全地形車懸架系統設計

馬瑞

摘 要：在現代車輛的設計中，懸架系統是汽車行駛系統中最重要的部件之一，更是需要應對各種復雜路面的全地形車中的核心組成部分。優良的整車性能，需要駛系統配備性能優良的懸架系統。

關鍵詞：懸架系統;全地形車;汽車;設計

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，迅速衰減彈性系統引起的車輛振動，使車輛在行駛過程中保持穩定的姿態，提高操縱穩定性，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計的關鍵所在。懸架是保證汽車的操縱穩定性、舒適性、平順性和通過性等性能的關鍵部件，同時懸架的設計直接影響著輪胎的使用，設計時要重點關注減少輪胎的磨損和提高懸架系統和轉向系統零部件的使用壽命，因此對懸架的設計就是對全地形車行駛系統設計的核心工作之一。要設計出適合ATV的懸架就需要考慮兩方面問題：需要考慮整個懸架系統的兩個方面：第一個方面，是單個懸架參數的參數問題;二是前后懸架數據要滿足匹配關系，在制動和加速時，車身應具有防“抬頭”和防“低頭”的效果。綜上所述，針對全地形車行駛系統和其獨立懸架的研究，對改善車輛行駛平順性、操縱穩定性、舒適性和通過性都有著十分重要的意義。

在設計中，首先計算懸架的總體參數，如懸架的剛度和撓度等，可以根據懸架和結構的總體參數計算出相關部件的應力和剛度等參數懸架參數。以下是懸架設計參數：

一、質量參數

（一）汽車的裝備質量

汽車的裝備質量就是汽車經裝備后再完備狀態下的自身重量，即指汽車再加滿燃料潤滑油，工作油液及發動機冷卻液和裝備（隨車工具及備胎等）齊全后但未載人、貨時的質量。汽車的裝備質量可以從表1中得出：m0=587kg。

（二）汽車的總質量

汽車的總質量是指已裝備完好、裝備齊全并按規定載滿客、貨時的汽車質量。除包括汽車的裝備質量以及裝載量外，轎車還要計入駕駛人人員和乘客的質量，mn=m0+65n+an。根據規定：人員重量按照每人65kg計算，行李質量按照每人5～10kg計算，所以汽車總質量為：

（三）汽車的懸掛質量

一般而言，對于轎車的非驅動橋，其非懸掛質量均在50～90kg之間，采用獨立懸架是均為下限，采用非獨立懸架時候均為下限，采用非獨立懸架時候均為上限，采用復合縱臂式后支持橋懸架時均為中間值，對于轎車驅動橋，采用獨立懸架的非懸掛質量為60～100kg，而非獨立懸架由于帶有主減速器、差速器和缸體橋殼，非懸掛質量可達120～140kg。對于全地形車而言，發動機前置驅動，所以對于全地形車，前懸掛的非懸掛質量一般為70kg，后懸掛的非懸掛質量為60kg。所以汽車的簧上質量：滿載時候汽車簧上質量：

前后懸架的分別簧上質量近視等于前后軸的載荷，設計懸架的時候設計載荷根據前后軸載荷確定。

二、懸架總體參數計算

三、螺旋彈簧參數計算

（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構簡單、制造方便、應用廣泛等優點。其特征線為直線，可用作壓縮彈簧、拉伸彈簧和扭轉彈簧。當載荷較大且徑向尺寸有限時，可將兩個不同直徑的壓縮彈簧組合成一個組合彈簧。

（2）螺旋彈簧的計算：

原始條件：滿載時汽車簧上質量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：動荷系數k取2.5，則彈簧所受的最大壓力：Fmax=k·F=3738.3N;空載時汽車簧上質量457kg，最小工作載荷：

四、結語

全地形車的行駛系統是汽車上一個重要的部分，與整車的操作性和穩定性有著密切關系。針對現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。在雙橫臂獨立懸架方面，改進了轉向節處的結構形式，提高了轉向時懸架處的強度。采用V字型結構和實心形式，對橫臂強度進行了加強。并且對懸架中關鍵零部件進行了設計計算和校核，以及導向機構進行了分析，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：

[1]張英富，崔鳳.汽車底盤懸架結構設計要點分析[J].汽車世界，2019，000（007）：46.

[2]張明旭，王亞南.懸架系統性能研究方法[A].第九屆河南省汽車工程技術研討會論文集[C].2012.