带附加气室空气悬架客车前悬架系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

汽车悬架的性能是影响汽车行驶平顺性、操纵稳定性以及汽车零部件疲劳寿命的重要因素。悬架系统一般由弹性元件和阻尼元件构成，用以缓冲和吸收因路面不平而产生的激振力，同时承受因汽车转向所产生的侧倾力。附加气室空气悬架是通过在空气弹簧气室上增加一个气室，从而进一步降低空气弹簧刚度和提高阻尼的悬架，空气悬架系统是以空气弹簧为弹性元件，利用气体的可压缩性实现其弹性作用的。通过压缩气体的气压能够随载荷和道路条件变化而进行自动调节，不论满载还是空载，整车高度不会变化，可以大大提高乘坐的舒适性。

为了满足不同行驶工况条件下汽车行驶平顺性、操纵稳定性对悬架参数的不同要求，提高空气悬架对车辆运行工况的适应性，可采用附加气室调节悬架的刚度和阻尼，即在空气弹簧的基础上，增加一个附加气室，在主、副气室之间设置节流孔，通过调节节流孔的开度调节弹簧的刚度和阻尼，以此进一步提高乘坐的舒适性及安全性，使悬架系统适应在不同路况下行驶成为可能。因此开发带附加气室的空气悬架系统是有现实而重大的意义的。

2. 课题关键问题和重难点

1、空气弹簧和减震器的计算与选型；

空气弹簧是利用橡胶气囊内部压缩空气的反力作为弹性恢复力的一种弹性元件。由于空气弹簧只承受垂直载荷，所以对车轮垂直跳动具有很好的缓和作用。影响空气弹簧刚度主要有以下两个因素：

1）容积变化率；2）有效面积变化率。

3. 国内外研究现状（文献综述）

针对近年来商用车侧翻事故的凸现,提出了一种利用空气悬架提高车辆倾翻阈值,减小车辆倾翻危险的方法。根据空气悬架可变刚度的特点设计编写了控制算法,并与在simmechanics下建立的七自由度车辆模型相结合进行仿真。仿真结果表明,半主动空气悬架能够有效提高车辆倾翻阈值,显著改善车辆抗侧翻的能力,从而大大减小车辆倾翻的危险。

空气弹簧利用给橡胶气囊充放气可灵活改变其刚度特性,可以根据要求设计出理想的刚度曲线,且其固有振动频率要比钢板弹簧低得多,且不随汽车承载质量的变化而改变。与钢板弹簧悬架相比,安装有空气悬架的汽车车轮动载荷小,可以获得良好的行驶平顺性、操纵稳定性和行驶安全性,减小了高速行驶车辆对路面的破坏。空气悬架在汽车中的应用越来越广泛。空气弹簧悬架是一种具有广泛应用前景的车辆悬架型式,在高档客车和中、重型载货汽车上得了较好的应用。增加附加气室可进一步降低空气弹簧的刚度,大、中型客、货车空气弹簧新技术趋向于把附加气室建于空气弹簧底座活塞内,这样既方便了安装又节约了制造成本。该技术在国外已有应用,而我国对该技术的研究刚刚起步。

悬架主要由弹性元件、导向装置和减震器等三部分组成，其主要作用是把路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力和侧向反力以及这些反力所形成的力矩传递到车架上，以保证汽车的正常行驶。

4. 研究方案

(1)研究方法、技术路线

根据某企业新开发的低入口客车车型6120的有关技术参数资料，选择空气弹簧型号，确定布置方案，设计附加空气室并与空气弹簧配合安装，选择减振器；建立（pro_e）三维模型；利用adams进行动力学模拟，从而可以求得前悬架各部件在实际工况下的任何时间、任何位置所对应的位移、速度加速度，以及约束反力等一系列参数。

(2)实验方案

5. 工作计划

第1周完成英文翻译，提交英文翻译给指导老师批阅。

第2周英文翻译经指导老师批阅合格并确认后，译文和原文均用pdf格式，上传至毕业设计管理系统。译文封面用标准模板。确定设计方案，绘制方案图。

第3周查阅文献资料，撰写开题报告。完成关键部件设计计算。