速器以及半轴的质量，还有传动轴的部分质量。由上述的分析中，已知了悬架的非簧载质量取为50kg，后悬架的非簧载质量为100kg。
4.2影响操纵稳定性的参数主要考虑悬架的侧倾中心和侧倾角刚度。 4.2.1.侧倾中心
取车身的质心高度为40%车身高度=74cm。
根据SAE J670e 的定义，侧倾中心为通过左右车轮中心的垂直横断面上的一点，
20