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双叉臂式独立悬挂设计

摘要

双叉臂式悬挂又称双A臂式独立悬挂，双叉臂悬挂拥有上下两个叉臂，横向力由两个叉臂同时吸收，支柱只承载车身重量，因此横向刚度大。

双叉臂式悬挂的上下两个A字形叉臂可以精确的定位前轮的各种参数，前轮转弯时，上下两个叉臂能同时吸收轮胎所受的横向力，加上两叉臂的横向刚度较大，所以转弯的侧倾较小。双叉臂式悬挂通常采用上下不等长叉臂(上短下长)，让车轮在上下运动时能自动改变外倾角并且减小轮距变化减小轮胎磨损，并且能自适应路面，轮胎接地面积大，贴地性好。双叉臂式悬挂运动性出色，为法拉利、玛莎拉蒂等超级跑车所运用。

关键词：双叉臂式悬挂；双A臂式；横向刚度；运动性

第1章绪论

随着社会经济和物质文化生活水平的提高，人们对汽车行驶的平顺性、操纵稳定性及安全性提出了愈来愈高的要求。汽车的悬架系统对以上三种性能有着最直接、最重要的影响。分析悬架对汽车性能的影响并合理确定悬架系统的性能及结构参数，从而获得最优的行驶性能是汽车生产厂普遍关心的重要课题。汽车工业发展到现在已有百年历史，人们利用各种先进的手段对其进行了理论分析和实践验证。本文在进行悬架系统的设计时，首先应根据整车平顺性和操纵稳定性的要求，确定前悬架的性能参数(刚度和阻尼)，然后进行结构设计。

第2章悬挂概述

2.1汽车悬挂系统的含义

悬挂系统是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，包含了避震器、悬架弹簧、防倾杆、悬吊副梁、下控臂、纵向杆、转向节臂、橡皮衬套和连杆等部件。其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平稳地行驶。而这些冲击的力量其中一部份会由轮胎吸收，但绝大部分是依靠轮胎与车身间的悬挂装置来吸收的。

典型的悬挂系统结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，而现代轿车悬挂系统多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别高级轿车则使用空气弹簧。悬挂系统是汽车中的一个重要组成，它把车架与车桥弹性地联系起来，关系到汽车的多种使用性能。从外表上看，轿车悬挂系统仅是由一些杆、筒以及弹簧组成，但千万不要以为它很简单，相反轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成，这是因为悬挂系统既要满足汽车的舒适性要求，又要满足其操纵稳定性的要求，而这两方面又是互相对立的。比如，为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动，这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车发生刹车点头、加速抬头以及左右侧倾严重的不良倾向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵不稳定等。

1.非独立悬挂系统

非独立悬挂系统的结构特点是两侧车轮由一根整体式车桥相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身的下面。非独立悬挂系统具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中也有使用，基本上用于小型车、紧凑型车的后悬挂中，也用在货车和大客车上。

2.独立悬挂系统

独立悬挂系统是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身下面的。现代轿车大都是采用独立式悬挂系统，按其结构形式的不同，独立悬挂系统又可分为横臂式、纵壁式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬挂系统等。

独立悬挂，就是左右两个车轮没连在一根刚性车轴上，而是各自通过连杆、弹簧与车身相连，是各走各的路，任何一个轮子受到路面冲击而跳动时不致影响另一个轮子的运作。这类悬挂弹性较佳，可吸收路面震动，高速时行驶稳定，而且由于无连接轴，可以降低发动机和驾驶室的高度，增大车厢和行李箱空间。轿

车大多都采用独立悬挂。

3.结构类型

（1）横臂式是指车轮在汽车横向平面内摆动的独立悬挂系统，分为单横臂式和双横臂式。主要影响车轮定位的车轮外倾角和主销内倾角。单横臂式车轮跳动时轮距变化大．轮胎磨损大，转弯时外轮外倾增大，高速甩尾严重。不适应高速行驶的要求，目前应用不多。

双叉臂式即双横臂式按上下横臂是否等长，又分为等长双横臂式和不等长双横臂式。等长双横臂式在车轮上下跳动时，平行四边形能保持车轮外倾角不变，但轮距变化大（单横臂式相类似），造成轮胎磨损大，现已很少用。不等长双横臂式．只要适当选择、优化上下横臂的长度，并通过合理的布置，可使轮距及前轮定位参数变化均在可接受的限定范同内．保证车辆良好的行驶稳定性。目前不等长双横臂式悬挂系统广泛应用在轿车和部分运动型轿车悬挂系统上。

（2）纵臂式是指车轮在汽车纵向平面内摆动的悬挂系统结构，又分为单纵臂式和双纵臂式两种形式，主要影响车轮定位的主销后倾角。单纵臂式悬挂