摘 要

随着我国改革开放近四十年来经济的高速发展，人们对于汽车的定位已经产生了很大的改变，从一开始的奢侈品变成了人们代步的生活必需品。由于普及程度的增加以及各个车型之间的不断竞争，乘客对汽车的乘坐舒适性、动力性、安全性、操控性有了更高的要求，而各大厂商也为了迎合消费者，不得不在提高汽车舒适性这一研究领域投入大量的财力和人力。不仅如此，由于汽车行业涉及专业较多，因此汽车行业的发展水平在一定程度上可以反映出一个国家的工业整体水平。

本文以馈能式悬架为基础，设计开发了一款中高级客车的悬架系统。首先对馈能式减振器做了较为详细的介绍。选用了性价比较高，在国内较普及的复合式钢板弹簧悬架系统。进行了钢板弹簧、横向稳定杆、空气弹簧等关键零部件的设计与校核, 并确定了悬架系统的侧倾角刚度，偏频等性能参数。

关键词：馈能式减振器；空气悬架；导向机构；平顺性

Abstract

With China's reform and opening up nearly four decades of rapid economic development, people for the positioning of the car has produced a lot of change from the beginning of the luxury goods into people's daily necessities. As the popularity of the increase and the continuous competition between the various models, the passenger ride comfort, power, safety, handling of the car has a higher demand, and the major manufacturers to meet the consumer, had to improve Automotive comfort This research area invests a lot of money and manpower. Not only that, because the automotive industry involves more professional, so the level of development of the automotive industry to a certain extent, can reflect a country's overall industrial level.

In this paper, based on the feeder suspension, the design and development of a high-class bus suspension system. First of all, the feed-type shock absorber made a more detailed description. Selection of the relatively high cost, more popular in the domestic composite spring spring suspension system. The design and verification of the key components such as leaf spring, lateral stabilizer bar and air spring are carried out, and the performance parameters such as roll angle stiffness and bias frequency of the suspension system are determined.

Key Words：energy regeneration absorber；air suspension; guide mechanism; ride comfort

目录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪 论 1

1.1引言 1

1.2国内外研究现状 1

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 2

第2章 基于馈能式减振器的悬架系统分析 3

2.1汽车悬架系统简介 3

2.2液电馈能式减振器 3

2.2.1传统汽车减振器 3

2.2.2馈能式减振器工作原理 4

第3章 空气悬架的组成、特性及结构型式 6

3.1 空气悬架的组成 6

3.1.1 空气弹簧 7

3.1.2 高度控制系统 8

3.2 空气悬架的工作原理 10

3.3 空气悬架的特性 11

3.3.1 空气弹簧的刚度特性 11

3.3.2 空气悬架的频率特性 12

3.4 空气悬架的结构型式 13

3.4.1 钢板弹簧式 13

3.4.2 单纵臂式 14

3.4.3 A 形架式 14

3.4.4 四连杆式 15

3.5 本章小结 15

第 4 章 空气悬架系统设计计算 16

4.1车型设计选型：整车基本参数及尺寸 16

4.1.1整车设计质量参数 16

4.1.2车型设计尺寸参数（单位：mm） 16

4.2悬架偏频校核 17

4.2.1板簧参数 17

4.2.2钢板弹簧刚度计算 17

4.2.3气囊的选择 18

4.2.4前悬架的固有频率 19

4.2.5后悬架的固有频率 19

4.3钢板弹簧校核 20

4.3.1侧倾角刚度 20

4.3.2整车侧倾角 21

4.3.3钢板弹簧应力和比应力的计算 22

4.3.4极限应力的校核 23

4.4.5纵扭刚度和纵扭强度 24

结论与展望 26

参考文献 27

致谢 28

第1章 绪 论

1.1引言

随着我国改革开放近四十年来经济的高速发展，人们对于汽车的定位已经产生了很大的改变，从一开始的奢侈品变成了人们代步的生活必需品。由于普及程度的增加以及各个车型之间的不断竞争，乘客对汽车的乘坐舒适性、动力性、安全性、操控性有了更高的要求，而各大厂商也为了迎合消费者，不得不在提高汽车舒适性这一研究领域投入大量的财力和人力。不仅如此，由于汽车行业涉及专业较多，因此汽车行业的发展水平在一定程度上可以反映出一个国家的工业整体水平。

悬架系统作为现代汽车的关键组成部分，直接影响着汽车的乘坐舒适感，其通过刚性连接，将车架与车轮连接在一起，而传递路面作用于车轮的牵引力、纵向力与侧向反力以及由这些力而直接或间接导致的力矩，同时能够极大程度上衰减由不平路面传递给车身的冲击载荷、并大幅削弱由此引发的连续振动。

空气悬架，顾名思义其是以空气弹簧为弹性元件的，空气弹簧利用气体的可压缩性实现弹簧作用。空气弹簧与普通弹簧的区别在于，由于其并不是一个定刚度的弹簧，因此空气弹簧内起作用的气体压强会随着负载的变化而变化，弹簧上负载增加时，刚度增大，反之，刚度降低。只要设计以及选型合理，空气弹簧就可以良好的发挥其特性，使得在整个驾驶过程中，车身的高度都基本不发生变化，这样的乘坐体验是钢板弹簧，螺旋弹簧等传统弹性元件无法提供的。此外由于空气弹簧以气体为弹性元件，所以其重量会比钢板弹簧，螺旋弹簧重量小很多，寿命也更长。固有频率由于刚度的自主调节，所以其自身基本不会改变。因为其可以很好地应对路面工况的变化，所以其又称之为“道路友好型悬架”。目前在世界各国，汽车行业都鼓励开发此种悬架。可以预见，在不远的未来，空气悬架将在汽车行业大放异彩。

1.2国内外研究现状

空气弹簧悬架因其特有的性质和适应能力，大有代替传统的钢板和螺旋弹簧的趋势。空气弹簧之所以有如此的受欢迎程度，是因为其特有的运动性能特点是：负载能力可调；弹性系数可以随载荷变化而变化；载荷变化时,固有频率基本不变；固有频率一直保持在较低、较舒适的范围内。正因为这些特点，决定了空气悬架具有以下优点：（1）驾驶员以及乘客乘坐时更加舒适安全；（2）大大提高车辆的行驶平顺性；（3）增长轮胎和制动片的使用周期；（4）载荷变化时车身高度基本不变；（5）降低对路面的冲击作用，保护道路，减轻高速公路的维修负担；（6）延长汽车的使用寿命。（7）减少电气、空调、车桥、车身和底盘的维护次数，延长维护周期，降低维修成本。

1.2.1国外研究现状

目前国外在高档大客车上基本已经全部装配了空气悬架，此外高于85%的重型载货车也装备了空气悬架，空气悬架在轻、中型汽车上的装备量也在飞快上升，部分高档轿车、SUV等也逐渐开始装备空气悬架，如美国林肯、奥迪Q7、和大众途锐等。空气悬架在特种车辆方面受欢迎程度更高（如要求车身高度可自动调节的运输车等），空气悬架无疑就是最适合的选择。