全地形車懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)

馬瑞

摘 要：在現(xiàn)代車輛的設(shè)計(jì)中，懸架系統(tǒng)是汽車行駛系統(tǒng)中最重要的部件之一，更是需要應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜路面的全地形車中的核心組成部分。優(yōu)良的整車性能，需要駛系統(tǒng)配備性能優(yōu)良的懸架系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：懸架系統(tǒng);全地形車;汽車;設(shè)計(jì)

汽車懸架是所有傳力連接裝置的總稱，它能保證車輪與車身之間的彈性連接，并能傳遞載荷、減輕沖擊、衰減振動(dòng)等，其主要功能是減輕路面不平造成的沖擊力，保證貨物的完整性和乘客的舒適性，迅速衰減彈性系統(tǒng)引起的車輛振動(dòng)，使車輛在行駛過程中保持穩(wěn)定的姿態(tài)，提高操縱穩(wěn)定性，將垂直反力、縱向反力和橫向反力及其力矩傳遞到車架上，保證乘坐的安全性車輛的舒適性。

全地形車主要行駛在情況惡劣的各種路面上，所以它的通過性和舒適性成為全地形車設(shè)計(jì)的關(guān)鍵所在。懸架是保證汽車的操縱穩(wěn)定性、舒適性、平順性和通過性等性能的關(guān)鍵部件，同時(shí)懸架的設(shè)計(jì)直接影響著輪胎的使用，設(shè)計(jì)時(shí)要重點(diǎn)關(guān)注減少輪胎的磨損和提高懸架系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)零部件的使用壽命，因此對(duì)懸架的設(shè)計(jì)就是對(duì)全地形車行駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作之一。要設(shè)計(jì)出適合ATV的懸架就需要考慮兩方面問題：需要考慮整個(gè)懸架系統(tǒng)的兩個(gè)方面：第一個(gè)方面，是單個(gè)懸架參數(shù)的參數(shù)問題;二是前后懸架數(shù)據(jù)要滿足匹配關(guān)系，在制動(dòng)和加速時(shí)，車身應(yīng)具有防“抬頭”和防“低頭”的效果。綜上所述，針對(duì)全地形車行駛系統(tǒng)和其獨(dú)立懸架的研究，對(duì)改善車輛行駛平順性、操縱穩(wěn)定性、舒適性和通過性都有著十分重要的意義。

在設(shè)計(jì)中，首先計(jì)算懸架的總體參數(shù)，如懸架的剛度和撓度等，可以根據(jù)懸架和結(jié)構(gòu)的總體參數(shù)計(jì)算出相關(guān)部件的應(yīng)力和剛度等參數(shù)懸架參數(shù)。以下是懸架設(shè)計(jì)參數(shù)：

一、質(zhì)量參數(shù)

（一）汽車的裝備質(zhì)量

汽車的裝備質(zhì)量就是汽車經(jīng)裝備后再完備狀態(tài)下的自身重量，即指汽車再加滿燃料潤(rùn)滑油，工作油液及發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液和裝備（隨車工具及備胎等）齊全后但未載人、貨時(shí)的質(zhì)量。汽車的裝備質(zhì)量可以從表1中得出：m0=587kg。

（二）汽車的總質(zhì)量

汽車的總質(zhì)量是指已裝備完好、裝備齊全并按規(guī)定載滿客、貨時(shí)的汽車質(zhì)量。除包括汽車的裝備質(zhì)量以及裝載量外，轎車還要計(jì)入駕駛?cè)巳藛T和乘客的質(zhì)量，mn=m0+65n+an。根據(jù)規(guī)定：人員重量按照每人65kg計(jì)算，行李質(zhì)量按照每人5～10kg計(jì)算，所以汽車總質(zhì)量為：

（三）汽車的懸掛質(zhì)量

一般而言，對(duì)于轎車的非驅(qū)動(dòng)橋，其非懸掛質(zhì)量均在50～90kg之間，采用獨(dú)立懸架是均為下限，采用非獨(dú)立懸架時(shí)候均為下限，采用非獨(dú)立懸架時(shí)候均為上限，采用復(fù)合縱臂式后支持橋懸架時(shí)均為中間值，對(duì)于轎車驅(qū)動(dòng)橋，采用獨(dú)立懸架的非懸掛質(zhì)量為60～100kg，而非獨(dú)立懸架由于帶有主減速器、差速器和缸體橋殼，非懸掛質(zhì)量可達(dá)120～140kg。對(duì)于全地形車而言，發(fā)動(dòng)機(jī)前置驅(qū)動(dòng)，所以對(duì)于全地形車，前懸掛的非懸掛質(zhì)量一般為70kg，后懸掛的非懸掛質(zhì)量為60kg。所以汽車的簧上質(zhì)量：滿載時(shí)候汽車簧上質(zhì)量：

前后懸架的分別簧上質(zhì)量近視等于前后軸的載荷，設(shè)計(jì)懸架的時(shí)候設(shè)計(jì)載荷根據(jù)前后軸載荷確定。

二、懸架總體參數(shù)計(jì)算

三、螺旋彈簧參數(shù)計(jì)算

（1）螺旋彈簧有多種類型，按形狀可分為普通圓柱螺旋彈簧和變徑螺旋彈簧，按螺旋線方向可分為左旋彈簧和右旋彈簧。圓柱螺旋彈簧具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、應(yīng)用廣泛等優(yōu)點(diǎn)。其特征線為直線，可用作壓縮彈簧、拉伸彈簧和扭轉(zhuǎn)彈簧。當(dāng)載荷較大且徑向尺寸有限時(shí)，可將兩個(gè)不同直徑的壓縮彈簧組合成一個(gè)組合彈簧。

（2）螺旋彈簧的計(jì)算：

原始條件：滿載時(shí)汽車簧上質(zhì)量597kg，則彈簧所受的壓力F=m1·g4·cos12°=1495.33N;彈簧所受到的最大的力：動(dòng)荷系數(shù)k取2.5，則彈簧所受的最大壓力：Fmax=k·F=3738.3N;空載時(shí)汽車簧上質(zhì)量457kg，最小工作載荷：

四、結(jié)語

全地形車的行駛系統(tǒng)是汽車上一個(gè)重要的部分，與整車的操作性和穩(wěn)定性有著密切關(guān)系。針對(duì)現(xiàn)階段全地形車所存在的問題，為了讓全地形車能夠在各種路況下正常行駛。在雙橫臂獨(dú)立懸架方面，改進(jìn)了轉(zhuǎn)向節(jié)處的結(jié)構(gòu)形式，提高了轉(zhuǎn)向時(shí)懸架處的強(qiáng)度。采用V字型結(jié)構(gòu)和實(shí)心形式，對(duì)橫臂強(qiáng)度進(jìn)行了加強(qiáng)。并且對(duì)懸架中關(guān)鍵零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算和校核，以及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)進(jìn)行了分析，在理論上該車滿足在沼澤地等特殊路況下的正常行駛。

參考文獻(xiàn)：

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