悬架系统设计规范05

非独立悬架系统设计规范目录：一、概述二、设计输入1.市场分析报告2.产品概念报告3.技术方案分析报告4.产品信函5.项目描述书三、悬架系统设计目标1.承载性目标2.平顺性目标3.安全性目标4.成本目标5.总成重量目标6.整车姿态目标7.整车动行程目标四、悬架系统结构参数的确定1、前、后悬架系统结构形式（主要部件构成明细）2、安装尺寸的确定3、前后钢板弹簧最大工作空间确定(静挠度+动行程)4、减振器工作行程范围确定5、车架结构与悬架元件的物理接口6、前后桥与悬架元件的物理接口7、整车动行程确定(发动机油底壳与工字梁,前软垫与车架、后软垫与车架)8、其他五、悬架系统匹配1、偏频匹配2、减振器可行设计区六、前悬架设计1.钢板弹簧设计2.减振器设计3.悬架软垫设计4.其他部件设计七、后悬架设计1、钢板弹簧设计2、减振器设计3、悬架软垫设计4、其他部件设计八、悬架系统验证与试验项目1、动力学模型分析与验证2、整车性能试验项目与可靠性试验项目3、钢板弹簧台架试验项目4、减振器台架试验项目5、悬架软垫台架试验项目6、其他九、输出参数表1、整车公告相关参数表2、整车相关性能参数表3、钢板弹簧设计参数表4、减振器设计参数表5、前后悬架子组部件图纸及明细表附件：悬架系统相关标准与设计参考书1、平顺性评价标准\操纵稳定性2、钢板弹簧3、弹簧钢4、减振器一、概述本文适用于传统结构的非独立悬架系统，主要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等主要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较详细的工作模板。1、悬架系统设计对整车性能的影响悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置（减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。主要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的振动，保证汽车的正常行驶。悬架结构、性能不仅影响汽车的行驶平顺性，还对操纵稳定性、燃油经济性、通过性等多种整车性能有影响。悬架是整车的承载系统之一，其钢板弹簧设计能力的大小,直接关系到整车的承载能力。设计中保证一定的使用寿命，重量轻，安全可靠。汽车平顺性（乘坐舒适性）是汽车设计开发中的重要性能指标。悬架是影响整车行驶平顺性的主要系统.悬架弹性特性、系统阻尼和非簧载质量是影响汽车平顺性的主要因素.在悬架设计中,力求保持整车承载载荷范围内，固有频率变化尽可能小，具有适当的阻尼衰减振动,减小非簧载质量避免高频共振。悬架结构形式对汽车行驶稳定性有一定影响。悬架的布置要使整车具有不足转向特性，导向机构与转向拉杆运动协调，前悬架的布置与刚度设计要考虑主销后倾角，避免前钢板弹簧在制动力作用下产生S变形。同时尽量提高前后悬架的侧倾角刚度，降低侧倾中心高度，以利于提高汽车行驶稳定性。2、悬架设计流程概述设计输入→整车设计目标→物理边界确定→主要部件性能指标确定→结构设计→3、悬架的评价指标汽车的行驶平顺性的评价方法，通常是根据人体对振动的生理反应及对货物完整性的影响来制订的。根据汽车理论及客车平顺性评价指标及限值标准规定，一般用表征振动的物理量如振动频率、振幅、加速度均方根值、降低舒适性界限(Tcd)等作为行驶平顺性的评价指标。由试验得知,为了保持汽车具有良好的平顺性,车身振动的固有频率应为人体所习惯的步行时身体上下运动的频率,约为60~85次/分(1~1.6Hz),振动的加速度的极限允许值为0.3~0.4g.(g为重力加速度),在悬架理论设计中以车身振动的固有频率作为评价平顺性的指标;在实际车辆检测中,由于国内相关标准中,仅对客车的平顺性指标及限值作出规定其他车辆只参照执行。一般按QC/T474-1999客车平顺性评价指标及限制来参比判定。QC/T474-1999客车平顺性评价指标及限制表1评价指标大、中性客车轻型客车旅游团体、长途城市高级普通空气悬架非空气悬架加速度加权均方根值Aw（m/s2）≤0.4595≤0.7079≤1.0274≤101220≤0.6833≤0.8123等效均值Aw（dB）≤113.0≤117.0≤120.0≤121.0≤116.5≤118.0降低舒适界限Tcd（h）≥2.5≥1.0≥0.5≥0.4≥1.2≥0.8注：该指标是指满载、车速为50km/h时限值。4、悬架设计关联系统与工作接口部门序号名称内容部门1整车车型主管整车载荷、性能，前后悬架倾角及高度车型室2车架主管板簧支架、减振器支架、缓冲位置车型室3车桥连接尺寸底盘室4转向运动干涉校核底盘室5轮胎运动干涉校核底盘室6试制物理尺寸验证试制所7试验台架性能、整车平顺性、操稳性、可靠性试验所8CAE分析CAE分析、整车动力学仿真分析计算分析所9设计计算书、图纸、明细入档、下发技术支持部10公告参数申报板簧片数车型室/产品管理部二、设计输入设计输入表______________表1序号名称代号依赖性（可无○必有●）备注1市场分析报告○营销公司2项目建议书●营销公司3产品概念报告○产品管理部4技术方案分析报告●整车所5产品信函●产品管理部6项目描述书●整车所主要获取信息：1、产品市场定位及用户目标，使用区域，平原/山区2、产品承载能力范围，整备质量、满载质量、超载质量3、耐久性要求（可靠性里程）4、平顺性及操稳性要求5、标杆车型及悬架输入信息表________________表2序号名称内容及描述1产品市场定位及用户目标2使用区域（平原/山区）3承载能力整备质量（Kg）4满载质量（Kg）5超载质量（Kg）6耐久性要求（可靠性里程Kg）7平顺性及操稳性要求是否特殊说明标杆样车公告参数表__________________表3.1品牌：车型代号：VIN；公告型号1（●）公告型号2（○）公告型号3（○）承载能力整备质量（Kg）满载质量（Kg）超载质量（Kg）板簧片数前板簧后板簧标杆样车性能参数表__________表3.2（性能试验表——平顺、操稳、转向）品牌：车型代号：VIN；标杆样车结构参数表__________________表3.3（检测后获得）品牌：车型代号：VIN；前悬架：（主要结构形式描述）序号名称项目备注1前钢板弹簧总成片数传统结构/少片化簧/渐变刚度结构长*宽*高刚度自由/夹紧（S）S为夹紧距弧高自由/夹紧（S）安装倾角及方式2减振器结构H—H等说明尺寸缸径、最大/最小尺寸，工作行程阻尼速度特性安装倾角及方式3缓冲块尺寸总高/骨架，安装尺寸性能曲线P——F动行程空车/满载，三、悬架系统设计目标1.承载性目标2.平顺性目标3.安全性目标4.成本目标5.总成重量目标6.整车姿态目标7.整车动行程目标序号项目目标值备注1承载性整备：满载：超载：2平顺性前悬架偏频（空载/满载）：（静挠度/板簧刚度）后悬架偏频（空载/满载）：（静挠度/板簧刚度）3安全性前簧应力（满载/超载）：后簧应力（满载/超载）：副簧应力（满载/超载）：4整车姿态整车倾角（空载）整车倾角（满载）5整车动行程前悬架动行程6总成重量7成本四、悬架系统结构参数的确定1、前、后悬架系统结构形式（主要部件构成明细）2、安装尺寸的确定3、前后钢板弹簧最大工作空间确定(静挠度+动行程)4、减振器工作行程范围确定5、车架结构与悬架元件的物理接口6、前后桥与悬架元件的物理接口7、整车动行程确定(发动机油底壳与工字梁,前软垫与车架、后软垫与车架)8、其他1、典型前悬架结构附图11S表2、典型后悬架结构附图21S表3、安装尺寸的确定按整车总布置的要求，与车型主管一起确定下列安装布置内容序号名称项目备注1前钢板弹簧总成结构形式少片簧/普通多片簧结构尺寸长*宽安装倾角前桥下沉量前板簧夹紧距板簧前固定支架高度前轮中心到车架上平面距离吊耳尺寸2减振器结构H—H等说明尺寸缸径、最大/最小尺寸，工作行程安装倾角及方式3缓冲块尺寸总高/骨架，安装尺寸动行程空车/满载，4骑马螺栓直径5板簧销直径序号名称项目备注1后钢板弹簧总成结构形式少片簧/渐变刚度簧/普通多片簧吊耳式/滑板式结构尺寸长*宽安装倾角后板簧夹紧距板簧前固定支架高度后轮中心到车架上平面距离吊耳尺寸2后钢板弹簧总成副簧支点距长度3减振器结构H—H等说明尺寸缸径、最大/最小尺寸，工作行程安装倾角及方式4缓冲块尺寸总高/骨架，安装尺寸动行程空车/满载，5骑马螺栓直径6板簧销直径五、悬架系统匹配1、偏频匹配为了使整车具有良好的行使稳定性，前后悬架偏频具有一定的匹配性。一般情况下遵循下列规律2、减振器可行设计区减振器阻尼设计与悬架刚度及簧载质量相关。同时也有一定的六、钢板弹簧设计1、前板簧：从上面的设计目标与安装尺寸中已得知质量参数、安装尺寸、板簧刚度，下面需进行进行板簧具体结构设计。首先根据使用状况确定采用那种板簧（少片簧、渐变刚度簧、多片簧），确定后用现有板簧设计软件进行初步设计计算，结果如下表：前悬架钢板弹簧计算输入内容：项目数值项目数值满载前轮轴荷Yjc(kg)卷耳内径d(mm)满载簧上载荷Fw(N)弹簧销直径d1(mm)满载弧高fa(mm):U型螺栓中心距S(mm)钢板弹簧总片数N弹簧固定点至路面距离hc(mm)与主片等长的片数(含主片)非工作长度系数k板簧宽度b(mm)钢板弹簧截面修正系数δ路面附着系数φ材料弹性模量E(MPa)输出内容：检验刚度Cj(N/mm):挠度系数装配刚度Cz(N/mm)静应力(MPa)悬架静挠度fc(mm):比应力(MPa/mm)偏频f(Hz):极限挠度下的最大应力(MPa)钢板弹簧卷耳根部应力(MPa)弹簧销挤压应力(MPa)前钢板弹簧：片序长度宽度厚度预应力(MPa)固定端应力(MPa)接触点处应力(MPa)123各状态对比表:簧载质量(N)静挠度fc(mm)偏频f(Hz)弧高fa(mm)静应力(MPa)整备满载（如1.5T）超载（如2.5T）3、后板簧和副簧：从上面的设计目标与安装尺寸中已得知质量参数、安装尺寸、板簧刚度，需进行板簧具体结构设计。对于主副簧结构，首先确定副簧起作用点，一般按平均载荷法和比例中项法。对于平顺性要求较高的车型用比例中项法，对于经常超载的车型用平均载荷法。具体数值的确定应核算主簧和副簧的应力，使他们有尽量相当的寿命。后主簧计算输入内容：项目数值项目数值满载后轮轴荷Yjc(kg)卷耳内径d(mm)满载主簧上载荷Fw(N)弹簧销直径d1(mm)满载弧高fa(mm):U型螺栓中心距S(mm)钢板弹簧总片数N弹簧固定点至路面距离hc(mm)与主片等长的片数(含主片)非工作长度系数k板簧宽度b(mm)钢板弹簧截面修正系数δ路面附着系数φ材料弹性模量E(MPa)输出内容：后主簧检验刚度Cj(N/mm):挠度系数后主簧装配刚度Cz(N/mm)静应力(MPa)悬架静挠度fc(mm):比应力(MPa/mm)偏频f(Hz):极限挠度下的最大应力(MPa)钢板弹簧卷耳根部应力(MPa)弹簧销挤压应力(MPa)后主簧：片序长度宽度厚度预应力(MPa)固定端应力(MPa)接触点处应力(MPa)123各状态对比表:簧载质量(N)静挠度fc(mm)偏频f(Hz)弧高fa(mm)静应力(MPa)备注整备满载（如1.5T）超载（如2.5T）后副簧计算输入内容：项目数值项目数值满载后轮轴荷Yjc(kg)板簧宽度b(mm)满载副簧上载荷Fw(N)U型螺栓中心距S(mm)满载弧高fa(mm):钢板弹簧总片数N输出内容：后副簧检验刚度Cj(N/mm):挠度系数后副簧装配刚度Cz(N/mm)静应力(MPa)悬架静挠度fc(mm):比应力(MPa/mm)偏频f(Hz):极限挠度下的最大应力(MPa)后副簧：片序长度宽度厚度预应力(MPa)固定端应力(MPa)接触点处应力(MPa)123各状态对比表:簧载质量(N)静挠度fc(mm)偏频f(Hz)弧高fa(mm)静应力(MPa)备注整备满载（如1.5T）超载（如2.5T）2、减振器的设计悬架性能参数：公式=推荐值:减振器阻尼系数r减振器阻尼特性和速度特性(图)国家标准=0.52m/s日本标准分别控制多个速度点,为0.1,0.3(控制),0