空气悬架计算书-完整版

1SR6906TH空气悬架计算书编制/日期：审核/日期：批准/日期：技术中心2九米团体车空气悬架计算书一、稳定性计算一）、纵向稳定性汽车的纵向稳定性即保证汽车上坡时不致纵向翻车，其条件为：L2/hg＞ψ式中：L2—汽车质心至后轴距离hg—汽车质心高ψ—道路附着系数，取ψ=0.7L2/hg=1466.7/1297=1.13＞0.7满足条件。因L1＞L2，故汽车下坡时也不会纵向翻车。二）、横向稳定性1．侧倾稳定角β=arctg（B/2hg）式中：B—汽车前轮距根据GB7258-2017《机动车运行安全技术条件》的规定，乘客区满载、行李舱空载，最大侧倾稳定角不允许小于28°空载时：β=arctg（B/2hg）=arctg（2078÷（2×1237））=40°＞35°满载时：β=arctg（B/2hg）=arctg（2078÷（2×1297））=38.7°＞28°以上计算结果可以看出，SR6906TH客车不仅空载，即使满载也完全满足侧倾稳定角的要求。2．汽车在横坡上行驶时应保证侧滑发生在侧翻以前即：B/（2hg）＞ψ空载时：B/（2hg）=2078÷（2×1237）=0.84＞0.7满载时：B/（2hg）=2078÷（2×1297）=0.81＞0.7由此可见，SR6906TH客车可以保证侧滑发生在侧翻以前。二、侧倾计算一）用整车原始数据及其符号序号名称符号数值单位1满载整车总重Ga129000N2满载前轴重量G144000N3满载后轴重量G285000N4整车簧载重量Gs116100N5前悬簧载重量Gs139600N6后悬簧载重量Gs276500N7前悬簧载质量Ms13960kg8后悬簧载质量Ms27650kg39前悬非簧载质量Gu1440kg10后悬非簧载质量Gu2850kg11轴距L4300mm12前轮距B12078mm13后轮距B21860mm14前空气弹簧中心距Bs11241mm15后空气弹簧横向中心距Bs2945mm16客车重心高（满载）hg1297mm17车轮滚动半径rr494mm18车轮自由半径R0509mm二）悬架刚度的计算1．满载时单边簧上负荷（N）8.92uGGP式中：G为轴荷，Gu为非簧载质量三）前悬架系统布置前悬架装单只高度阀，空气弹簧的安装高度为260mm,车轮中心至车架下平面距离为175mm。1.垂直工况的核算1.1．由于采用全空气悬架系统，选用1007K1161205气囊（带腹腔），空气弹簧承受全部垂直负荷。故空气弹簧负荷：11PPA1.2．空气弹簧相对内压：0111APpAr1.3．空气弹簧刚度：C1A=k(p1r+pa)×(A01)2/V01+p1r×da/dx=1.33(0.42+0.1)×457832/8250000=175.7N/mm式中：k为多变指数，取1.33查曲线图的7bar无腹腔时F＝35KN,A01=73500=457.83cm2为有效面积，dA/dx=0为有效面积变化率(查气囊曲线图)V01=5700+880010130150540=8250cm3为有效容积pa=10N/cm2为标准大气压1.4．固有震动频率：AACPN11/300前后满载1P=194042P=374854注：22CP单位限定为cpm计算结果列于下表：四）后悬架系统布置后悬架装两只高度阀，空气弹簧的安装高度为253mm，车轮中心至车架下平面距离为256mm。1.垂直工况的核算1.1．由于采用全空气悬架系统，选用2930110276Z0气囊，空气弹簧承受全部垂直负荷。故空气弹簧负荷：2/22PPA1.2．空气弹簧相对内压：0222APpAr1.3．空气弹簧刚度：C2A=k(p2r+pa)×(A02)2/V02+p2r×da/dx=1.33(0.58+0.1)×323322/7785000=121.4N/mm式中：k为多变指数，取1.33A02=323.32cm2为有效面积dA/dx=0为有效面积变化率V02=7785cm3为有效容积Pa=10N/cm2为标准大气压1.4．系统固有震动频率：22300CPN注：22CP单位限定为cpm计算结果列于下表空车满载单位P237485NP2A18742.5NP2r0.58MpaC2A1214N/cmN76Cpm五）侧倾校核1.侧倾力臂:空车满载单位P1A19404NP1r0.42MPaC1A1757N/cmN90cpm51.1．前悬架由推力杆布置求得：前悬架侧倾中心离地面高度h1=427mm前悬架侧倾中心距前轴水平距离L1=0mm1.2．后悬架由推力杆布置求得：后悬架侧倾中心离地面高度h2=793mm1.3．簧载质心高度Shg=1388mm1.4．质心距前轴距离Ls=P2L/(P1+P2)=37485×4300/(37485+19404)=28331.5．侧倾力臂H=Shg-h1-(LS-L1)(h2-h1)/(L-L1)=1388-427-(2833-0)(793-427)/(4300-0)=719.9mm2.稳定杆角刚度2.1前横向稳定杆角刚度6前横向稳定杆角刚度：EJSLLLLLLJGSRLLLCptCS3'2''2''2''33333202321221式中：23136'2SRLS22222212sin25.0sincos225.0YXYXRXYSinXYYXRS2sin'25.0sin''5.021212122LRLRLRSCosLRX'sin1sin'cos1LRY25101.2mmNE为拉压弹性模量24106.7mmNG为剪切弹性模量32/4DJp为杆的极惯性矩pJJ5.0为杆的惯性矩计算结果CS1=7.86×106N.cm/rad2.2后横向稳定杆已知：。稳定杆直径D=50。7前横向稳定杆角刚度：EJSLLLLLLJGSRLLLCptCS322233333202321222则2SC2.08710radmN/c3.高度阀不起作用时整车侧倾角刚度由于前悬架采用单个高度阀，左右气簧是连通的，当高度阀不起作用时，前气簧的角刚度就为0。222'AADCC＋21SSCC＝1214×1452+7.86×106+2.08×107＝5.42×107N.cm/rad当满载时CΦ,=5.42×108N.cm/rad式中：D2A=145cm4.高度阀起作用时整侧车倾角刚度由于前悬架采用单高度阀，阀在中间，与侧倾中心在同一垂面上，故高度阀对侧倾不影响，即前气簧角刚度也可视为0。后悬架采用双高度阀，从理论上讲，车身设定为刚体，左、右两点高度阀在阀杆处的高度不变。若高度阀布置在后桥附近，整个车身的侧倾角可视为为0（即角刚度为∞）。实际上，往往由于这时气簧气压大于充气压力，空气要倒流（无单向阀），故这时实际气簧压力等于最大充气压力（即)12MPaprC2A=k(p2r+pa)A022/V02+P2r.dA/dx=1964.5N/cm2CФ,,=0.5C2A.D2A2+CS1+CS2=0.5×1964.5×1452+7.86×106+2.08×107=4.93×107N.cm/rad当满载时CΦ,,=4.93×108N.cm/rad可见,空气弹簧对侧倾角刚度的贡献很小,主要由板簧起作用.5.整车侧倾角当整车以向心加速度0.4g稳定转向时，侧倾角：Ф=v2h/gR.(CФ/9.8Gs-h)=0.079式中：gRV4.0/2Gs=G-Gu=11610kg计算结果：（满载时）高度阀起作用时高度阀不起作用时Ф=4.5。Ф=4.1。8三.结论满载时前、后悬架之固有频率为90和76cpm，两者比值为1.18，对采用空气悬架系统，达到这样的指标是比较理想的。汽车满载时，当向心加速度为0.4g时，稳态转弯之侧倾角为4.5º，即抗侧倾能力是比较强的。