章43
悬架系统
独立悬架是一个术语，用来描述车轮以一种不直接影响其他车轮升降的方式连接到运输单元的任何安排。尽管自第二次世界大战以来才被广泛使用，但它的首次使用至少是在1878年。从1935年开始，在大约10年的时间里，大多数制造商逐渐放弃在汽车上安装梁桥和半椭圆弹簧前悬架。的好处来自独立前悬架采用如下——(1)因为密切近似垂直行程的车轮,转向系统中陀螺踢-车轴进行削减,这些反应,往往启动轮振动是不可避免的,如果只有一个凹凸轮上涨。(2)避免了由于轮胎/路面接触片的横向运动而产生的转向效果，因为车轮会上升和下降。(3)避免了桥跨，特别是与受制动力矩作用的叶片弹簧的交替上发条和释放有关的桥跨。(4)避免了第40.5节中定义的蓖麻角的变化。(5)螺旋弹簧比半椭圆弹簧更容易安装在必须操纵的车轮附近。(6)辊心较低，弹簧底座较宽，因此辊阻较高。固有的高滚动阻力的第二个影响是可以使用更软的弹跳，正如42.2节所解释的那样，这可以减少倾斜的趋势。(7)发动机可以向前定位，因为它不需要清除光束axle——这为车内乘客留下了更多的空间。(8)非簧载质量更轻，从而提高了乘坐质量。独立悬架布局有很多，如表43.1所示。其中大多数都可以与几种不同类型的弹簧一起使用。在现有的篇幅内不可能描述所有的系统，但最重要的类型将在本章中大致按优点进行讨论。
1145悬架系统
绝大多数汽车现在都采用了双横向连杆的前悬架，不过第43.4节所述的麦克弗森杆-连杆式正逐渐普及。在这两种情况下，目标都是车轮的垂直运动，近似于将车轮安装在一个支点为无穷大的手臂上，在车辆的另一侧。这意味着没有变化的弯度角，这是相对于垂直的车轮平面的角度。当车轮和轮胎的下边缘被压在车辆下方时，弯度角为正;当上部向车辆中心倾斜时，弯度角为负——通过将负弯度与撞击膝盖联系起来，很容易记住。负弯度，通过设置车轮在一个有利的倾斜度对车辆的离心力作出反应，增加其转弯能力。另一方面，如第41.4节所述，有时采用正弯度来帮助获得中心点转向。当一个力从侧面作用在汽车上，使车身倾斜或翻滚时，运动将是在包含汽车纵轴的垂直平面上的某条直线上。这条线叫做横滚轴。它的位置取决于前后悬架的类型。图43.1是一辆汽车的前视图，该车有一个车轴和叠层弹簧，叠层弹簧仅用之字形线条表示。当没有侧力作用时，这些弹簧受到的压缩是相等的，每一个弹簧产生的力P等于轴所承载重量的一半。每个轮子和地面之间的垂直力
单一横向联系(43.5节)一个梅赛德斯-奔驰300 d摆动轴(后方)双横向联系(43.3节)多数现代面前悬浮液单一领先或落后于链接雪铁龙2 CV前后,迷你(43.6节)和雷诺Faregate后方双领先或落后于链接大众甲壳虫,后方(43.7节)bromlite(43.8节)Brought Girling戴姆勒摄政(43.9节),1951单与主轴不平行胜利2000(1963)和菲亚特600(1965)纵向或横向轴悬架的汽车(43.19节)双与重心轴不平行亨伯超级狙击(1952)纵向或横向轴的车(43.19节)麦克弗森支柱类型(43.4节)许多现代汽车,包括福特范围杜本内酒(43.10节)沃克斯豪尔范围,只是之前,第二次世界大战后滑块,或支柱,类型(第43.11条)摩根
汽车
也将等于P加上一半的重量W的轴和车轮。当一个侧向力F作用在物体上时，它在物体和弹簧的连接点上设置了力f1和f2。这些力量的相对大小以及它们作用的确切位置总是多少有些不确定。然而,假设他们是平等的,如图所示,他们的合成是一个力F′大小相等,方向相反,这两个力F F和F′从而构成两级跳频,h是它们之间的垂直距离,除非倾斜非常大,可能会认为是等于噩,辊中心和阿,如果F是离心力,G是重心。对于平衡，必须有一个相等和相反的力偶来平衡Fh力偶。这个平衡偶由左边和右边反应的q值增加和右边反应的q值减少提供。因此，左边的弹簧会比以前下降一点，而右边的弹簧会上升相同的幅度。因此，身体将围绕点O倾斜，在滚动轴上。类似地，在后面也会有一个相应的中心O #39;，所以线OO #39;是滚动轴。两边弹簧力的变化q等于Fh/t, t是弹簧的基底。车轮与地面之间的垂直力将随着p的变化而变化，其中p = FH/T, T为车轮轨道，H为地面上方作用力F作用线的高度。如果，在侧向力f1和f2的作用下，或者更准确地说，在这些力的作用下，弹簧稍微向一边偏斜，那么O点就会向一边移动，因此倾斜的中心就会稍微低一些。现在考虑汽车独立悬架如43.2图所示,侧向力F再次设置一对倾斜,这是平衡力的增加p的左手的同等下降春天和右手施加的春天。如果不是过度倾斜,这些变化在弹簧力将相同的情况下,增加一个从Q Q s和其他减少Q - s。左边的压缩弹簧将增加一些数量和右手的春天将由相同数量减少。因此，悬架将假定所示的位置，并且车身将围绕O点倾斜。因此，O现在是滚动轴上的一个点，而将其与后部倾斜O #39;的类似中心连接起来的直线将是滚动轴。对于前后有刚性车轴的车辆，滚转轴距地面一定距离，而对于前后有独立悬架的车辆，滚转轴位于地面或接近地面。
1147悬架系统
一个汽车的独立悬挂在前面和刚性轴在后面将倾斜，从大约地面在前面上升到大约轴水平在后面。对于Macpherson型独立前悬架，通常选择刚好高于地面的轧辊中心高度，因为它提供了最小的横向擦洗，再加上轧辊中心高度随悬架挠度的变化相对较小。另一方面，一个更高的轧辊中心与现在流行的单连杆角度后悬架，第43.19节，但由于轴的轴是固定的，设置枢轴，图43.24，其高度变化不大，随着挠度。当滚转轴位于地面时，倾覆力偶FH大于滚转轴位于地面时所获得的FH。虽然这往往会使汽车的倾斜与汽车独立悬架比刚性轴前后,这种趋势抵消,因为有效的独立悬架的弹簧座是轮距T, T比春天更广泛的基础。它可以表明,对于刚性轴的车辆,倾斜的角度大约正比于2 q / t2 = 2 fh / t2,对于独立悬架的汽车,它正比于2p/T2 = 2Fh/T2。在大多数情况下，后者将是较小的，因为更有效的弹簧基础，这将超过增加的影响，在手臂H翻转夫妇。车辆一端的横摇刚度(对横摇的阻力)越大，在另一端发生反应的倾斜力偶的比例就越大。事实上，如果车体前部的横摇刚度是无穷大的，那么整个倾斜力偶就会在那里发生反应，除非车体具有足够的柔韧性，能够扭转车身，从而将部分载荷施加到后悬架上。汽车是非常刚性的扭矩相对于他们所携带的负荷。这是因为整个车身可以看作是一个扭矩管。然而，重型商用车由于必须承受巨大的重量(相对于它们的底盘框架较浅)，具有扭转挠性，这是它们通常不使用独立悬架的原因之一。然而，在实践中，“滚动中心”并不像乍一看那样是一个简单的概念。虽然一般假定车辆绕着一条通过前后悬架滚心的线所表示的轴滚动，但只有当车轮和轮胎组件是刚性的，并且在道路上不侧移时才可能是这样。由悬架连杆的运动学确定的滚动中心，随着悬架的偏转而运动，并越来越趋向于偏转的极值。显然，考虑到悬架几何形状随车轮挠度的变化而变化，以及轮胎的垂直和横向挠度，运输单元的实际运动不仅需要使用计算机。即便如此，考虑悬架连杆的几何形状，仍然可以得到一个足够精确的近似。求轧辊中心的方法如图43.3所示。它包括延长悬挂连接轴，直到它们在O点相遇，然后连接O和轮胎与道路之间的接触中心T。点O是瞬时中心，围绕它旋转悬架的所有部件，它的枢轴位于车辆一侧的车厢单元上。如果我们对另一边的悬挂做同样的处理，我们会发现这两条直线OT
1148汽车
图43.3注:如果车辆的悬架在另一边画,图中获取瞬时中心将是一个镜像所示,这就是为什么C总是垂直中线的车辆,除非两边车轮偏转方向相反，相交于C点，C点是两个点T旋转的瞬时中心，因此是车辆整体的滚动中心。重新绘制这张图有一个悬架偏上,另下——这种情况当身体卷——它可以显示点O向下移动,分别在双方当然辊中心C不仅向上或向下移动,根据几何,但也侧面,车辆的垂直中线。如图43.4所示，悬挂在静止位置时，一些典型的连杆系统及其滚轴中心如图43.4所示。图43.5所示为带扭力杆弹簧的双横杆悬架。消除与偏转车轮倾斜,这是外倾角的变化phi;,两臂必须相等的长度,这将把辊中心在地面上。然而，这将产生随滚转改变轨道的效果，产生不良的转向效果，并可能对轮胎磨损产生不利影响。通过缩短上连杆，可以保持轨道几乎不变，而不会引入太多的弯曲角度的变化。此外，当车辆转弯时，外轮的外倾角变化较小，为负值，增加了转弯功率。在早期独立悬架系统中，这些连杆一般都与地面平行。然而，在第二次世界大战之后，将它们倾斜以移动辊心的做法变得普遍起来。通过在图43.3所示的线条上绘制草图，可以很容易地看出这些效果，但是手臂的角度各不相同。它将看到，倾斜的上部链接向下对车轮提高辊中心，反之亦然。当使用螺旋弹簧而不是扭力杆时，通常与图43.5中的伸缩阻尼器同轴安装。顺便说一句，弹簧和减振器的上端通常在车辆结构上，而不是在上横臂上。在一些车辆上，弹簧和阻尼器是分开安装的.
1149悬架系统
对于减振器的维修，可以更容易地获得通道。另一种方法是通过弹簧座盘上的孔来拆卸减振器。对于前轮驱动汽车，盘簧和减震器在大多数情况下都位于上部横向连杆和车辆结构之间，为驱动轴与车轮留出空间。unequal-length叉骨,最后转向臂的B,图43.5中,移动的曲线不是一个圆弧,所以悬架的垂直偏转不可避免地有一些指导作用的中心联合在其连接的另一端——转向连杆的其余部分,符合主的轴和较低的横向联系。这个问题通常是克服两种方式中的一种:一个位置的中心连接的其余部分可以选择转向连杆,恰逢一个弧的中心近似的曲线B,在这种情况下,不良的操舵效应可能变得可以忽略不计;或者B的中心与下臂A1的x1轴成一条直线，在这种情况下，与另一条与x1轴成一条直线的连接，运动将是真正的圆形，不会产生转向效果。同样的，两端也可以与上臂A2的X2轴和X2轴重合，尽管这样排列比较困难。图43.6和图43.7显示了这类悬挂机构的两种变体。在第一种结构中，一个叠层弹簧作为上臂，而在第二种结构中，两对叠层弹簧，一组在顶部，另一组在底部，代替了两个横臂。
1150汽车
在菲亚特600的情况下，它有一个叉骨式的上部链接和没有拖动链接。当杠杆臂式减振器被广泛应用时，它的臂有时被用作上横向连杆，莫里斯小型减振器就是一个显著的例子。另一种变体是用驱动轴代替下臂。一个例子是凯旋先驱，在这个例子中，上部的横向连接是由横向叶片弹簧的末端形成的，下部是由有时被称为摆动的半轴形成的。该轴上下摆动的万向节在其内部结束，在那里，它是连接到最终传动差速器。在它的外端以一种不寻常的方式提供必要的连接。该轮是键直接对圆锥外端的半轴，和车轮轴承立即内板。这些轴承，与外端在其中旋转的半轴，是在一个轴承座中进行的，该轴承座枢转安装在垂直链接的下端，上端连接横向叶片弹簧的眼睛。这两个枢轴连接的轴当然是平行的，所以这两个连杆可以连接在一起，承载着垂直的连杆，这样轮子就可以上下移动。为了提供前后位置，一个拖拽链接，在两端旋转，作为一个半径杆之间的车轮轴承外壳和横向成员进一步前进的底盘框架。一个类似的独立后悬架布局，但与线圈弹簧，图43.8，是用于几个捷豹汽车。在这里，摆动的半轴形成了上横向连接，但它的外端有一个万向节，而不是凯旋先驱的枢轴轴承壳安排，以使它所需的自由表达。下环包括一个横向臂和一个拖动环。盘式制动器安装在内侧，在最终驱动总成上，因此大大减轻了簧载重量，减轻了制动扭矩的悬架连接，除非是在传递扭矩的情况下。
1151汽车
通过摇摆的半轴回到刹车。由于短轴托架绕下连杆的外端枢转，施加在车轮上的垂直载荷使半轴处于压缩状态，而在转弯时，外车轮上的侧向载荷使半轴处于张力状态，两者趋于抵消。在内轮上，虽然这两种载荷是相加的，但无论如何它们更轻，而且在极端转弯时，它们会降至零。有一些变体的双横向链接系统，其中两个链接中的每一个都可以是一个单臂与一个拖动链接一起使用，如美洲虎系统，或者它可以三角形成所谓的叉骨链接。在后一种情况下，连杆的顶点与短轴托架相邻，基座由位于车辆结构每个角的枢轴轴承固定。这些轴承间隔越宽，由于制动阻力和扭矩，它们的负载就越轻。在一些例子中，枢轴轴承的轴不平行于车辆的纵轴。这种安排通常被采用，就像在亨伯超级狙击底盘，只是为了使前横向成员的底盘框架，以清除发动机底壳，或换句话说，使发动机能够安装尽可能远的向前。该车的车架如图38.2所示，叉骨连接(未显示)的尾迹与前横构件的外端角度相同。
19世纪40年代，美国福特工程师厄尔s麦克弗森(Earle S. MacPherson)发明了一种杆式悬架，其原理如图43.9所示，详细情况见图43.10和图41.8。这种类型很常见，因为它与车厢单元之间的连接距离很宽，非常符合无底盘结构的基本概念。此外，对于横向发动机，可能没有空间的上部横向链接，即使有，支柱式留下更多的空间周围的发动机，所以维修访问更容易。唯一显著的缺点是径向负荷活塞，由于横向力在转弯和制动扭矩。两个连杆组成了完整的机构，一个连杆承担横向载荷，另一个连杆承担拖动载荷，还有一个几乎垂直的伸缩杆，如图43.9所示。在B处的结构上以单横臂为中心，通过球窝关节D连接到支撑杆C的底座上。在C处滑动的是构件E，构件E的上端用相当于一个球的东西固定在本体上。
1153悬架系统
和插座连接-在实践中，由于F处的连接是小的，一般使用橡胶连接。弹簧被压缩在两个法兰之间，一个在构件C上，另一个在构件e上。对于转向，成员C围绕轴DF旋转。上世纪80年代中期，福特推出了一种改型车，用于运输货车和护卫队车型。这种改型车的线圈弹簧插在横向连杆和车架之间，这样就不会挤入必须安装离合器和刹车踏板的空间。作用于车轮上的纵向力由拉杆或拖杆承受，其后端以H为轴，靠近连杆a的外端;在它的另一端，这个拖动链接被旋转到主体结构。两个枢轴通常是橡胶套。在平面视图中，它通常相对于汽车的纵轴设置大约45°，由于它位于连杆A的前面，所以处于张力状态。在许多情况下，它仅仅是通过弯曲横向安装的防滚杆的两端而形成的，这样它们就可以执行拖动连杆和杠杆臂的双重功能来驱动防滚杆，而防滚杆通常是在其曲柄端附近的橡胶衬套中携带的。为了清理发动机的油底壳，防滚杆通常安装在发动
英语原文共 1188 页
资料编号：[5170]
以上是毕业论文外文翻译，课题毕业论文、任务书、文献综述、开题报告、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
