(完整word版)雙橫臂懸架設(shè)計(jì)

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1、 5.7 雙橫臂式懸架設(shè)計(jì) 雙橫臂懸架的結(jié)構(gòu)與力學(xué)模型簡(jiǎn)化 圖 5.7.1 某貨車的雙橫臂前懸架 圖 5.7.1 采用前置轉(zhuǎn)向梯形的貨車的前懸架。 一根橫梁用作副車架， 通過螺栓連接在車 架下方。彈簧、限位塊、減振器和兩對(duì)橫臂支承在橫梁這一“受力中心”上。只有橫向穩(wěn)定桿、轉(zhuǎn)向器、轉(zhuǎn)向直拉桿和下橫臂的拉桿固定在車架縱梁上。拉桿前部支承著

2、一個(gè)具有縱向彈性的橡膠支座。該支座緩和帶束輪胎的縱向剛度。 雙橫臂式懸架的主要優(yōu)點(diǎn)在于其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的可設(shè)計(jì)性。 根據(jù)橫臂的相互位置， 即角度 和 的大小，可定出側(cè)傾中心和縱傾中心的高度，改變橫臂長(zhǎng)度，還會(huì)影響上下跳動(dòng)的車輪的角運(yùn) 動(dòng)，即車輪的外傾角變化和（在極限情況下）與此相關(guān)的輪距變化。當(dāng)雙橫臂較短時(shí)，車輪上跳導(dǎo)致外傾角沿負(fù)值方向變化而車輪下落時(shí)導(dǎo)致外傾角沿正值方向變化，因此車身側(cè)傾時(shí)的外傾變 化規(guī)律正好與此相反?？v傾中心 O，對(duì)于前懸架來說，處在車輪后方；而對(duì)于后懸架來說，則在車輪前方。如果 Oh 置于車輪中心上方，不僅可以獲得良好的抗轉(zhuǎn)動(dòng)縱傾性，而且還會(huì)減小

3、驅(qū)動(dòng)橋的啟動(dòng)下沉量。這也是雙橫臂式懸架愈來愈多地在較高級(jí)的轎車中用于后驅(qū)動(dòng)橋的原因。 -511- 圖 彎長(zhǎng)臂式汽車的前輪轉(zhuǎn)向節(jié) 圖 Daimler_Benz 260 SE/560 SEC 型車的前輪轉(zhuǎn)向節(jié)。它的有效距離 C 較大。 上橫臂 6 上帶有導(dǎo)向球鉸鏈的殼體。下承載鉸鏈 7 壓入車輪轉(zhuǎn)向節(jié) 5 中。圖中可清楚的看到可通 風(fēng)的制動(dòng)盤 34，他正對(duì)直徑較大的輪轂

4、 9 自里向外伸出。深槽輪輞 43 的底部不對(duì)稱，從而為制動(dòng)鉗（圖中未畫出）留出了位置。 圖 雙橫臂式前懸架 圖 牌 260 SE/560 SEC型車的前懸架。 為了使得主銷偏移距 r s=0mm時(shí)， 可通風(fēng)的制動(dòng)盤具有較大的直徑，該懸架的下承載鉸鏈必須大致位于車輪中心處。拉伸和壓縮行 程限位塊布置在充氣的單筒式減振器中。先后伸出的支撐桿支撐著一根附 S 的隔音橫梁。它的橡膠支座在圖的左下方特別標(biāo)出。

5、 -512- 兩橫臂可使車輪的上下跳動(dòng)符合所需的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，并由橫臂傳力給車身（圖 ）。側(cè)向力 Fsva 產(chǎn)生一個(gè)附加力矩。該力矩使得曲線行駛時(shí)汽車車身的側(cè)傾度增大 . 圖獨(dú)立懸架的力學(xué)模型 圖在前獨(dú)立懸架中，曲線行駛時(shí)的側(cè)向力Fsva 在連接車身和車橋的橫臂中引起反 作用力 FE 和 FG。由此在車身的左右側(cè)均產(chǎn)生力矩， 這些力矩增大車身的側(cè)傾。 不管這種情況如何， 為了使得作用在車身和橫臂支承處的力較小，并從而使支承中的橡膠件的變形

6、不超出極限范圍， 應(yīng)讓雙橫臂式懸架中 E 點(diǎn)和 G 點(diǎn)之間的有效距離 c 盡可能大點(diǎn)。因此 PASSAT等新型雙橫臂懸架 采用較長(zhǎng)的轉(zhuǎn)向節(jié)上橫臂 , 以便增加 c 的長(zhǎng)度 , 同時(shí) , 能提高側(cè)傾中心的高度 , 以便減少側(cè)傾 ( 角與 力矩 ). 擺臂需要用支座支承，這些支座會(huì)在載荷作用下變形，并影響懸架剛度；普遍采用支座 中的橡膠件的扭轉(zhuǎn)使得剛度增大。 隨著車身的側(cè)傾，車輪也傾斜（圖）。車身外側(cè)車輪承受較大的側(cè)向力分量，其外傾角沿正值方向變化，而車身內(nèi)側(cè)車輪的外傾角則沿負(fù)值方向變化，這會(huì)產(chǎn)生增大輪胎側(cè)偏角的缺點(diǎn)。為避免這種情況， 外傾角的運(yùn)動(dòng)學(xué)變化應(yīng)彌補(bǔ)

7、這一缺點(diǎn)（見后面章節(jié)）。此外，還要盡可能地減小曲線行駛時(shí)車身的側(cè)傾。通過采用較硬的彈簧，附加橫向穩(wěn)定桿或者是增大側(cè)傾中心的高度可以達(dá)到這一目的（見后文） -513- 圖 曲線行駛中車身側(cè)傾一個(gè)角度 圖 如果曲線行駛中車身側(cè)傾一個(gè)角度 φ，車身外側(cè)獨(dú)立懸架的車輪的外傾角變 化一個(gè)正值＋ γ a，而車身內(nèi)側(cè)車輪的外傾角變化一個(gè)負(fù)值－ γ i 。輪胎的側(cè)偏角增大，從而傳遞

8、 側(cè)傾力 Fsa， i 的能力下降。 Mwv 是車輪質(zhì)量分配在前橋上的分量， Fcwv 是作用在質(zhì)心 S 高度上的離心 力。一個(gè)車輪下跌，而 另一個(gè)車輪上跳，即車身兩側(cè)車輪“反向跳動(dòng)”，這時(shí)： Fnva=Fnv+ Fnv , Fnvi =Fnv- Fnv。 采用雙橫臂式懸架 , 這種懸架在汽車的每一側(cè)均有二根橫臂，分別鉸接在車架、副車 架或者是車身上。 如果是用作前懸架， 則橫臂外端通過球鉸與車輪支架， 確切地說是與轉(zhuǎn)向節(jié)軸。 橫臂之間的有效距離 c 愈大（圖 ），作用在橫臂及其支承上的力就愈小，即所有構(gòu)件的變 形就愈小，從而車輪的導(dǎo)向性

9、愈精確。 懸架導(dǎo)向系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1 總論 現(xiàn)在消費(fèi)者更加希望他的汽車具有良好的操縱性能 , 影響汽車的操縱性能且彼此之間必須能相互 很好的適應(yīng)。不管怎么說，與運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)的性質(zhì)（側(cè)傾中心、操縱性能、剎車和牽引抗傾以及轉(zhuǎn)向 幾何圖形）相比懸架類型的適當(dāng)選擇的內(nèi)容要少得多。 根據(jù) 懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)及彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)的應(yīng)用基礎(chǔ)上 , 導(dǎo) 向桿系的設(shè)計(jì)直接影響懸架性能 . 2 懸架設(shè)計(jì)硬點(diǎn)的確定 根據(jù) 懸架彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)理論確定懸架的定位參數(shù)及曲線 , 可以初步確定懸架設(shè)計(jì)的定位參數(shù) , 根 據(jù)總布置設(shè)計(jì)的輪距和軸

10、距及整車質(zhì)量參數(shù)進(jìn)行懸架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 選定車輪輪轂尺寸型號(hào)后便可初步確定制動(dòng) 器及轉(zhuǎn)向節(jié)的重要尺寸 , 這些尺寸也是重要的設(shè)計(jì)硬點(diǎn) , 懸架搖臂內(nèi)鉸鏈坐標(biāo)位置要考慮車架縱梁的寬度 , 一般副車架調(diào)孔用彈性元件與車身總梁的孔位配合 , 因此懸架搖臂內(nèi)孔坐標(biāo)離縱梁比較近 , 太靠近汽車中心 線 , 回使汽車離地間隙太小 , 發(fā)動(dòng)機(jī)不容易布置 , 也會(huì)抬高發(fā)動(dòng)機(jī)的重心高度 , 對(duì)操縱穩(wěn)定性和造型設(shè)計(jì)不 利 , 在布置時(shí)可以初步確定下?lián)u臂長(zhǎng)度及下?lián)u臂內(nèi)鉸鏈軸線的坐標(biāo) , 這也是設(shè)計(jì)硬點(diǎn) . 只有當(dāng)所有的鉸接軸被安排在正前方向，車輪在橫向的運(yùn)動(dòng)才能被影響。如圖 所示。從理

11、想滾 動(dòng)中心高度 hRz 和理想車輪外傾改變車輪行程 dγ /ds （其值等于桿長(zhǎng) q 的倒數(shù)）， 這樣我們就得出了 側(cè)向極點(diǎn) 的位置 Q。和已知的車輪架上的鉸鏈點(diǎn) 1、 2 一起，極點(diǎn) Q限定橫拉桿的動(dòng)作線路。輪胎接觸點(diǎn) A 的運(yùn)動(dòng)路線 的曲率中心的距離 q' 尊從于理想滾動(dòng)中心高度值改變車輪行程 dhRZ/ds ，如以下的前提： dhRZ 輪胎接觸點(diǎn) A 的運(yùn)動(dòng)路線的曲率中心 A' 和 q' 可由極線 A-Q 定出。如果給出了橫向拉桿的一個(gè)內(nèi)鉸接點(diǎn)， 這里例如鉸接 1 ' ，可用 Bobillier ’ s 方法查出另一個(gè)拉桿的內(nèi)鉸接 2 ' 。在可

12、控制的懸架上，橫拉桿的狀 態(tài)也必須用這種方法給以確定。 當(dāng)外部橫拉桿鉸接的環(huán)形路徑偏離車輪架上相關(guān)點(diǎn)的理論路徑 , 這一行程將導(dǎo) 致前束的變化。由于這個(gè)原因，嚴(yán)格的說，任何一個(gè)可操縱的懸架都是空間的機(jī)構(gòu)（除了特殊類型的如前面提到的 Dubonne 系統(tǒng)）。 -514- 圖 平面雙叉臂懸架 1930 年早期對(duì)雙叉臂懸架的介紹是：除其他原因（如重量和節(jié)約空間），對(duì)剛性軸上方向盤的震動(dòng)的調(diào)

13、查而引起的，這一認(rèn)知表明，車輪行程的內(nèi)傾和軌跡的變化是不利的，由于慣性矩的回轉(zhuǎn)耦合大致垂直和輪胎接觸點(diǎn)的直線軌跡表現(xiàn)為想得到的。這意味著，滾動(dòng)中心的高度與車輪行程保持恒定。在橫拉桿的平行位 置（圖）， Bobillier 方法得出：極線 A-Q 從某一連桿的距離 e 一定與該連桿的相關(guān)桿 D12 與另一連桿 的距離相等 . 平行于橫拉桿，內(nèi)傾對(duì)車輪行程的變化 dγ /ds 即時(shí)為零。這對(duì)懸架的一般位置是不可想的。盡 管如此，圖 規(guī)定——對(duì)空間懸架也適用——如果連桿的長(zhǎng)度是與其到極線 A-Q 的距離（或到路面距離） 的比率的倒數(shù)，輪胎接觸點(diǎn)的直線軌跡總能得到。

14、 圖輪胎接觸點(diǎn)的直線軌跡 滾動(dòng)中心的高度隨車輪行程變化很明顯的由橫拉桿的長(zhǎng)度比決定。通常，上連桿要比下連桿做的短，在 車的橫截面上也是如此。 如果上連桿比下連桿短的多，則內(nèi)傾對(duì)車輪行程的變化 dγ /ds 是非線性的并快速增大，圖。內(nèi)傾角隨 bump增大經(jīng)常被測(cè)試工程師用于達(dá)到某些增加在橫向內(nèi)傾力在外輪邊緣為固定全載的車輛保留一個(gè)可接 -515- 受的內(nèi)傾角，并延緩側(cè)偏角的增加。由于這一要求可能遠(yuǎn)觀

15、某些具有這些性質(zhì)的懸架（如雙叉臂設(shè)計(jì)的懸架） 顯示一個(gè)小的滾動(dòng)中心的高度隨車輪行程變化，以及由此在拐角處促進(jìn) jacking-up ；想要的外輪上的高的負(fù)內(nèi)傾角在行程中可能達(dá)到得相當(dāng)晚或根本達(dá)不到，故這個(gè)方法被證明無效甚至是不利的。而且，某些懸架類 型隨漸進(jìn)的內(nèi)傾角變化，產(chǎn)生一個(gè)相對(duì)于內(nèi)車輪的車輛坐標(biāo)系漸進(jìn)的“反向”的內(nèi)傾角，被添加在滾動(dòng)角上并作為“正”的內(nèi)傾角作用在路面上，迫使內(nèi)胎騎在它的肩上而不是輪胎面上。 為了強(qiáng)調(diào)有關(guān)橫向動(dòng)力學(xué)的懸架參數(shù)的幾個(gè)特征，前面提及的對(duì)平面懸架的考慮被指出。這一點(diǎn)對(duì)空間的懸架也近似正確的。 圖 在不等長(zhǎng)雙橫臂式懸架上典型的車

16、 輪行程曲率變 非驅(qū)動(dòng)輪牽引力支撐角是不重要的， 因此空間的或平面懸架機(jī)構(gòu)都是完全可行的。 當(dāng)然使用空間的懸架 系能更好的滿足彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)的要求。 因?yàn)槠矫鏅C(jī)構(gòu)是空間機(jī)構(gòu)的一個(gè)特例， 即平面機(jī)構(gòu)是特殊的空間機(jī)構(gòu)， 所以在滿足運(yùn)動(dòng)學(xué)潛能方面它們 具有同空間機(jī)構(gòu)一樣的水平。通過鉸鏈軸在空間的斜置（當(dāng)然也可以平行布置），任何平面懸架在車輛的三 維空間都能夠被提供非線性的運(yùn)動(dòng)； 當(dāng)然， 與空間的懸架相比，它不能在每一個(gè)三維平面內(nèi)都給予運(yùn)動(dòng)學(xué)性 質(zhì)的自由的、不受約束的選擇。 如

17、果空間的或平面的懸架應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)輪， 在懸架的五個(gè)特征之間采用折中的辦法是必要的。 這五個(gè)特征 是：滾動(dòng)中心、 碰撞操縱、 曲率變化、 制動(dòng)力支撐角和牽引力支撐角 （正常的總量通常也等于車輪行程角） ， 通常牽引力支撐角不被給予重視考慮。 3 空間的懸架 在前面的章節(jié)中已經(jīng)敘述的很清楚， 即在現(xiàn)代懸架設(shè)計(jì)中，有意識(shí)地服從其彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)，不言而喻也應(yīng)對(duì)運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行優(yōu)化。這一狀況在任何方面都不會(huì)削弱運(yùn)動(dòng)合成的重要性；而且，可以想像，它有可能產(chǎn)生 無限數(shù)量的變量來滿足設(shè)想的運(yùn)動(dòng)特性， 但只有其中很小的一部分可同樣滿足于彈性運(yùn)動(dòng)特性。 可以很容易 地標(biāo)注

18、出其縱向和側(cè)向幾何形狀的特征。 如果當(dāng)作剛性系統(tǒng)來看， 任何要避免在拐角出現(xiàn)彈性轉(zhuǎn)向角的試圖 都是徒勞的，因?yàn)樗械臋M向拉桿都被安置在側(cè)向力的同一側(cè)。 因此， 在懸架發(fā)展的初期，必須賦予需要考慮的事項(xiàng)以權(quán)力， 用以滿足具有充分尺度的橡膠鉸鏈和連桿 位置的彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)小需要。在運(yùn)動(dòng)合成交互迭代或分析正向彈性運(yùn)動(dòng)調(diào)查中，產(chǎn)生出新型的懸架設(shè)計(jì)過程，而至少，基本的要求如輪載，回轉(zhuǎn)力，制動(dòng)和牽引力等必須被測(cè)試。 -516- 懸架設(shè)計(jì)中自然要求考慮到大量的附加條件，如車輛的可利用空間。懸架的鉸接接頭——特別是橡膠材料的鉸接——也需要空

19、間方面的考慮。后者的設(shè)計(jì)取決于裝配（這將在后面討論到），對(duì)近似尺寸的恰到好處的估計(jì)（允許那些不可避免的修改以自由特權(quán)）是進(jìn)行有效設(shè)計(jì)工作的重要的先決的條件。 當(dāng)然，如果以一種被事先檢驗(yàn)證實(shí)的同種類型的懸架作為新設(shè)計(jì)的基準(zhǔn)，這將會(huì)是大有用處的。 在相當(dāng)不可能的情況下 , 即完全無背景而根據(jù)想要的動(dòng)力功能布置懸架臂作第一次嘗試， 下述方法是 基于“即時(shí)螺旋”法則。它至少適用于直接連接輪緣與車身或副車架的懸架類型，又不合并中間的連接者。 術(shù)語“瞬時(shí)螺旋”描述了空間物體（這里指懸架的輪緣）的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，并由輪緣的角速度 ω k 和其上一 個(gè)參考點(diǎn)的速度方向決定。從這個(gè)狀態(tài)可

20、得到懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性。如上文所述的滾動(dòng)中心。同樣，被設(shè)計(jì)的 懸架的即時(shí)螺旋可一由某一位置的懸架特性值獲得 （如標(biāo)注的直進(jìn)位置）。 由于大多數(shù)特性是參考輪胎接觸 點(diǎn) A 的，此時(shí)輪緣上與 A 點(diǎn)重合的點(diǎn)是參考點(diǎn)的最佳位置。根據(jù)本書中用到的實(shí)例，把該點(diǎn)的（實(shí)際的）矢量速度定義成 vA ，這樣就顯示了它同懸架特征的緊密的關(guān)系。 在 ω k 和 v* A 的六個(gè)分量里，可以給定出一個(gè)值，比如給定垂直方向的速度 v* Az, （例如 v* Az＝ 1）。則剩 余的 5 個(gè)量就可以由此而定出。 簡(jiǎn)單地假設(shè)在正常位置時(shí)，車輪外傾角非常非常小，輪心 M將與輪胎

21、的接觸 點(diǎn) A 在同一側(cè)視面上。則兩點(diǎn)的垂直速度相等：v * ≈ v 。v * 的 x 和 y 方向的分量。而由給定的支撐角 ε* Az A Mz 和給定的滾動(dòng)中心高 hRz，有： v* Ax = ± v* Az± *tan ε (5.7.1) vAy = v* Az × hRz /y A (5.7.2)

22、 （上面的計(jì)算式同樣也適用于前輪），根據(jù)公式，速度 v 的 x 方向的分量由前述的假設(shè) v * ≈ v ，并 Az M Mz 在預(yù)知車輪行程角 ε 下，有： v Mx = -v * × tan ε (5.7.3) Az

23、 如前文所述， 當(dāng)車輪受到橫向傳動(dòng)軸通過萬向節(jié)驅(qū)動(dòng)時(shí)， 在假設(shè)沒有輪轂減速齒輪時(shí)， 則車輪行程角 ε 的大小等于支撐角 ε ** ，則速度 vMx 也可由支撐角 ε ** 確定。 由 vMx， vAx 和輪胎半徑 R，我們可得出輪架角速度 ω K的 y 方向的分量。如圖 5.7.9 ： ω Ky=－（ V*Ax-V Mx） /R 或 ω Ky=V*Az（ta

24、n ε*-tan ε ）/R （ 5.7.4 ） 和 ω Ky = V* Az（ ± tan ε * ± tan ε ** ）/R (5.7.5) 分量 ω Kx 和 ω Kz 可以由已知的曲率相對(duì)車輪行程的變化 dr/ds 和碰撞轉(zhuǎn)向斜度 dδ /ds 來確定。條件 ω γ 被 更改為 ω ＝ V γ （ dδ /ds ），而且 ω Ky 根據(jù)等式也被取代，已知前束角 δ v ＝－ δ ，則有： γ Az

25、 ω ＝－ (V* /cos δ )[(sin δ /R) ( tan ε*-tan ε )+d γ /ds] （ 5.7.6 ） Kx Az 同樣地， ωK＝V*Az（ dδ /ds ）， ω Kx，ω Ky 由方程式（ 5.7.6 ）。（ 5.7.5 ）來代入；再對(duì)角度方程進(jìn)行適當(dāng)?shù)? 處理，則最終可得：

26、 ω Kz ＝V* [d δ /ds － ( d γ /ds)tan γtan δ － (1/R)( tan ε *－ tan ε )(tan Az 現(xiàn)在，輪架的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)已經(jīng)可知，在輪架上的任意一點(diǎn) i 的速度 Vi =VA+ω k ×r i  γ /cos δ )] （）可以被確定出來。 r i 是從 輪胎接觸點(diǎn) A 到點(diǎn) i 的關(guān)聯(lián)矢量，其分量 r ix ＝（ x － x ）。則速度分量 Vi 由下式?jīng)Q定： i A V ＝ V * －

27、 ω Ky (z i － z ) － ω Kz (y i －y ) （ 5.7.8 ） ix Ax A A Viy ＝ VAy* －ω Kz (z i － zA) －ω Kx (y i － yA) （ 5.7.9 ） V iz ＝ V * －ω Kx (z i － z ) － ω Ky (y i － y ) （5.7.10 ） Az A A

28、-517- 圖 輪架 y 方向角速度 桿臂或三角型（擺臂）臂連接到點(diǎn) i ，其位置遵從于輪架的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。點(diǎn) i 必定是位于速度矢量 Vi 的法 平面上， 如圖 5.4.5 所示。該平面是由在側(cè)視圖和通過點(diǎn) i 的截平面上的交線 g 和 g yz 垂直于矢量 V 在各自 xz i 平面的投影平面。 如果連桿上所需要的第二點(diǎn) n 的 x 和 y 坐標(biāo)點(diǎn)被給定，則它的方向坐標(biāo)可

29、由 gxz 和 gyz 合成確定出。如圖 5.7.10 所示，線 i －n 可能是桿式臂連接（或三角型連接臂）可滿足懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)要求。線 gxz 和 gyz 的坡 度可由矢量 Vi 的分量來定義給出。根據(jù)圖 5.7.10 所示的作圖法，可求出點(diǎn) n 在的 z 軸坐標(biāo)上的值。 z n＝ zi － (x n－ xi )(V ix /V iz ) － (y n－ yi )(V iy /V iz ) （ 5.7.11 ） 這一方法可求出懸架上給定位置的滿足給定運(yùn)動(dòng)學(xué)條件的連桿的可能狀態(tài)， 在電腦中利用反復(fù)的計(jì)算來 優(yōu)化連桿的長(zhǎng)度 （長(zhǎng)度對(duì)于當(dāng)增大車

30、輪行程時(shí)的懸架特性變化很關(guān)鍵）。 由于彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)或更多的實(shí)際上的 空間要求的原因，可能需要改變鉸點(diǎn)的位置。 圖 由給定的瞬時(shí)螺釘決定聯(lián)桿的位置 建議制定出計(jì)劃來設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)位置的懸架特性和車輪行程， 從而獲得一個(gè)完善的解決方案。然而，由于空 間的局限， 懸架的設(shè)計(jì)實(shí)際上是在方寸空間來進(jìn)行的。而且，電腦程序是否能夠給出有利的鉸接位置還值得 懷疑。另一方面， 例如第 3 到 9 章給出的方法， 使程序所需的計(jì)算時(shí)間從好幾分鐘

31、降到了每秒鐘可進(jìn)行幾百次的運(yùn)算，經(jīng)歷了從打孔式的計(jì)算機(jī)時(shí)代到不再妨礙反復(fù)地計(jì)算。 在運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)的優(yōu)化的過程中（同時(shí)出現(xiàn)），要做許多的幾何方面的改變，以使懸架不斷地變小，以致最終給出定論的型式。在懸架部件的設(shè)計(jì)工作中，常常會(huì)對(duì)鉸接或?qū)B桿位置做一些小的變化，允 -518- 許更簡(jiǎn)單化的、廉價(jià)的結(jié)構(gòu)（如根據(jù)托架標(biāo)準(zhǔn)化，以彎折件取代深拉件等）。在這些情況中，新的運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)分析是很有價(jià)值的。對(duì)一種新的懸架系統(tǒng)的長(zhǎng)時(shí)間的關(guān)注將有助于系列化生產(chǎn)。 設(shè)計(jì)者有責(zé)任對(duì)懸架部件進(jìn)行正確地度量， 即使在計(jì)劃的初始階段， 對(duì)強(qiáng)度和剛度估計(jì)性的計(jì)算對(duì)熟悉部件的

32、尺寸， 提供合適的空余間隙是很有用的。 在設(shè)計(jì)的高級(jí)階段有可能會(huì)因可用空間的問題要作不希望的或昂貴的修補(bǔ)工作，改變是必須的。 大多數(shù)懸架組件由于物理原因或?yàn)榱送苿?dòng)大批量生產(chǎn)而被標(biāo)準(zhǔn)化了。 彈簧的重量和體積取決于所需的彈性能，如果需要使彈簧“軟”一些，則可以適當(dāng)增加它的尺寸和質(zhì)量。避振器的長(zhǎng)度由所需的行程和被制造 者已經(jīng)事先限定了的尺寸決定。 轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)箱和轉(zhuǎn)向桿系總是分開裝配完成的， 如發(fā)動(dòng)機(jī)和齒輪箱。 另一方面， 橫聯(lián)桿的空間姿態(tài)對(duì)于前束曲線和操縱幾何學(xué)很關(guān)鍵。 帶傳動(dòng)裝置和動(dòng)力協(xié)調(diào)部件的齒輪齒條助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要相當(dāng)長(zhǎng)的齒條支架并會(huì)導(dǎo)致橫聯(lián)桿相當(dāng)?shù)亩蹋◤亩苍斐啥痰膽冶郏?。?/p>

33、重地、前瞻地估計(jì)判斷空間的 需要和遵守供應(yīng)者的標(biāo)準(zhǔn)， 向所有部門通告預(yù)料的問題并在工程中給予解決， 將可促進(jìn)穩(wěn)步的并可節(jié)省費(fèi)用的發(fā)展。 4 設(shè)計(jì)依據(jù) 對(duì)多連桿式懸架，經(jīng)常在生產(chǎn)線尾通過調(diào)整以確定某些必要的參數(shù)，以便達(dá)到滿足經(jīng)濟(jì)性的公差值。 通常把前輪前束角 δ ν 與車輪外傾角 γ 調(diào)整到一個(gè)固定的位置（例如在正常位置即汽車在生產(chǎn)線尾時(shí) 的空載狀態(tài)； 亦或是空位置） 。在懸架設(shè)計(jì)的計(jì)劃編制階段盡早地考慮調(diào)節(jié)的可能性 （余量） 是非常重要的。 取決于懸架的類型，僅僅只有那些安裝位置可能會(huì)產(chǎn)生干涉的尺寸需要考慮。 圖 中所示的為帶有三根橫向

34、拉桿的懸架。 它能很好的滿足適應(yīng)前束角和外傾角的調(diào)整變化， 因 為兩根較低的拉桿在相同的高度，且上拉桿位于其中一根下拉桿的正下方。通過上拉桿調(diào)整外傾角 γ ，車 輪通過下拉桿的節(jié)點(diǎn)繞軸 a1 轉(zhuǎn)動(dòng)，幾乎不會(huì)使車輪前束角有任何變化； 而當(dāng)通過靠前面的下拉桿繞軸 a2 轉(zhuǎn) 動(dòng)來調(diào)節(jié)前束角 δ ν 時(shí)，對(duì)外傾角也無任何的影響。通過靠后面的下拉桿使車輪繞 a3 旋轉(zhuǎn)時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致前 束角和傾斜角的同時(shí)變化而非分別影響兩值的變化。 由于車輪外傾角 γ 的公差通常為 10-30 分（ ' ），前束角的公差為 2-10' （分），故而，通常是先調(diào)整 外傾角 γ ，再調(diào)整前束

35、角 δ ν 。 顯而易見，在懸架布置時(shí)應(yīng)根據(jù)連桿的位置不同，調(diào)整也需要其它的附加條件。 對(duì)于帶有擺臂（三角型）式懸架，轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)節(jié)點(diǎn)的姿態(tài)可用來完成深遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)學(xué)效果。同時(shí)，為了節(jié)省 空間，如圖 所示的懸架中： 由下臂連接的汽車側(cè)面轉(zhuǎn)軸與位于車輪承載點(diǎn)并過球鉸點(diǎn)的側(cè)視平面相 交于點(diǎn) Lu，該點(diǎn)可作為球鉸在側(cè)視平面運(yùn)動(dòng)路徑上形成的“極點(diǎn)”。同樣地，應(yīng)用于上拉桿和點(diǎn) Lo。當(dāng)極 點(diǎn) Lo 在側(cè)視中看與上拉桿的轉(zhuǎn)動(dòng)軸的延長(zhǎng)線一致時(shí) , 該點(diǎn)即是上拉桿球鉸鏈的橢圓軌跡的曲率中心。 懸架在 側(cè)視面上端運(yùn)動(dòng)就象是一個(gè)實(shí)際上存在的以 Lu 和 Lo 點(diǎn)與車身相連的縱向拉桿，

36、這些虛桿的交點(diǎn) L 是懸架的 縱向極點(diǎn)（ pole ），它限定了抗制動(dòng)縱傾角 ε 及支撐角 ε * （當(dāng)然，此時(shí)忽略了點(diǎn) L 是位于過球鉸的垂直平面而不是在車輪的中心平面上）。 圖 調(diào)整傾斜角 γ 和前束角 δ ν 到恰當(dāng)?shù)奈恢谩? -519- 圖 所示為默西迪斯奔馳 '600' 型 (1963) 汽車前懸架的三角型擺臂 在從前的懸架設(shè)計(jì)中， 這樣考慮――在通過繪圖法來設(shè)

37、計(jì)懸架中是很重要的方法， 就是今天也有助于提 高三角形擺臂的空間效果。 車輪和輪胎是回轉(zhuǎn)體，它的缺口很難由制圖方式建立，但是使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工藝就有可能。 由于車 掄的旋轉(zhuǎn)特性，知道輪軸附近裝配件的旋轉(zhuǎn)輪廓線是非常有用的。 圖直線 g 的旋轉(zhuǎn)輪廓線 RK是繞 x 軸斜向轉(zhuǎn)動(dòng)得到的 -520- 旋轉(zhuǎn)

38、輪廓線是一組由旋轉(zhuǎn)體的封閉表面與過旋轉(zhuǎn)軸線的平面相交得到的曲線。 例如：直 線 g 的旋轉(zhuǎn)輪廓線 RK繞 x 軸斜向轉(zhuǎn)得到的是雙曲線。圖 圖 車輪軸旋轉(zhuǎn)輪廓線（開放式車輪軸和懸臂） 對(duì)任何空間曲線或物體，給定軸線的旋轉(zhuǎn)輪廓線是可以確定的—如圖 中的車輪 開口部位的旋轉(zhuǎn)輪廓線是繞車輪軸線 ξ 生成的。 -521-