悬架系统设计计算报告

悬架系统设计计算报告 前轴荷 （kg） 空载 满载 空载 满载 676 788 424 687 79.97 68.55 642 735 428 710 79.97 68.55 后轴荷 （kg） 前悬架非簧载质量 （kg） 后悬架非簧载质量 （kg） 3 系统计算及验证

3.1

前悬架位移与受力情况分析

通过对标杆车的特征检测，在参照标杆车整车姿态与悬架安装点的前提下，根据三维逆向设计数据的运动分析可知，所设计车型的螺旋弹簧中心点和车轮中心点在不同姿态下的行程如下：

表2 前悬架位移

空载——满载 空载——反跳 弹簧行程（mm） 23.5 43.2 车轮中心行程（mm） 备注 25.2 47.7 1). 空载悬架位移与受力情况分析 悬架在空载情况下，其受力简图如下：

Mδ

图3 前悬架刚度空载下计算示意图

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根据图3 空载受力平衡，弹簧在空载时的载荷值Fxk可由下式求出：

GFk?Fxk??Fk?Fxk?GFk?Fk?3150.0 N

其中：

GFk ：前轮空载地面对与簧上质量的作用力；

GFk?(Mk?M下）(676?79.97)g??9.8=2920.5 N 22?Fk ：车轮中心与弹簧受力点力比为；

?Fk?K1901.13??0.927

Pcos?2119.26?cos14.6?另：为计算空载情况下悬架的刚度，车轮中心与弹簧受力点位移比?sk可在此一并计算出，即?sk为：

Pcos?2119.26?cos14.6?=1.079 ?K1901.132). 满载悬架位移与受力情况分析

?sk?悬架在满载情况下，其受力简图如下：

Mδ

图4 前悬架刚度满载下计算示意图

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根据图4 空载受力平衡，弹簧在满载时的载荷值Fxm可由下式求出：

GFm?Fxm??Fm?Fxm?GFm?Fm?3700.0 N

其中：

GFm ：前轮满载地面对与簧上质量的作用力；

GFm?(Mm?M下）(788?79.97)g??9.8=3469.3 N 22?Fm ：车轮中心与弹簧受力点力比为；

?Fm?K2219.03??0.938

Pcos?2402.3?cos10.0?另：为计算空载情况下悬架的刚度，车轮中心与弹簧受力点位移比?sm可在此一并计算出，即?sm为：

?sm?3). 螺旋弹簧刚度计算

Pcos?2402.3?cos10.0?=1.066 ?K2219.03车辆在从空载在满载运动过程中，螺旋弹簧的刚度可近似为线性刚度，则前螺旋弹簧刚度CS1可由其空满载所受作用力的变化量和变化位移直接求出，带入上面所计算出的弹簧载荷值可得：

CS1?dFFxm?FxkFxm?Fxk??=23.4 N/mm dsds23.5标杆车的前螺旋弹簧试验刚度为20.7N/mm，与设计值有所差别，主要时由于LF7133与标杆车在整车载荷上有相应的变化。LF7133前轴空满载的载荷均较标杆车高，故而弹簧刚度需要适当提高。

4). LF7133前螺旋弹簧参数的确定

考虑到整个前悬架系统在整车的布置情况，前螺旋弹簧中径、有效圈数均采用标杆车参数，仅对钢丝直径进行调整，即：

Gd14Cs1? 38D1n前?d1?4Cs18D1n前G3≈12.7 mm

式中：

G ：为弹性剪切模量79000 N/mm2

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Cs1 ：为螺旋弹簧刚度 23.4N/mm D1 ：为前螺旋弹簧中径 135.0 mm

n ：为弹簧有效圈数 4.25圈，总圈数5.75圈。

5). 前悬架固有频率的计算

悬架系统将车身与车轮弹性地连接起来，由此弹性元件与它所支承的质量组成的振动系统决定了车身的振动频率，这是影响汽车行驶平顺性的重要性能指标之一。

前悬架固有频率：

1C?103n?? （Hz）

2πm1式中： m1 ：前悬架簧上质量

空载质量 m1 =676-79.79=596.2kg； 满载质量 m1 =788-79.79=708.2kg； C ：前悬架刚度，具体计算如下。

设悬架单边的刚度为Ck，弹簧受力与位移为Fx、x。根据悬架受力和位移情况，可将悬架的刚度通过一定的比例关系换算到螺旋弹簧处予以数值计算，则空载时前悬架刚度：

C1?2Ck?2F??dF?2xFk?2CS1?Fk dsx??sk?sk?C1?2Ck?2CS1??Fk0.927?2?23.4??40.2 N/mm

1.079?sk同理可设悬架单边的刚度为Cm，则满载时悬架刚度：

C2?2Cm?2F??dF?2xFm?2CS1?Fm dsx??sm?sm ?C2?2Cm?2CS1?将各参数带入上式可得：

空载偏频：n空=1.31（Hz） 满载偏频：n满=1.21（Hz）

?Fm0.938?2?23.4??41.2 N/mm

1.066?sm由于前悬架刚度在运动过程中会发生变化，对标杆车前悬架刚度进行试验，得出标

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