5.8纵臂悬架设计

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1、5.8纵臂式悬架纵臂式悬架亦称曲轴式悬架。它由沿行驶方向布置在汽车两侧的纵向摆臂组成。纵臂铰接在副车架或者车架上（参见图5.8.1），必须承受所有方向的力，故而所受的弯矩及转矩均较大（图5.8.2）。此外，还要求垂直力和侧向力不致引起车轮外倾角和前束的过大变化。纵臂式悬架比较简单，常在前轮驱动式车辆中用作后悬架。它的优点是车身底板平整，油箱和备胎可安置在纵臂之间。如果转动轴线与地面平行，则轮距、车轮外倾角和前束都不会因车轮的上下跳动而产生变化，只有轴距会稍微缩短。在采用扭杆时，纵臂的长度对悬架刚度有影响故可据此使得加载状态下的振动特性良好。

2、纵臂转动点同时又是纵倾中心O，即制动时车尾部分在这个位置下跌。图5.8.1纵臂式悬架图5.8.2纵臂式悬架的力学模型图5.8.1为Mitsubishi牌Colt型和Lancer型车的后悬架，螺旋弹簧靠内侧布置在车轴中心线上，上端通过橡胶环2支承在车身上。压缩行程限位块位于弹簧内部，减振器位置比较靠前。右侧横管被加长，并在端部变细，以便能通过常润滑的滑动轴承5和6来支承作横管。采用一个具有扭转弹性的橡胶轴环来密封横管（在件5旁边）。侧向运动由支座1限制。其它的优点是：（象复合式悬架一样）在车身与车桥之间只有二个支点1；短的横向稳定杆可方便地固

3、定在左右横管之间的连接处。6如图5.8.2中,垂直力Fn和侧向力±Fs一起在后悬架的纵向摆臂上产生弯曲和扭转应力，所以纵臂断面需采用封闭式箱形结构。最大的转矩为：6纵臂式悬架的缺点是侧倾中心低至地面；在曲线行驶时，车轮随车身一起倾斜的程度大于其它的独立悬架。图5.8.3Omega式后复合式悬架图5.8.4纵臂式横向推力杆悬架6图5.8.3为LanciaY10型车和Fiat牌Panda型车的Omega式后悬架。该悬架具有一根弯成U字形状的牵引式车桥及鼓式制动器、斜置减振器、布置在比较靠内侧的螺旋弹簧和安置在其上面的辅助弹簧。图中特别标出的安装

4、在牵引式车桥支座点的橡胶元件具有间隙，其目的在于获得为缓和带束式轮胎的纵向刚性所需要的轴向弹性。前面2根的支座情况也是这样。支座点同时又是车桥的纵倾中心。侧倾中心正好在车桥轴线上，并且由连接车身的3个铰接点来确定。这三点处亦承受侧向力。杆的倾斜角度应这样选择，以便使得这两根杆能消除因为不这样做而产生的侧向力引起的过度轴线转向现象。螺旋弹簧位于车桥轴心前方，因而必须较硬。这样做的优点是曲线行驶时车身的支承情况更好。图5.8.4速度可达230km/h的Audi100/200型车的扭杆式曲轴状车桥。很多前置前驱动轿车采用该悬架为后悬架.该悬架的弹

5、簧减振器柱固定在点6（即远离车轮处）。它在较大的程度上克服了汽车的侧倾振动。而纵向摆臂则必须更加靠内侧布置。它焊接在U字形断面的横梁上，并通过脚部筋块5加强。此外，U字形截面可以增高，从而具有较大的抗扭刚度。这种结构不需要横向稳定杆,即横向稳定杆被复合到U横梁上。图5.8.5复合式悬架图5.8.6纵横臂式悬架的轮距变化和转向横拉杆外端绞点U点的轨迹图5.8.5为占用空间很小的四杆—复合式悬架,Ranault5GTTurbo型、9、11、21型和Rapid型轿车采用该种悬架，它每侧都有2根扭杆（件4和件8）。V型断面的横梁10具有不等长的翼缘

6、，抗弯性好，但抗扭性差，它承受由垂直&、侧向力以及制动力产生的总力矩；它还部分地起到力横向稳定杆的作用.德国大众多种汽车都采用螺旋弹簧复合式后悬架(无扭杆,用螺旋簧代替横置扭杆)。纵臂式悬架（图5.8.6），图5.8.6适用所述模板确定纵横臂式悬架的轮距变化和转向横拉杆外端绞点U点的轨迹。在纵横臂悬架中，下部仍作出绕D点的圆弧，而上部则作出垂直于摆臂转轴的直线（图5.8.6），它必须通过点1。可同时在圆弧和垂直线上获得轮距的变化。非独立悬架和复合式悬架的车轮（由于相互直接连接）在同向跳动时前束一点也不变化。由于结构公差或调整错误，车桥也可能

7、在汽车中倾斜安装，即相对于汽车的纵向轴线，一个车轮具有前束，而另一个车轮有后束（图5.8.7）。在这种情况下，汽车不再巡轨而行，造成不稳定行驶。这是一个缺点，它在光学测量中往往不易察觉。图5.8.7Audi牌100/200quattro型车后轮在上下跳动时的运动特性。可以看出，车轮上跳时两个车轮的轮距变化很小，外倾具有恰当的负值，而前束的变化（单轮）则表明可使后桥产生侧倾不足转向。如图5.8.9所见，通过在车身侧倾时将车桥的车身外侧端向前拉和内侧端向后压，也可是非独立悬架具有侧倾不足转向性能。整根桥的转向角变化值除以运动侧倾角变化，称之为侧

8、倾转向系数（图5.8.10）。图5.8.8如果非独立悬架的后桥安装得与汽车纵向轴线不成直角，为了保证直线行驶需要有一个微小的转向角（猎罐狗式汽车）。该图也用同样的方式说明，当要汽