毕业论文：方程式赛车前、后悬架及转向系统设计（前、后悬架） ㊣ 精品文档 值得下载

量小在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命便于布置，在轿车设计中特别考虑给发动机及行李箱留出足够的空间便于维修保养。

悬架分类及优劣分析根据两侧车轮垂直运动是否关联分非悬架和悬架。

非悬架非悬架的左右轮装在根整体的刚性轴或非断开式驱动桥的桥壳上，非名称由此而来。

其典型结构如图所示。

图非悬架图悬架非悬架的优点有结构简单，制造维护方便，经济性好工作可靠，使用寿命长车轮跳动时，轮距前束不变，因而轮胎磨损小缺点是占用空间大，簧下质量大当两侧车轮跳动不致时会相互影响，行驶平顺性低在不平路面直线行驶时，由于左右轮跳动不致而导致的轴转向会降低直线行驶的稳定性。

非悬架主要用在质量大的商用车以及些乘用车的后悬架上。

二悬架与非悬架相比，悬架具有如下优点定变形范围内左右车轮可单独跳动互不影响，可减少车身的倾斜和振动非悬挂质量小占用横向空间少，便于发动机布置，可以降低发动机的安装位置，从而降低汽车质心位置，有利于提高汽车的行驶稳定性易于实现驱动轮转向。

悬架又有多种结构型式，主要有横臂式悬架横臂式悬架是指车轮在汽车横向平面内摆动的悬架，按横臂数量的多少又分为双横臂式和单横臂式悬架。

单横臂式悬架图单横臂式悬架图双横臂式悬架单横臂式具有结构简单，侧倾中心高，有较强的抗侧倾能力的优点。

但当车轮跳动时会使主销内倾角和车轮外倾角变化大，故不宜用作前悬架。

随着现代汽车速度的提高，侧倾中心过高会引起车轮跳动时轮距变化大，使轮胎相对地面侧向滑移，轮胎磨损加剧，故多应用在后悬架上，但由于不能适应高速行驶的要求，目前应用不多。

双横臂式悬架等长双横臂式悬架在其车轮作上下跳动时，可保持主销倾角不变，但轮距却有较大的变化，会使轮胎磨损严重，故已很少采用。

不等长双横臂式悬架在其车轮上下跳动时，只要适当地选择上下横臂的长度并合理布置，即可使轮距及车轮定位参数的变化量限定在允许范围内。

这种不大的轮距改变，不应引起车轮沿路面的侧滑，而为轮胎的弹性变形所补偿。

因此能保证汽车有良好的行驶稳定性。

双横臂悬架般用作轿车的前后悬架，轻型载货汽车的前悬架高级轿车后悬架，以及要求高通过性的越野汽车的前后悬架。

车轮沿主销移动的悬架包括烛式悬架和麦克弗逊式悬架烛式悬架烛式悬架的结构特点是车轮沿着刚性地固定在车架上的主销轴线上下移动。

烛式悬架的优点是当悬架变形时，主销的定位角不会发生变化，仅是轮距轴距稍有变化，因此特别有利于汽车的转向操纵稳定和行驶稳定。

但缺点是汽车行驶时的侧向力会全部由套在主销套筒的主销承受，致使套筒与主销间的摩擦阻力加大，磨损也较严重，因此已很少采用。

图烛式悬架结构图图麦克弗逊悬架结构图麦克弗逊式悬架麦弗逊式悬架是绞结式滑柱与下横臂组成的悬架形式，减振器可兼做转向主销，转向节可以绕着它转动。

其构造简单，布置紧凑，并且几乎不占用横向空间，有利于发动机布置。

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。

缺点是悬架运动特性的可设计性不如双横臂悬架需采取相应措施隔离振动噪声减振器的活塞杆与导向套之间存在摩擦力，使得悬架的动刚度增加，弹性特性变差对轮胎的不平衡较敏感减振器紧贴车轮布置，其间空间很小，有些情况下不便于采用宽胎或加装防滑链。

麦克弗逊悬架最佳的应用场合是前置前驱动微型和普通级轿车的前悬架，近年来出厂的前置前驱动轿车大多采用了这种布置方式。

纵臂式悬架纵臂式悬架是指车轮在汽车纵向平面内摆动的悬架结构，又分为单纵臂式和双纵臂式两种形式。

纵臂式悬架具有如下优点结构简单占用垂向及横向空间小纵臂的转动点同时也构成了悬架的纵倾中心④纵臂的转动轴线与地面平行时实际结构中大部分如此，轮距以及车轮的前束和外倾角不随车轮的跳动而变化。

单纵臂式悬架当车轮上下跳动时会使主销后倾角产生较大的变化，因此单纵臂式悬架不用在转向轮上。

双纵臂式悬架的两个摆臂般做成等长的，形成个平行四杆结构，这样，当车轮上下跳动时主销的后倾角保持不变。

双纵臂式悬架多应用在转向轮上。

纵臂式悬架，转向时后轴外侧悬架加载，内侧减载，使得两后轮到前轴距离发生变化，类似轴转向效应，增加了过度转向的趋势，故不适合在转向要求精确地高速赛车上。

图单纵臂式悬架图双纵臂式悬架车轮在汽车斜向平面内摆动的悬架单斜臂式悬架单斜臂式悬架是介于单横臂和单纵臂之间的种悬架结构形式。

其摆臂绕与汽车纵轴线具有定交角的轴线摆动，选择合适的交角可以满足汽车操纵稳定性要求。

这种悬架适于做后悬架。

图单斜臂式后悬架确定悬架类型双横臂式悬架侧倾中心高度比较低，上下横臂长度之比为时，车轮平面倾角变化小于，单个车轮上轮距的改变量应不大于轮胎弹性变形的允许尺寸不会引起轮胎磨损，并且能自适应路面，轮胎接地面积大，贴升。

在曲面的车轮驾驶时是主倾角和外倾角的作用。

没有主销倾角角度不是没有曲面变化与引导锁。

作为支撑加但仍然没有脚轮车轮将失去曲面同锁定甚至换句话说，它将改变方向，给予积极的曲面在外轮上，正如脚轮被补充关键的作用。

用积极的脚轮和没有主倾角，车轮在外轮上获得消极的凸形和在内轮上获得积极的凸形。

因此脚轮能增加有利的外倾角去影响主倾角。

换句话说，究其原因，低的主倾角是理想的因为深入主销从负面曲面角度或得中减去由于脚轮在外面轮上。

在货架位置的这个决定取决于几个因素，如引擎的位置的包装和定位，前轮驱动装置和后轮驱动装置，不管是高或低输送等。

此外还有选择架位置的原因。

首先，我们必须假设每个结构是个弹簧，以这个为例，介绍了架子上安装刚度和下限控制臂安装刚度的底盘不定会是相同的。

因此，当转弯时，任何不同的球接头侧向位移联系到的外支点将要引起个转角。

保证稳定性最好有侧向受力变形侧向力而不是向内转向。

我们能保证这发生在适当的位置的架子上。

如果个高架是必需的，它定是车轮中心，如果它是低架，就必须将提前轮中心显示在图阴影区。

悬挂结构要求设计必须要考虑当包装各要素的整个系统。

控制武器，有支架直对面球接头具有更好的系统刚度，舒展双臂。

为弹簧震动，稳定平衡杆建立连接比率接近尽可能将会提供更多的直接加载路径以提高系统的刚度，同时提供个较轻的整体设计。

双型摆臂和趾型连接臂这是前悬架最普通的形式，可以很容易用在后悬架。

趾型连接臂是接在底盘上的代替接在车架上表现在图如果个前悬架被用作后悬架，这种风格很容易适应个重要的考虑。

左前方的部件应该安在右后角而右前方的安在左后角。

这样调换过来的原因是趾型前悬架的几何学考虑与后悬架的需要恰恰相反能导致侧倾不足转向。

趾型连接臂不能连接到底盘的情况，这个设计有个小变化。

然而它被连接在下面的或较低的控制臂上如图表示较低控制臂。

这个可以被估计这个趾型连接臂外部铰链是很接近那个同样高度的球铰。

这个被称为接地趾型连接。

这种趾型连接臂特点不总是很明显在这种类型，尤其当有重要改变。

电脑仿真最好的结果应该被使用。

有时个较低的型臂为包装的原因是不实用的。

个等臂悬架几何学用个单独直连接代替个较低型臂。

个趾型连接连在上型臂可以提供很好的几何学。

这种连接可以基本被安排成两种结构看图和，个后连接和两个侧连接，或两个非后基础的侧斜连接，另个侧连接相当于个趾型连接后连接将有很多问题，个是将弯曲的趾变直，还有些参数被随着行驶改变的摇臂角度控制，这可能不令人满意，当这两个侧斜连接被使用，个虚拟的点如图被创造，它比实际连接的球铰更在轮子的外侧，这个特征可以有利于产生个负面的磨砂半径或短的主轴长度。

个系统基本是与上面描述的是相反的，也是种可行的悬架在长短横臂家族。

在这种形式中，上臂由两个连杆形成。

再者可能创造个虚拟的中心去获得个特殊的特征，它不能用球铰连接型臂，也可能用个横臂连接和个侧直臂，但般不推荐。

型臂和型臂的作用相似都有个不接地的趾型连接，它有三个连杆在这个例子中。

如图它可以作为上臂或者纵臂用在后悬架，当它被使用时，臂的主内销必须和型臂的主内销相平行，否则约束将引起悬架运动时由于企图转动叉式前桥因此使得臂旋转。

这意味着侧视摇臂的瞬时中心在无穷远处，因此获得高价值的反功能是困难的。

这般是使用臂的限制因素。

臂的个潜在成本优势是，它仅仅需要两个底盘反应点代替三个去形成它的控制功能。

臂纵臂和个横向连杆的使用是个特殊的例子，这里臂被要求执行四连杆的作用代替三连杆。

它完成那个由刹车载荷作为扭矩输入。

所有轮子纵向输入的反应以使臂的扭矩变大告终。

所以臂的结构需要成为不同的在这个例子中。

这个上拉杆只在前视图中起作用，有利于前视图瞬时中心的测定。

侧视图的几何完全被臂的内主轴控制。

它和半拖曳臂式用同样的方法测定。

这种后悬架的版本在年的雷鸟中被使用。

如图个系统利用五个单独的连杆可以做个很满意的悬架。

它的布置和方位与三连杆和上面提到的现在由两个连杆组成的型臂相似两个变化的连杆展示在图和。

这种设计类型的运动时很灵活的，这里有个问题，希望前视图的运动学不妥协于侧视图的几何学。

另个做成五连杆的原因是为了获得短的主轴长度和小的负面磨砂半径。

这个被做通过延长连杆到虚拟点代替在理想的中心用些球铰。

在使用这个设计的时候有个警告，侧斜配对上连杆和下连杆模拟的型臂更喜欢纯粹的横臂或者纯粹的纵臂来构成连接臂。

这是因为用概念横臂使得侧视图几何的变化率太高。

而且横臂定要安在轮胎边缘的内侧，这导致主轴长度至少是轮胎截面的半。

看图有这个概念的解释。

通过个例子证明横臂和侧斜臂的不同，就是克尔维特和梅赛德斯的五连杆。

克尔维特在前视图用半轴和拱形连接臂和两个横臂在侧视图，形成上下臂。

横拉杆是第五个连杆。

就像前面提到的总体剖面图的横梁型后桥，这里有五个基本的运动物件它们需要被悬架臂控制。

轮胎行径抗升力线抗后座被侧视图的瞬时中心控制。

侧倾中心高度和侧倾转向被滚轴控制。

全部簧载的或者非簧载的都是悬架臂起作用。

这些纵长载荷例如刹车和加速被联系通过侧视图的瞬时中心和侧向载荷被联系通过滚轴。

所以基本理解后悬架车轴就是理解瞬时中心和滚轴怎么被定义。

这将代替些通常使用的后悬架类型。

这章首先讨论自由度和运动路径和那个表明悬架车轴有两个运动路径，因此，这个运动可以被四个连杆控制。

这里有各种各样的方式去安排这四根连杆去完成个可行的悬架。

下面的列表包括些最流行的。

图代表这种风格的几何学。

这个侧视