毕业设计（论文）SUV汽车前悬架设计

上海工程技术大学毕业设计（论文） SUV汽车前悬架设计各专业完整优秀毕业论文设计图纸摘 要本次毕业设计课题来自企业的生产实际课题，是在原有车型平台基础上针对企业新开发的一款中高档SUV汽车。该车型前悬架结构形式采用双横臂式独立悬架。在车轮上下跳动时，这种结构的悬架可以减少车轮沿路面的位移，使主销内倾角、主销后倾角以及轮距的变化相对较小，从而保证四轮定位参数在理想的变化范围内。本文针对该款SUV汽车的前悬架系统进行设计，计算和设计的主要内容是：螺旋弹簧和横向稳定杆。先通过计算力的传递比及行程传递比，得出螺旋弹簧的刚度，随后对螺旋弹簧进行设计及计算，经过三套方案的分析比较后，确定出最合理的弹簧直径。在横向稳定杆的设计中，在难以利用材料力学方法求解的情况下，利用有限元分析法求出其扭转刚度。前悬架系统运用CATIA软件进行三维建模，模型建立后用ADAMS软件对其进行运动学仿真分析，得出主销内倾角、主销后倾角、前轮前束及轮距与车轮跳动量之间的变化关系，并与理想值进行比较。考虑前悬架在不平路面上，受冲击较大，前悬架各部件受载也较大，最后对其各部件用CAE软件进行应力分析，以保证其强度要求。关键词：前悬架，SUV，分析，四轮定位The Design of SUV Front SuspensionABSTRACTThis graduation design is an actual issue from some enterprise,and is the design of the original model based on the development platform for the high-grade section of SUV. The type of the front suspension structure is double-wishbone independent suspension. The next beat in the wheel, this structure will reduce the wheels along the surface displacement and enable the suspension kingpin inclination, castor angle and tire distance do not change much, so that four parameters of positioning are within the ideal changes.The passage is the design of this SUV automobile front suspension，its main task of calculation and design are spring and anti-roll bar. By calculating the force transmission ratio and the travel transmission ratio, the stiffness of the spring is got.Compared with three programs of analysis, the most reasonable spring diameter is obtained.In case of failing to use mechanical methods to calculate the torsional stiffness of the anti-roll bar, FEA method is used. CATIA software is used to the front suspension system for 3D modeling,after that used ADAMS kinematic simulation analysis,the change of the camber angle,kingpin inclination angle,caster angle and toe angle with the wheel beating appeared.Thinking of the front suspension for larger loads, the various components of its stress analysis are dealed by CAE software to ensure their strength requirement. Key words: front suspesion, SUV, analysis，4-wheel positionSUV汽车前悬架设计袁佳 0611032620 引言悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架(或车身)与车轴(或车轮)弹性地连接在一起。悬架最主要的功能是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩；缓和路面传给车架(或车身)的冲击载荷，衰减由此引起的承载系统的振动，保证汽车的行驶平顺性；保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车的操纵稳定性，使汽车获得高速行驶能力。对悬架提出的设计要求有：(1) 保证汽车有良好的行驶平顺性。(2) 具有合适的衰减振动的能力。(3) 保证汽车具有良好的操纵稳定性。(4) 汽车制动或加速时，要保证车身稳定，减少车身纵倾，转弯时车身侧倾角要合适。(5) 有良好的隔声能力。(6) 结构紧凑、占用空间尺寸小。(7) 可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩，在满足零部件质量要小的同时，还要保证有足够的强度和寿命。1 悬架系统的发展1.1 悬架系统的发展历史和现状科技进步是人类永恒的追求。在马车出现的时候，为了乘坐更舒适，人类就开始对马车的悬架叶片弹簧进行孜孜不倦地探索。在1776年，马车用的叶片弹簧取得了专利。并且一直使用到二十世纪3O年代，叶片弹簧才逐渐被螺旋弹簧代替。汽车诞生后，随着对悬架研究的深入，相继出现了扭杆弹簧、气体弹簧、橡胶弹簧、钢板弹簧等弹性元件。1934年世界上出现了第一个由螺旋弹簧组成的被动悬架。被动悬架的参数根据经验或优化设计的方法确定，在行驶过程中保持不变。它是一系列路况的折中，很难适应各种复杂路况，减振的效果较差。为了克服这种缺陷，采用了非线性刚度弹簧和车身高度调节的方法，虽然有一定成效，但无法根除被动悬架的弊端。被动悬架主要应用于中低档轿车上，现代轿车的前悬架一般采用带有横向稳定杆的麦弗逊式悬架，比如桑塔纳、赛欧等车，后悬架的选择较多，主要有复合式纵摆臂悬架和多连杆悬架等 。随着道路交通的不断发展，汽车车速有了很大的提高，被动悬架的缺陷逐渐成为提高汽车性能的瓶颈，为此人们开发了能兼顾舒适性和操纵稳定的主动悬架。主动悬架的概念是1954年美国通用汽车司在悬架设计中率先提出的。主动悬架是在被动悬架的基础上，增加可调节刚度和阻尼的控制装置，使汽车悬架在任何路面上保持最佳的运行状态。控制装置通常由测量系统、反馈控制系统、能源系统等组成。20世纪80年代，世界各大著名的汽车公司和生产厂家竞相研制开发这种悬架。丰田、洛特斯、沃尔沃、奔驰等在汽车上进行了较为成功的试验。装置主动悬架的汽车，即使在不良路面高速行驶时，车身非常平稳，轮胎的噪音小，转向和制动时车身保持水平。特点是乘坐非常舒服，但结构复杂、能耗高，成本昂贵，可靠性存在问题。由于种种原因，我国的汽车绝大部分采用被动悬架。在半主动和主动悬架的研究方面起步晚，与国外的差距大。在西方发达国家，半主动悬在8O年代后期趋于成熟，福特公司和日产公司首先在轿车上应用，取得了较好的效果。主动悬架虽然提出早，但由于控制复杂，并且牵涉到许多学科，一直很难有大的突破。到上世纪9O年代，仍仅应用于排气量大的豪华汽车。1.2 悬架系统的发展趋势由于汽车行驶的平顺性和操纵稳定性的要求，具有安全、智能和清洁的绿色智能悬架将是今后汽车悬架发展的趋势。(1)被动悬架是传统的机械结构，刚度和阻尼都是不可调的，依照随机振动理论，它只能保证在特定的路况下达到较好效果。但它的理论成熟、结构简单、性能可靠、成本相对低廉且不需额外能量，因而应用最为广泛。在我国现阶段，仍然有较高的研究价值。被动悬架性能的研究主要集中在三个方面：通过对汽车进行受力分析后，建立数学模型，然后再用计算机仿真技术或有限元法寻找悬架的最优参数；研究可变刚度弹簧和可变阻尼的减振器，使悬架在绝大部分路况上保持良好的运行状态；研究导向机构，使汽车悬架在满足平顺性的前提下，稳定性有较大的提高 (2)半主动悬架的研究集中在两个方面：执行策略的研究；执行器的研究。阻尼可调减振器主要有两种，一种是通过改变节流孔的大小调节阻尼；一种是通过改变减振液的粘性调节阻尼。节流孔的大小一般通过电磁阀或步进电机进行有级或无级的调节，这种方法成本较高，结构复杂。通过改变减振液的粘性来改变阻尼系数，具有结构简单、成本低、无噪音和冲击等特点，因此是目前发展的主要方向。(3)主动悬架研究也集中在两个方面：可靠性；执行器。由于主动悬架采用了大量的传感器、单片机、输出输入电路和各种接口，由于元器件较多，降低了悬架的可靠性，所以，加大元件的集成程度，是一个不可逾越的阶段。执行器的研究主要是用电动器件代替液压器件。电气动力系统中的直线伺服电机和永磁直流直线伺服电机具有较多的优点，今后将会取代液压执行机构。运用电磁蓄能原理，结合参数估计自校正控制器，可望设计出高性能低功耗的电磁蓄能式自适应主动悬架。使主动悬架由理论研究转化为实际应用。悬架技术的每一次跨越，都和相关学科的发展密切相关。计算机技术、自动控制技术、模糊控制、神经网络、先进制造技术、运动仿真等为悬架的进一步发展提供了有力的保障。同时，悬架的发展也给这些相关学科提出更高的理论要求，使人类的认识迈向新的、更高的境界。2 汽车悬架系统 2.1 悬架系统概述悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的一切传力连接装置的总称。悬架具有以下功能：(1)对不平整路面所造成的汽车行驶中的各种颤动、摇摆和振动等，与轮胎一起，予以吸收和减缓，从而保障乘客和货物的安全，并提高驾驶稳定性。(2)将路面与车轮之间的摩擦所产生的驱动力和制动力传输至底盘和车身。(3)支承车桥上的车身，并使车身与车轮之间保持适当的几何关系。现代汽车的悬架尽管有各种不同的结构形式，但是一般都由弹性元件、减振器和导向机构三部分组成。由于汽车行驶的路面不可能绝对平坦，路面作用于车轮上的垂直反力往往是冲击性的，特别是在坏路面上高速行驶时，这种冲击力将达到很大的数值。冲击力传到车架和车身时，可能引起汽车机件的早期损坏，传给乘员和货物时，将使乘员感到极不舒适，货物也可能受到损伤。为了缓和冲击，在汽车行驶系统中，除了采用弹性的充气轮胎外，在悬架中还必须装有弹性元件，使车架(或车身)与车桥(或车轮)之间作弹性联系。但弹性系统受到冲击后将产生振动。持续的振动易使乘员感到不舒适和疲劳，故悬架还应当具有减振作用，使振动迅速衰减(振幅迅速减小)。因此，在许多结构形式的悬架的汽车悬架中设有专门的减振器。车轮相对于车架和车身跳动时，车轮(特别是转向轮)的运动轨迹应符合一定的要求，否则对汽车的某些行驶性能(特别是操纵稳定性)有不利的影响。因此，悬架中某些传力构件同时还承担着使车轮按一定轨迹相对于车架和车身跳动的任务，因而这些传力构件还起导向作用，故称导向机构。在多数轿车上，为防止车身在转向行驶等情况下发生过大的横向倾斜，在悬架中还设有辅助弹性元件横向稳定器。2.2 悬架结构形式分析2.2.1 非独立悬架和独立悬架悬架可分为非独立悬架和独立悬架两类。非独立悬架的结构特点是：左、右车轮用一根整体轴连接，再经过悬架与车架(或车身)连接；独立悬架的结构特点是：左、右车轮通过各自的悬架与车架(或车身)连接,如图2.1所示。图2.1 悬架结构形式简图以纵置钢板弹簧为弹性元件兼作导向装置的非独立悬架，其主要优点是：结构简单，制造容易，维修方便，工作可靠。缺点是：由于整车布置上的限制，钢板弹簧不可能有足够的长度(特别对前悬架而言)，使之刚度较大，所以汽车平顺性较差；簧下质量大；在不平路面上行驶时，左、右车轮相互影响，并使车轴(桥)和车身发生倾斜；当两侧车轮不同步跳动时，车轮会左、右摇摆，使前轮容易产生摆振；前轮跳动时，悬架易于转向传动机构产生运动干涉；当汽车直线行驶在凹凸不平的路段上时，由于左右两侧车轮反向跳动或只有一侧车轮跳动时，不仅车轮外倾角有变化，还会产生不利的轴转向特性；汽车转弯行驶时，离心力也会产生不利的轴转向特性；车轴(桥)上方要求有与弹簧行程相适应的空间。这种悬架主要用于总质量大些的商用车前、后悬架以及某些乘用车的后悬架上。独立悬架可提供多种方案供设计人员选用，以满足不同的设计要求。独立悬架的缺点是：结构复杂，制造成本较高，维修困难；在一般情况下，车轮跳动时，由于车轮外倾角与轮距变化较大，轮胎磨损较严重。这种悬架主要用于乘用车和部分总质量不大的商用车上。2.2.2 独立悬架特点随着高速公路网的发展，促使汽车速度的不断提高使得非独立悬架已不能满足汽车行驶平顺性和操纵稳定性等方面的要求。因此，在现代汽车悬架系统中，尤其是在轿车的前悬架中已无例外地采用了独立悬架。前已述及，独立悬架的结构特点是两侧的车轮各自独立地与车架或车身弹性连接，因而具有以下优点：(1)在悬架弹性元件一定的变形范围内，两侧车轮可以单独运动，而互不影响，这样在不平道路上行驶时，可减少车架和车身的振动，而且有助于消除转向轮不断偏摆的不良现象。(2)减少了汽车的非簧载质量（即不由弹簧支承的质量）。在非独立悬架的情况下，整个车桥和车轮都属于非簧载质量部分。在用独立悬架时，对驱动桥而言，由于主减速器、差速器及其外壳都固定在车架上，成了簧载质量；对转向桥而言，它仅具有转向主销和转向节，而中部的整体梁不再存在。所以在采用独立悬架时，非簧载质量只包括车轮质量和悬架系统中的一部分零件的全部或部分质量，显然比用非独立悬架时的非簧载质量要小得多。在道路条件和车速相同时，非簧载质量越小，则悬架所受到的冲击载荷也越小。故采用独立悬架可以提高汽车的平均行驶速度。(3)采用断开式车桥，发动机总成的位置便可以降低和前移，使汽车重心下降，提高了汽车行驶稳定性。同时能给予车轮较大的上下运动的空间，因而可以将悬架刚度设计得较小，使车身振动频率降低，以改善行驶平顺性。(4)保证汽车在不平路面上行驶时，所有车轮与路面有良好接触，从而增大牵引力和汽车的离地间隙，大大提高越野汽车的通过性能。2.2.3 独立悬架结构形式分析独立悬架的结构类型很多，可分为双横臂式、单横臂式、双纵臂式、单纵臂式、单斜臂式和麦弗逊式等几种类型。(1)双横臂式独立悬架双横臂式独立悬架的两个摆臂长度可以相等，也可以不相等。图2.2表明两摆臂等长的悬架当车轮上下跳动时，车轮平面没有倾斜，但轮距去发生了较大的变化，这将增加车轮侧向滑移的可能性。在摆臂不等长的独立悬架中，如将两臂长度选择适当，可以使车轮和主销的角度以及轮距的变化都不太大。不大的轮距变化在轮胎较软时可以由轮胎变形来适应。目前轿车的轮胎可容许轮距的改变在每个车轮上达到而不致使车轮沿路面滑移。因此，不等长的双横臂式独立悬架在轿车的前轮上应用得较为广泛。图2.2 双横臂式独立悬架示意图(2)单横臂式独立悬架 单横臂式独立悬架的特点是：当悬架变形时，车轮平面将产生倾斜而改变两侧车轮与路面接触点间的距离(轮距)，致使轮胎相对于地面侧向滑移，破坏轮胎和地面的附着。此外，这种悬架用于转向轮时，会使主销内倾角和车轮外倾角发生较大的变化，对于转向操纵有一定影响，故目前在前悬架中很少采用。但是，由于结构简单、紧凑、布置方便等原因，在车速不太高的重型越野汽车上也有采用的。(3)双纵臂式独立悬架 双纵臂式独立悬架的两个纵臂长度一般做成相等，形成平行四连杆机构。这样，在车轮上下跳动时，主销的后倾角保持不变，故这种形式的悬架使用于转向轮。(4)单纵臂式独立悬架转向轮采用单纵臂式独立悬架时，车轮上下跳动将使主销后倾角产生很大的变化。因此，单纵臂式独立悬架一般多用于不转向的后轮。(5)单斜臂式独立悬架单斜臂式独立悬架是介于单横臂和单纵臂之间的一种悬架结构形式。单斜臂绕与汽车纵轴线成一定夹角的轴线摆动。适当地选择夹角，可以调整轮距、车轮倾角、前束等变化最小。有的单斜臂独立悬架，为了控制前束的变化，在单斜臂上安装了一根辅助拉杆，称为控制前束杆。单斜臂式独立悬架兼有单横臂和单纵臂独立悬架的优点，自问世以来，多用在后轮驱动的汽车的后悬架上。例如，福特Sierra轿车的后悬架及宝马5系列轿车后悬架均为此种结构。(6)麦弗逊式独立悬架麦弗逊式独立悬架也称滑柱连杆式悬架，它是由滑动立柱和横摆臂组成。该悬架突出的优点是增大了两轮间内侧的空间，便于发动机和其一些零件的布置；其缺点是滑动立柱摩擦和磨损较大。对于不同结构形式的独立悬架，不仅结构特点不同，而且许多基本特性也有较大区别。评价时常从以下几方面进行：(1)侧倾中心高度汽车在侧向力作用下，车身在通过左、右车轮中心的横向垂直平面内发生侧倾时，相对于地面的瞬时转动中心，称为侧倾中心。侧倾中心到地面的距离，称为侧倾中心高度。侧倾中心位置高，它到车身质心的距离缩短，可使侧向力臂及侧倾力矩小些，车身的侧倾角也会减小。但侧倾中心过高，会使车身倾斜时轮距变化大，加快轮胎的磨损。(2)车轮定位参数的变化车轮相对车身上、下跳动时，主销内倾角、主销后倾角、车轮外倾角及车轮前束等定位参数会发生变化。若主销后倾角变化大，容易使转向轮产生摆振；若车轮外倾角变化大，会影响汽车的直线行驶稳定性，同时也会影响轮距的变化和轮胎的磨损速度。(3)悬架侧倾角刚度当汽车作稳态圆周行驶时，在侧向力作用下，车厢绕侧倾轴线转动，此转动角称为车厢侧倾角。车厢侧倾角与侧倾力矩和悬架总的侧倾角刚度大小有关，并影响汽车的操纵稳定性和平顺性。(4)横向刚度表2.1 不同形式悬架的特点双横臂式单横臂式单纵臂式单斜臂式麦弗逊式侧倾中心高度比较低比较高比较低居单横臂式和单纵臂式之间比较高车轮相对车身跳动时车轮定位参数的变化车轮外倾角与主销内倾角均有变化车轮外倾角与主销内倾角变化大主销后倾角变化大有变化变化小轮距变化小变化大不变变化不大变化很小侧倾角刚度较小，需用横向稳定器较大，可不装横向稳定器较小，需用横向稳定器居单横臂式和单纵臂式之间较大，可不装横向稳定器横向刚度大大小小大占用空间尺寸较多较少几乎不占用高度空间几乎不占用高度空间小其他结构较复杂，前悬架用得多结构简单、成本低，前悬架上用得少 结构简单、成本低 结构简单、成本低结构简单、紧凑，乘用车上用得较多悬架的横向刚度影响操纵稳定性。若用于转向轴上的悬架横向刚度小，则容易造成转向轮发生摆振现象。不同类型的悬架占用的空间尺寸不同，占用横向尺寸大的悬架影响发动机的布置和从车上拆装发动机的困难程度。占用空间高度小的悬架，则允许行李箱宽敞，而且底部平整，布置油箱容易。因此，悬架占用的空间尺寸也用来作为评价指标之一。表2.1分析了不同形式悬架的特点。 悬架结构形式和性能参数的选择合理与否，直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之一。2.2.4 前、后悬架方案的选择目前汽车的前、后悬架采用的方案有：前轮和后轮均采用非独立悬架；前轮采用独立悬架，后轮采用非独立悬架；前轮和后轮均采用独立悬架等几种。2.2.5 主动悬架和半主动悬架悬架系统一般是由弹性元件与阻尼元件共同构成，悬架系统共3种形式，即被动悬架，半主动悬架及主动悬架。其简化模型如图2.3所示。图2.3 三种悬架的模型图传统的悬架系统(如图2.3(a)所示)，其减振器的阻尼系数C和弹簧刚度系数K一般通过经验设计或优化设计方法选择，一经确定，在汽车行驶过程中就无法随外部环境而改变。故称传统的悬架系统为被动悬架。汽车悬架系统的理想状态应达到在转弯、制动等操纵过程的稳定性，要求悬架系统有“较硬”状态；另外在隔开随机路面不平对汽车的振动，提高乘坐舒适性，又要求悬架系统有“较软”状态。半主动悬架在1973年由Crosby和Karropp设计(如图2.3(b)所示)，由可变特性的弹簧和减震器组成。工作原理是：根据簧上质量相对车轮的速度响应，加速度响应的反馈信号，按一定的控制规律调节可调弹簧的刚度或可调减震器的阻尼力。半主动悬架在外力的产生上与被动悬架一致，但其减振器阻尼系数C或弹簧刚度系数K是可变的。通常其减振控制以改变阻尼力为主，将阻尼分为级。1976年改变弹簧刚度的半主动悬架产生，其弹簧刚度是通过切换空气弹簧实现的。1984年日产公司研制的声纳式半主动悬架，它采用声纳装置预测路面信息，及时调整悬架减振器阻尼状态，分软、中、硬三种状态。半主动悬架比被动悬架的减振效果好很多。主动悬架系统需要输入一定的外部能量以使控制机构给悬架系统施加一定的控制力来减振。由于外加能量的引入，这种悬架系统便成为有源系统(如图2.3(C)所示)。系统由一个弹性元件和一个力发生器组成。力发生器的作用在于改进悬架系统中能量的消耗和供给悬架系统以能量，该形式的控制目标是要实现一个优质的隔振悬架系统，而悬架系统不需较大变化，只需使力发生器部分产生一个正比于绝对速度负值的主动力。主动悬架系统按其是否包含动力源可分为全主动悬架(有源主动悬架)和半主动悬架(无源主动悬架)系统两大类。(1)全主动悬架全主动悬架就是根据汽车的运动状态和路面状况，适时地调节悬架的刚度和阻尼，使其处于最佳减振状态。它是在被动悬架系统(弹性元件、减振器、导向装置)中附加一个可控制作用力的装置。它通常是由执行机构、测量系统、反馈控制系统合能源系统四部分组成。(2)半主动悬架半主动悬架不考虑改变悬架的刚度，而只考虑改变悬架的阻尼，因此它是由无动力源且只有可控的阻尼元件组成。由于半主动悬架结构简单，工作时不消耗车辆动力，而且还能获得与全主动悬架相近的性能，故有较好的应用前景。主动悬架系统的应用存在两个困难，一是硬件价格昂贵，二是能量消耗过大。随着电控系统的发展，减少功率消耗，提高电控系统的集成化成为主动悬架的研究方向。同时，应用先进的控制理论，不断完善悬架系统的软件部分，进一步兼顾车辆行驶平顺性和操纵稳定性也成为发展的关键环节。2.3 弹性元件2.3.1 钢板弹簧钢板弹簧是汽车悬架中应用最广泛的一种弹性元件，它是由若干片等宽但不等长(厚度可以相等，也可以不相等)的合金弹簧片组合而成的一根近似等强度的弹性梁。钢板弹簧在载荷作用下变形时，各片之间有相对滑动而产生摩擦，可以促进车架振动的衰减。但各片间的干摩擦，将使车轮所受的冲击在很大程度上传给车架，即降低了悬架缓和冲击的能力，并使弹簧各片加速磨损，这是不利的。为减少弹簧片的磨损，在装合钢板弹簧时，各片间需涂上较稠的润滑剂(石墨润滑脂)，并应定期进行保养。为了在使用期间内长期储存润滑脂和防止污染，有时将钢板弹簧装在护套内。钢板弹簧本身还能兼起导向机构的作用，并且由于弹簧各片之间的摩擦而起到一定的减振作用。为了保证在弹簧片间产生定值摩擦力以及消除噪声，可在弹簧片之间夹入塑料垫片。某些高级轿车后悬架的弹性元件采用钢板弹簧时，常采用此机构。2.3.2 螺旋弹簧螺旋弹簧广泛地应用于独立悬架，特别是前轮独立悬架中。然而在有些轿车的后轮非独立悬架中，其弹性元件也采用螺旋弹簧。螺旋弹簧与钢板弹簧比较，具有以下优点：无需润滑，不忌泥污；安置所需的纵向空间不大；弹簧自身质量小。螺旋弹簧本身没有减振作用，因此在螺旋弹簧悬架中必须另装减振器。此外，螺旋弹簧只能承受垂直载荷，故必须装设导向机构以传递垂直力以外的各种力和力矩。螺旋弹簧用弹簧钢棒料卷制而成，可做成等螺距或变螺距。前者刚度不变，后者刚度是可变的。2.3.3 扭杆弹簧扭杆弹簧本身是一根由弹簧钢制成的杆。扭杆断面通常为圆形，少数为矩形或管形。其两端形状可以做成花键、方形、六角形或带平面的圆柱形等等，以便一端固定在车架上，另一端固定在悬架的摇臂上。扭杆弹簧在制造时，经热处理后预先施加一定的扭转力矩载荷，使之产生一个永久的扭转变形，从而使其具有一定的预应力。左、右扭杆的预加扭转的方向都与扭杆安装在车上后承受工作载荷时扭转的方向相同。其目的是减小工作时的实际应力，以延长扭杆弹簧的使用寿命。如果左、右扭杆换位安装，则将使扭杆弹簧的预先扭转方向与工作时扭转方向相反，导致扭杆弹簧的实际工作应力加大，而缩短使用寿命。因此，左、右扭杆弹簧不能互换。为此，左、右扭杆刻有不同的标记。扭杆弹簧本身的扭转刚度虽然是常数，但采用扭杆弹簧的悬架由于有导向机构的缘故，其悬架刚度却是可变的。扭杆弹簧单位质量的储能量是钢板弹簧的3倍，比螺旋弹簧高。因此，采用扭杆弹簧的悬架质量较小，结构比较简单，也不需润滑，并且通过调整扭杆弹簧固定端的安装角度，易实现车身高度的自动调节。此外，扭干弹簧在汽车上的布置比较方便，它可以与汽车纵轴线平行地布置，也可以横向布置。纵向布置时，可以方便地安装满足设计要求长度的扭杆，以保证悬架具有良好的性能。2.3.4 气体弹簧气体弹簧是在一个密封的容器中充入压缩气体(气压为)，利用气体的可压缩性实现其弹簧作用的。这种弹簧的刚度是可变的，因为作用在弹簧上的载荷增加时，容器内的定量气体受压缩，气压升高，则弹簧的刚度增大。反之，当载荷减小时，弹簧内的气压下降，刚度减小，故它具有较理想的弹性特性。气体弹簧有空气弹簧和油气弹簧两种。空气弹簧又有囊式空气弹簧和膜式空气弹簧之分。2.3.5 橡胶弹簧橡胶弹簧是利用橡胶本身的弹性来起弹性元件的作用。它可以承受压缩载荷与扭转载荷。其优点是单位质量的储能量较金属弹簧多，隔音性能好，工作无噪声，不需要润滑。因橡胶的内摩擦较大，因此橡胶弹簧具有一定的减振能力。橡胶弹簧多用作悬架的副簧和缓冲块。2.4 减振器为加速车架和车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平顺性，在大多数汽车的悬架系统内都装有减振器。减振器和弹性元件是并联安装的，如图2.4所示。图2.4 减振器和弹性元件的安装示意图汽车悬架系统中广泛采用液力减振器。液力减振器的作用原理是当车架与车桥作往复相对运动时，减振器中的活塞在缸筒内也作往复运动，减振器壳体内的油液便反复地从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔。此时，孔壁与油液间的摩擦及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能，而被油液和减振器壳体所吸收，然后散到大气中。减振器阻尼力的大小随车架与车桥(或车轮)的相对速度的增减而增减，并且与油液粘度有关。要求减振器所用油液的粘度受温度变化的影响尽可能小；且具有抗汽化，抗氧化以及对各种金属和非金属零件不起腐蚀作用等性能。减振器的阻尼力越大，振动消除得越快，但却是并联的弹性元件的作用不能充分发挥，同时，过大的阻尼力还可能导致减振器连接零件及车架损坏。为解决弹性元件与减振器之间的矛盾，对减振器提出如下要求：(1)在悬架压缩行程(车桥与车架相互移近的行程)内，减振器阻尼力应较小，以便充分利用弹性元件的弹性，缓和冲击；(2)在悬架伸张行程(车桥与车架相对远离的行程)内，减振器的阻尼力应大，以求迅速减振；(3)当车桥(或车轮)与车架的相对速度过大时，减振器应当能自动加大液流通道截面积，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受过大的冲击载荷。在压缩和伸张行程内均能起作用的减振器称为双向作用式减振器。另有一种减振器仅在伸张行程内起作用，称为单向作用式减振器。目前汽车上广泛采用双向作用筒式减振器。2.5 辅助元件2.5.1 横向稳定器近代轿车的悬架一般都很软，在高速行驶中转向时，车身会产生很大的横向倾斜和横向角振动。为减少这种横向倾斜，往往在悬架中添设横向稳定器。用得最多的是杆式稳定器。通过减小悬架垂直刚度，能降低车身振动固有频率，达到改善汽车平顺性的目的。但应为悬架的侧倾角刚度和悬架垂直刚度之间是正比关系，所以减小垂直刚度的同时使侧倾角刚度也减小，并使车厢侧倾角增加，结果车厢中的乘员会感到不适和降低了行车安全感。解决这一矛盾的主要方法就是在汽车上设置横向稳定器。有了横向稳定器，就可以做到在不增大悬架垂直刚度的条件下，增大悬架的侧倾角刚度。汽车转弯行驶产生的侧倾力矩，使内、外侧车轮的负荷发生转移，并影响车轮侧偏刚度K和车轮侧偏角变化。前、后轴(桥)车轮负荷转移大小，主要取决于前、后悬架的侧倾角刚度值。当前悬架侧倾角刚度大于后悬架侧倾角刚度时，前轴(桥)的车轮上的负荷转移大于后轴(桥)的车轮上的负荷转移，并使前轮侧偏角大于后轮侧偏角，以保证汽车有不足转向特性。在汽车前悬架上设置横向稳定器，能增大前悬架的侧倾角刚度。2.5.2 缓冲块缓冲块通常用图2.5所示形状的橡胶制造。通过硫化将橡胶与钢板连接为一体，再经焊在钢板上的螺钉将缓冲块固定到车架(车身)或其他部位上，起到限制悬架最大行程的作用。有些汽车装用多孔聚氨酯制成的缓冲块，它兼有辅助弹性元件的作用。多孔聚氨酯是一种有很高强度和耐磨性能的复合材料。这种材料起泡时就形成了致密的耐磨层，它保护内部的发泡部分不受损伤。由于在该材料中有封闭的气泡，在载荷作用下弹性元件被压缩，但其外轮廓尺寸增加却不大，这点与橡胶不同。有些汽车的缓冲块装在减振器上。图2.5 橡胶缓冲块3 前悬架系统参数确定3.1 SUV车型特点SUV (Sport Utility Vehicle)，即运动型多用途车，它既具有越野车的部分功能，又能够部分满足家庭休闲的需要。与越野车不同的是，SUV具有更好的公路行驶性、多功能性和休闲性，其代表车型如“宝马X5”、 “沃尔沃XC90”等。从技术层面看，SUV最明显的标志是其底盘前桥为不等长双横臂上螺旋弹簧独立悬架，断开式四连杆悬挂后桥；后悬架是非独立悬架，这在一定程度上既有轿车的舒适性，又有越野车的越野性能。简单地说，这种车就是底盘高，有大梁，可以牵引。唯一的缺点是总体价格偏高，还相对地费油。由于国外的SUV市场十分成熟，相反，国内SUV厂家生产的SUV均强调外形，而在功能上均与国外厂家产品无法比拟：缺乏SUV的Offroad性能和安全性，更无智能四轮驱动功能，同时其内部装饰档次低，空间利用率缺乏综合考虑以及舒适性差等也是国内SUV的共同特点。根据0708年市场发展预计，我国的SUV市场将呈现与国际市场接轨的特点，同时在价格上凸现其竞争优势。具有代表性的产品为本田CR-V，现代圣达菲和长城哈弗的后续产品以及雷克萨斯(凌志)RX系列等。本次设计项目是在原有车型平台基础上开发的一款高档SUV, 是一款高定位，面向欧美市场的SUV车型。市场竞争车型有：Honda CR-V, Lexus RX350，宝马X5，现代悦达圣达菲等。3.2 前悬架结构形式选择设计时，考虑沿用上一款车型的结构与参数，以节省材料，降低成本，本款SUV的前悬架结构形式选用不等长双横臂式独立悬架。不等长双横臂式独立悬架虽然在结构上较为复杂，但如果上、下两控制臂的长度选择适当，可以减少车轮沿路面的滑移，使主销内倾角、主销后倾角以及轮距的变化都不大，不大的轮距变化在轮胎较软时可以由轮胎的变形来适应，以保证汽车的乘坐舒适性及操纵稳定性。前悬架系统主要由上控制臂、下控制臂、螺旋弹簧、减振器、减振器叉、转向节、横向稳定杆和副车架等组成，其结构形式如图3.1(a)(b)所示,前悬架总布置图如图3.2(a)(b)(c)所示。图3.1(a) 不等长双横臂式独立悬架三维图横向稳定杆前副车架下控制臂螺旋弹簧减振器叉转向节减振器上控制臂图3.1(b) 不等长双横臂式独立悬架示意图图3.2(a) 悬架总布置正视图图3.2(b) 悬架总布置俯视图图3.2(c) 悬架总布置左视图3.3 前悬架主要参数的确定3.3.1 悬架的静挠度悬架静挠度是指车辆满载静止时悬架上的载荷与此时悬架刚度之比，即。本车设计时，前轴满载为，前悬架刚度为，因此前悬架的静挠度车辆的悬架与其簧上质量组成的振动系统的固有频率，是影响汽车行驶平顺性的主要参数之一。因此现代汽车的质量分配系数近似等于，于是前、后轴上方车身两点的振动不存在联系。因此，汽车前、后部分车身的固有频率和（亦称偏频）可用下式表示：；式中，、为前、后悬架的刚度；、为前、后悬架的簧上质量。用途不同的汽车，对平顺性要求亦不同。以运送人为主的乘用车，对平顺性的要求最高，客车次之，货车更次之。对发动机排量小的乘用车，前悬架满载偏频要求在，后悬架则要求在。原则上，乘用车的发动机排量越大，悬架的偏频应越小，要求满载前悬架偏频在，后悬架则要求在。本车前悬架的偏频选定在。3.3.2 悬架的动挠度悬架的动挠度是指从满载静平衡位置开始悬架压缩到结构允许的最大变形(通常指缓冲块压缩到其自由高度的到)时，车轮中心相对车架(或车身)的垂直位移。要求悬架应有足够大的动挠度，以防止在坏路面上行驶时经常碰撞缓冲块。对乘用车，取；对客车，取；对货车，取。3.3.3 悬架弹性特性悬架受到的垂直外力与由此所引起的车轮中心相对于车身位移的关系曲线，称为悬架的弹性特性。其切线的斜率是悬架的刚度。悬架的弹性特性有线性和非线性两种。当悬架变形与所受垂直外力之间成固定的比例变化时，弹性特性为一直线，称为线性弹性特性，此时悬架刚度为常数。当悬架变形与所受垂直外力之间不成固定的比例变化时，弹性特性如图所示。此时，悬架刚度是变化的，其特点是在满载位置附近，刚度小且曲线变化平缓，因而平顺性良好；距满载较远的两端，曲线变陡，刚度增大。这样，可在有限的动挠度范围内，得到比线性悬架更多的动容量。悬架的动容量系指悬架从静载荷的位置起，变形到结构允许的最大变形为止消耗的功。悬架的动容量越大，对缓冲块击穿的可能性越小。图3.3 悬架弹性特性曲线3.3.4 悬架侧倾角刚度及其在前、后轴的分配悬架侧倾角刚度是指簧上质量产生单位侧倾角时，悬架给车身的弹性恢复力矩。它对簧上质量的侧倾角有影响。侧倾角过大或过小都不好。乘坐侧倾角刚度过小而侧倾角过大的汽车，乘员缺乏舒适感和安全感。侧倾角刚度过大而侧倾角过小的汽车又缺乏汽车发生侧翻的感觉，同时使轮胎侧偏角增大。如果发生在后轮，会使汽车增加了过多转向的可能。要求在侧向惯性力等于0.4倍车重时，乘用车车身侧倾角在2.54度。此外，还要求汽车在转弯行驶时，在的侧向加速度作用下，前、后轮侧倾偏角之差应当在13度范围内。而前、后悬架侧倾角刚度的分配会影响前、后轮的侧偏角大小，从而影响转向特性，所以设计时还应考虑悬架侧倾角刚度在前、后轴上的分配。为满足汽车稍有不同转向特性的要求，应使汽车前轴的轮胎侧偏角略大于后轴的轮胎侧偏角。为此，应该使前悬架具有的侧倾角刚度略大于后悬架的侧倾角刚度。对乘用车，前、后悬架侧倾角刚度的比值一般为1.42.6。3.3.5 悬架几何参数对汽车操纵稳定性的影响汽车的操纵稳定性是指在驾驶者不感到过分紧张、疲劳的条件下，汽车能遵循驾驶者通过转向系及转向车轮给定的方向行驶，且当遭遇外界干扰时，汽车能抵抗干扰而保持稳定行驶的能力。影响它的因素主要有汽车的质心位置、前后轮胎的侧偏剐度、前后悬架的刚度、前悬架导向机构的几何参数、前悬架主销的定位参数、后悬架结构参数、后轮胎外倾角和横向稳定杆刚度等。前轮主销定位参数主要包括主销后倾角和主销内倾角等。主销后倾角对汽车操纵稳定性的影响主要是通过“后倾拖距”使地面侧向力对轮胎产生一个回正力矩，该力矩产生一个与轮胎侧偏角相似的附加转向角，它与侧向力成正比，使汽车趋于增加不足转向，有利于改善汽车的稳态转向特性。主销内倾角对操纵稳定性的影响，主要也是回正力矩，它是在前轮转动时将车身抬高，由于系统位能的提高而产生的前轮回正力矩，它与侧向力无关。因此可以说，主销内倾角主要在低速时起回正作用，“后倾拖距” 主要在高速时起回正作用。前悬架导向机构的几何参数决定前轮定位参数的变化趋势和变化率。在车轮跳动时，外倾角的变化包括由车身侧倾产生的车轮外倾变化和由车轮相对车身的跳动而引起的外倾变化两个部分。在双横臂独立悬架中，前一种变化使车轮向车身倾斜的方向倾斜，即外倾角增大，结果使轮胎侧偏刚度变小，因而使整车不足转向效果加大；后一种变化取决于悬架上、下臂运动的几何关系，在双横臂结构中，往往是外倾角随弹簧压缩行程的增大而减小，这种变化与车身侧倾引起的外倾角变化相反，会产生过度转向趋势。后悬架结构参数对汽车操纵稳定性的影响，近似于前悬架的“干涉转向”。它是在汽车转向时，由于车身侧倾导致独立悬架的左右车轮相对车身的距离发生变化，外侧车轮上跳，与车身的距离缩短，内侧车轮下拉，与车身的距离加大，悬架的结构参数不同，车轮上下跳动时，车轮前束角的变化规律也必然会不同。轮胎是影响汽车操纵稳定性的一个重要因素，增大轮胎的载荷能力，特别是后轮胎的载荷能力，例如加大轮胎尺寸或提高层级，或者后轮由单胎改为双胎，都会改善汽车的稳态转向特性。改变后轮胎的外倾角，也可以改善汽车的操纵稳定性，这是因为后轮胎的负外倾角可以增加后轮胎的侧偏刚度，从而减小过多转向。横向稳定杆常用来提高悬架的侧倾角刚度，或是调整前、后悬架侧倾角刚度的比值。在汽车转弯时，它可以防止车身产生很大的横向侧倾和横向角振动，以保证汽车具有良好的行驶稳定性。前悬架中采用较硬的横向稳定杆有助于提高汽车的不足转向性，并能改善汽车的蛇行行驶性能。4 前悬架系统的设计及相关计算本次设计主要计算和校核的内容是弹簧刚度，弹性元件(螺旋弹簧)及横向稳定器。在已知前悬架刚度的前提下，通过行程传递比和力传递比换算到弹簧刚度，得到弹簧刚度后，再对螺旋弹簧进行设计及校核，得到满足设计要求的最合适钢丝直径。对于前横向稳定杆的设计，先是考虑沿用已有车型的稳定杆，但在沿用性上出现问题，先对稳定杆作修改。由于稳定杆的结构存在多处拐点，很难利用材料力学公式进行求解，因此通过有限元软件来进行扭转刚度的计算。4.1 弹簧刚度的计算已知技术参数(各参数定义详见图4.2)：；转动力臂；主销内倾角；弹簧中心线对垂线的倾斜程度；上臂倾斜角；下臂倾斜角。要求出螺旋弹簧的刚度，先要求得悬架的行程传递比与力传递比，再根据弹簧刚度公式求得，其中为悬架刚度。已知前悬架刚度为。车轮与路面接触点和零件连接点之间的传递比，既表明行程不同，也表明作用在该二处的力的大小不同。如图4.1所示的一个简单臂，其力与行程的传递比分别为：图4.1 简单臂情况下，行程传递比与力传递比相互对应在车轮导向元件仅为单臂的独立悬架中这种关系成立，但在以双横臂作导向装置的悬架中此原理不适用。4.1.1 行程传递比的计算行程传递比与力传递比仅在很少的情况下在整个悬架行程范围内保持不变。这两个传递比取决于悬架零件(螺旋弹簧、减振器等)安装倾角的改变，也取决于悬架工作过程中(装有双臂导向装置时)和角的变化。对于前独立悬架上的点A和B来说，当车轮位移量不大时，他们向后移动的程度实际上与车轮同路面接触点N相同。因位移而变的行程传递比的公式具有以下形式：因此，行程传递比4.1.2 力传递比的计算角表示弹簧中心线对垂线的倾斜程度，即力作用方向的倾斜程度。在双倾斜横臂悬架中，弹簧支承在下臂上，那么还存在上臂反力(见图4.2)包含在力传递比表达式中。图4.2 双横臂悬架各参数示意图利用图4.2给出的符号，对B点组成下列方程：将，和代入后，用下面推导出来的公式可求出两个分力：；利用的条件，根据图4.2可得：；力传递比可由下式得出：代入数据，得到 ： 因此，前悬架弹簧刚度： 4.2 弹性元件的设计前悬架系统选用螺旋弹簧作为弹性元件。螺旋弹簧作为弹性元件，由于其结构简单、制造方便及有高的比能容量，因此在现代轻型以下汽车的悬架中应用相当普遍，特别是在轿车中，由于要求良好的乘坐舒适性和悬架导向机构在大摆动量下仍具有保持车轮定位角的能力，因此螺旋弹簧悬架早就取代了钢板弹簧。螺旋弹簧在悬架布置中可在弹簧内安装减振器、行程限位器或导向柱，使结构紧凑。通过采用变节距的或用变直径弹簧钢丝绕制的或两者同时采用的弹簧结构，可以实现变刚度特性。4.2.1 螺旋弹簧的刚度及应力计算螺旋弹簧在其轴向载荷P作用下的变形f为：式中 弹簧中径，； 弹簧钢丝直径，； 弹簧工作圈数； 弹簧材料的剪切弹性模量，。因此，弹簧刚度：弹簧在压缩时其工作方式与扭杆类似，都是靠材料的剪切变形吸收能量，弹簧钢丝表面的剪应力为： 式中 C弹簧指数(旋绕比)，； 曲度系数，为考虑簧圈曲率对强度影响的系数，螺旋弹簧钢丝表面的剪应力相对较复杂。在静载状态下，这种截面内的应力分布不均匀可以忽略不计，但在承受动载时，由于弹簧内侧应力水平较高并且应力变化幅值也更大，导致螺旋弹簧的实效总是发生在内侧，为了在设计时考虑内侧应力的增大，引入修正系数。一般情况下，弹簧钢的许用剪应力与许用拉应力成比例关系，通常情况下，可以取。4.2.2 弹簧端部形状螺旋弹簧端部可以碾细、并紧，直角切断或向内弯曲，典型结构如图4.3所示。其中为两端碾细，亦即在绕制弹簧之前先将钢丝两端碾细，碾细部分长度在绕后约占240度，末端厚度为钢丝直径的1/3左右，绕成后末端几乎贴紧相邻的另一圈弹簧。必要时，两端都要磨平。这种结构的优点是节约材料，占用垂直空间很小，特别是由于两端都平整，安装时可以任意转动，因而设计时弹簧的圈数可以取任意值，不必限于整数。其缺点是碾细需要专门工序和设备，增加了制造成本。为直角切断型，其中一端并紧形成与弹簧轴线垂直的平面。这种结构的优点在于绕制简单，成本低，其缺点是增大了垂向尺寸和材料的消耗，安装时需要一定方向并且需与之相配套的弹簧座，若两端都未整平，则修改设计时，弹簧圈数必须按整数增减。为端部向内弯曲并形成与弹簧轴线垂直的平面，这种结构常用于和弹簧座配合起定位作用，若两端都内弯，则需要专用设备。图4.3 螺旋弹簧的端部结构表4.1 螺旋弹簧不同端部结构时的总圈数n及并紧高度Hs总圈数n完全并紧时的高度Hs两端碾细i+21.01d(n-1)+2t两端切断i+1.331.01d(n+1)两端内弯i+1.501.01d(n-1.25)一端碾细一端切断i+1.671.01dn+t一端碾细一端内弯i+1.751.01d(n-1)+t一端切断一端内弯i+1.421.01dn表4.1列出了不同端部结构时弹簧总圈数与有效圈数以及弹簧完全并紧时的高度间的关系，其中公式中的系数1.01为考虑螺旋角的补偿系数，为端部碾细时的末端厚度。4.2.3 螺旋弹簧的设计及计算(1)根据总布置要求及悬架的具体结构型式求出需要的弹簧刚度，设计载荷时弹簧的受力及弹簧高度，悬架在压缩行程极限位置时弹簧高度。(2)选择弹簧中径，端部结构型式及所用材料。(3)参考相关标准确定台架试验时伸张及压缩到极限位置相对于设计载荷位置的弹簧变形量，并确定要想达到的寿命(循环次数)。(4)初选钢丝直径，并由相关材料标准查出许用拉应力。(5)由式解出，用表4.1中的相应公式求出。 (6)由，及可求出弹簧在完全压紧时的载荷，台架试验伸张、压缩极限位置对应的载荷以及工作压缩极限位置的载荷。(7)按弹簧指数及的表达式求得，再求出载荷以及所对应的剪切应力以及(计算出的,但是悬架工作时弹簧实际对应的最大剪切应力，对应悬架的极限压缩状态)。(8)校核是否小于，若不成立，则返回第4步重新选择钢丝直径；若余量很大，则视第9步寿命校核结果决定是否重新选取较小的钢丝直径。(9)校核台架试验条件下的寿命。给定试验条件下的循环次数可按下式估算：式中 若算出的小于预期的台架寿命，则返回第4步重新选择；若有较大余量，则与第8步的结果综合考虑是否选择更小的钢丝直径以节约材料，减少质量。(10)得到合适的以后，可以进一步确定弹簧的自由高度和最小工作高度： 这里指出，弹簧的最小工作高度必须小于悬架在压缩行程极限位置时弹簧高度。式中是与弹簧指数有关的系数。图4.4 弹簧指数C 与的关系曲线弹簧总圈数由表4.1求出。(11)稳定性校核又细又高的弹簧在大载荷的作用下会失稳，失稳的临界载荷不仅与其高度对直径之比有关，还与弹簧两端的支撑方式有关，对于钢丝截面为圆形的螺旋弹簧，其相对变形量必须小于如下临界值：4.2.3.1 方案一本车型螺旋弹簧的参数：弹簧材料；许用拉应力；弹簧材料的剪切弹性模量；螺旋弹簧中径；设计载荷时弹簧的受力；设计载荷时弹簧的高度；悬架在压缩行程极限位置时弹簧高度；悬架在伸张行程极限位置时弹簧高度；前弹簧刚度。根据弹簧刚度公式：其中 弹簧材料剪切弹性模量； 弹簧工作圈数； 弹簧中径； 钢丝直径。沿用上一车型的技术参数，螺旋弹簧剪切弹性模量，钢丝直径，螺旋弹簧端部结构形式为两端向内弯曲，并形成与弹簧轴线相垂直的平面。可得弹簧圈数：圈由表4.1，求得两端内弯弹簧的总圈数为圈完全并紧高度(1) 设计载荷时螺旋弹簧受力设计载荷时弹簧高度悬架在压缩行程极限位置时弹簧高度；悬架在伸张行程极限位置时弹簧高度；(2) 伸张及压缩极限位置时，相对于设计载荷位置的弹簧变形量分别为：根据汽车悬架用螺旋弹簧台架试验方法，螺旋弹簧想要达到的寿命20万次，即万次。(3) 计算螺旋弹簧完全压紧时的载荷，台架试验伸张、压缩极限位置时相对应的载荷，工作压缩到极限位置时的载荷。；。(4) 计算载荷P1，P2，PS以及Pm所对应的剪切应力，以及弹簧指数曲度系数 计算结果分析：，由于，强度校核不合格，此方案不可行，需重新选择钢丝直径。 4.2.3.2 方案二重新选择螺旋弹簧直径，在其材料不变的情况下，选用钢丝直径的螺旋弹簧。弹簧圈数：圈由表4.1，求得两端内弯弹簧的总圈数为圈完全并紧高度(1) 设计载荷时螺旋弹簧受力设计载荷时弹簧高度悬架在压缩行程极限位置时弹簧高度；悬架在伸张行程极限位置时弹簧高度；(2) 伸张及压缩极限位置时，相对于设计载荷位置的弹簧变形量 分别为