汽车平衡悬架的设计要点.doc

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1、汽车平衡悬架的设计要点东风汽车工程研究院陈耀明二00四年十一月目录前言1．四连杆机构的布置1）推力杆外端头的位置2）推力杆的高度3）推力杆的斜度4）推力杆的长度5）推力杆在横向平面的布置（1）上推力杆的布置（2）下推力杆的布置6）关于通用件的处理方法2．推力杆铰接头1）以橡胶体的变形来满足扭转和斜摆运动要求的铰接头（1）硫化粘结式（2）组装压入式①径向压缩型②轴向压缩型（3）粘结压缩式2）橡胶体与滑动衬套并用的铰接头（1）粘接复合衬套（2）聚胺脂衬套3．平衡轴总成1）平衡轴（1）整体式平衡轴（2）断开式平衡轴①左、右支架连

2、接②左、右支架不连接2）平衡轴承（1）轴承（2）止推垫片与锁紧螺母（3）润滑与密封1．钢板弹簧的紧固与定位1）钢板弹簧根部的紧固2）平衡轴承毂3）钢板弹簧端部支承座（1）端座侧板的不对称布置（2）滑板设计（3）端座侧板设计（4）反向限位前言采用倒置半椭圆钢板弹簧做为弹性元件、纵置四连杆机构做为导向杆系的平衡悬架，因其结构简单、可靠，性能良好，长期以来成为6×6越野汽车、6×4自卸汽车和牵引汽车后悬架的传统结构。尽管近年来为了提高平顺性和解决门对门运输中保持车高不变的问题，一些重型牵引汽车采用了空气悬架，但使用在路面条件苛刻

3、的军用车辆和自卸汽车，这种平衡悬架仍有明显的优势和强大生命力。我国从上世纪60年代就自主研发了具有独立自主产权的板簧平衡悬架，并且生产了三十几年。与国外车型对比，我们也有许多独有的设计经验和优势。撰写本文的目的就是为了总结这些设计经验，供有关的悬架设计师参考借鉴。1．四连杆机构的布置1）推力杆外端头的位置要求对平衡轴对称，对中、后桥相关点位置相同，见图1。要求对称于平衡轴：要求对中、后桥相关位置相同：从图中可知：（1）（2）将，，代入式（1），得，，代入式（2），得，∴式中、为中、后桥倾角（设）。、为端头连线与中、后桥中垂

4、线的夹角、为端头连线与车架垂线的夹角1）推力杆的高度推力杆在中、后桥上的外端头高低，按下列步骤布置：（1）根据桥壳琵琶圆的大小，确定上推力杆端头位置，则确定了其离地高度，见图1；（2）按≈布置下推力杆位置，并核对离地间隙是否满足要求。对于一根上杆、两根下杆的常规设计，这种布置使上、下杆受力基本相同。2）推力杆的斜度（1）下推力杆斜角决定轴转向效应，即ε式中ε为轴转向效应系数，而为轴转向角，为侧倾角。一般纵置的中、后桥布置，稳态转向特性往往具有偏大的不足转应效应。将设计成如图1所示的布置，可减小不足转向，使转向灵活些，减少轮

5、胎磨损，同时，簧载质体的离地间隙也高一些。（2）上推力杆斜角的布置，应结合的状态，决定中、后桥的瞬时转动中心位置和倾角变化。若<，即上、下推力杆延线交点（瞬心）在平衡轴中心线一侧，这样当车桥跳动时，中、后桥间的那根传动轴的运动干涉（花键窜动量和夹角变化）会比较小。反之，>，则对中桥前的那一根传动轴的干涉较有利。因为一般设计，中、后桥间传动轴较短，所以较常采用<。若采用＝，为平行四连杆机构，中、后桥作平移运动，跳动时无倾角变化。3）推力杆的长度在平衡轴支架及横梁结构允许条件下，推力杆应尽量选长一些，这样可减小车轮跳动时的纵向

6、窜动量。最好选取优先数作为长度值。除非结构布置上的原因，绝大多数设计都选取上、下杆等长。不等长上、下杆往往造成中、后桥跳动时有倾角变化。纵置四连杆机构不像双横臂独立悬架，一般不采用不等长上、下臂结构。但是，国外也有少数厂家采用上短下长的推力杆，以适度的倾角变化来换取轮胎接地点在纵向的移动量（轴距变化）达到最小，减少了轮胎磨损量。1）推力杆在横向平面的布置（1）上推力杆的布置上推力杆的布置往往与中、后桥壳中心线对汽车中心线的偏置量、有关，一般有两种布置方案：①令上推力杆尽量靠近纵梁，使横梁受力分散，如图2中、所示。这时应令，

7、则桥壳上的支座成为对称件，横梁上支座可以是通用件。因两支座分置，在其横梁背面应贴加强板。②令中、后桥上推力杆摆在一条直线上，如图2中、所示，这时，为中、后桥中心线的偏距。这种布置横梁受力集中，支座可通用且对置固定，桥上支座仍为对称件。这种布置的优点仅是给车架内侧让出一些空间。当然，也可以采用、或、的布置，视总体布置对空间的要求来确定，这时桥壳上支座可以是通用件。当设计成通用件或对称件时，支座与销轴的定位搭接相关面应同向。有些贯通桥往往使中、后桥壳中心线对齐，即。这时仍可以按上述两种方案中的一种来布置，也就是，分散布置（对称

8、）或集中布置（通用）。（1）下推力杆的布置一般布置在中、后桥两侧尽量宽的位置，应注意到与轮胎（考虑装防滑链），制动气室等之间要留有间隙。2）关于通用件的处理方法按照上述方法来布置四连杆机构，其重要目的之一是可以将中、后桥对应的推力杆上、下支座设计成通用件。这对于允许同轴扭转的球头销和带有滑动衬套的橡胶铰