汽车悬架和转向系统设计

1汽车悬架系统概述

1.1悬架的基本功能及设计要求

1.2汽车悬架系统设计的一般步骤

1.3非独立悬架

1.4复合式后悬架

1.5独立悬架

1.5.1双横臂式悬架

1.5.2麦克弗森式悬架

1.5.3多连杆式悬架

1.5.4双横梁式悬架（双驱动梁式悬架）

1.5.5单纵臂式和双纵臂式悬架

1.5.6斜置单臂式后悬架

1.6平衡悬架

2轮胎与车轮

2.1对轮胎的要求

2.1.1对轿车和轻型卡车轮胎的要求

2.1.2对商用车轮胎的要求

2.2轮胎的设计

2.2.1斜交轮胎

2.2.2子午线轮胎

2.3轮胎的尺寸和标记

2.3.1轿车轮胎的标记

2.3.2轻型卡车轮胎的标记

2.3.3轮胎尺寸

2.3.4车轮外倾角的影响

2.4车轮

2.4.1轿车和轻型卡车的车轮

2.4.2中、重型商用车的车轮

2.5轮胎的弹性特性

2.6轮胎的不均匀性

2.7轮胎的滚动阻力

2.8轮胎的纵向滑动摩擦性能

2.8.1滑移率

2.8.2摩擦系数

2.8.3路面状况对摩擦系数的影响

2.9轮胎的侧偏特性

2.9.1轮胎的侧偏角、侧向力和回正力矩

2.9.2轮胎的侧向摩擦系数和滑移率

2.9.3在干燥路面上的轮胎侧偏特性

2.9.4对轮胎侧偏特性的影响因素

2.9.5汽车前、后轮胎的回正力矩所引起的力矩转向

2.10轮胎模型——魔术公式

2.10.1Pacejka’89魔术公式——轮胎纵向力的计算

2.10.2Pacejka’89魔术公式——轮胎侧向力的计算

2.10.3Pacejka’89魔术公式——轮胎回正力矩的计算

2.10.4Pacejka’89魔术公式——ADAMS的car模块中的轮胎属性文件

2.11一些轮胎的侧偏特性和车轮外倾特性参数

3汽车零部件的载荷及其强度的计算方法

3.1概述

3.2车轮与路面接触点处的作用力

3.2.1最大垂直力工况

3.2.2最大侧向力工况

3.2.3最大制动力工况

3.2.4最大驱动力工况

3.3发动机转矩引起的载荷

3.4汽车零部件的强度计算

3.5汽车零部件的许用应力与安全系数

3.5.1静强度许用应力

3.5.2疲劳强度许用应力的估计

3.5.3材料的选择

4乘坐舒适性与悬架的弹性特性

4.1前、后悬架静挠度和动挠度的选择

4.2悬架的弹性特性

4.3组合式悬架的弹性特性

4.4货车后悬架主、副簧的刚度分配

5悬架中弹性元件的设计

5.1悬架中的弹性元件

5.2钢板弹簧的设计和计算

5.2.1钢板弹簧主要参数和尺寸的确定

5.2.2钢板弹簧刚度的验算

5.2.3钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径的计算

5.2.4钢板弹簧总成组装后孤高的计算

5.2.5钢板弹簧强度的验算

5.2.6少片钢板弹簧的结构特点

5.2.7渐变刚度少片钢板弹簧的有限元分析

5.3扭杆弹簧的设计和计算

5.4螺旋弹簧的设计和计算

5.5空气弹簧和油气弹簧

5.5.1空气弹簧

5.5.2油气弹簧

6乘坐舒适性与减振器的主要参数及尺寸的选择

6.1概述

6.2减振器的类型

6.2.1双筒式减振器

6.2.2充气的单筒式减振器

6.3减振器主要性能参数的选择

6.3.1相对阻尼系数的ψ选择

6.3.2减振器阻尼系数δa的确定

6.3.3最大卸荷力Fo的确定

6.3.4减振器主要尺寸的选择

7转向系统设计

7.1概述

7.2机械转向器

7.2.1齿轮齿条式转向器

7.2.2整体式转向器

7.3转向系统的主要性能参数

7.3.1转向系统的角传动比

7.3.2转向系统的转矩传动比

7.4转向器的效率ηsg

7.4.1转向器的正效率ηsg+

7.4.2转向器的逆效率ηsg—

7.4.3影响转向器效率的因素

7.5动力转向系统概述

7.5.1动力转向系统的优点与缺点

7.5.2动力转向系统的主要性能要求

7.6整体式动力转向器

7.6.1整体式动力转向器的工作原理

7.6.2对动力助力系统工作过程的基本理解

7.6.3转阀的特性曲线

7.7齿轮齿条式动力转向器

7.8转阀特性曲线的计算

7.9动力转向泵

7.9.1对动力转向泵的要求

7.9.2动力转向泵的低速工作模式

7.9.3动力转向泵的流量控制状态

7.9.4动力转向泵的限压状态

7.9.5动力转向泵的特性曲线

7.9.6动力转向泵的安装

7.10动力转向油罐

7.10.1动力转向油罐的功能

7.10.2动力转向油罐的类型

7.10.3动力转向油罐的设计指南

7.11动力转向油管

7.11.1动力转向油管的功能

7.11.2动力转向油管在车辆上的安装

7.12转向器角传动比的变化规律

7.13转向梯形设计

7.13.1两轴汽车转向时理想的内、外前轮转角关系

7.13.2整体式转向梯形机构的设计和校核

7.13.3轮胎侧偏角对转向时内、外前轮转角之间理想关系的影响

7.14汽车内、外前轮转角关系的试验研究

7.14.1试验方法

7.14.2试验数据分析

7.15动力转向系统的参数设计

7.15.1停车转向阻力矩

7.15.2整体式动力转向器的输出力矩要求

7.15.3整体式动力转向器的活塞面积与对动力转向泵限压压力的要求

7.15.4整体式动力转向器要求的流量和对动力转向泵的流量要求

7.15.5动力助力失效时的转向力分析

7.16汽车转向传动机构元件

7.17汽车转向系统的摩擦特性

7.17.1整体式转向器的摩擦特性

7.17.2齿轮齿条式转向器的摩擦特性

7.18整体式转向器的刚度试验

7.19可变转向力转向系统

7.19.1概述

7.19.2流量调节动力转向泵

7.19.3液压作用式可变转向力转向系统

7.19.4电磁作用式可变转向力转向系统

7.19.5电动液压动力转向系统

7.19.6电动转向系统

……

8车轮定位参数概述

9汽车操纵稳定性及其评价指标

10悬架的侧倾中心、轮距变化和侧倾角刚度

11车轮外倾角和主销内倾角的变化特性

12车轮前束的变化特性

13主销纵向偏移距和主销后倾角的变化特性

14悬架的抗制动点头和抗加速仰头性能分析

15悬架受力分析与强度计算

16双横臂式独立悬架和整体式转向系统匹配设计的三维运动学分析方法

17麦克弗森式独立悬架和齿轮齿条式转向系统的匹配设计

18纵置钢板弹簧整体车桥和整体式转向系统匹配设计的三维运动学分析方法

19多轴汽车转向系统设计

20线性三自由度车辆操纵性模型的建立

21汽车的中心操纵性试验及其模拟

参考文献

比较全面介绍各种类型汽车悬架的构造、原理；悬架的弹性特性、参数选择，弹性元件设计；悬架的阻尼特性及参数选择；液压动力转向系统的构造和原理，转向系参数设计，强度计算；悬架和转向系统的匹配设计；悬架-转向系统K&C参数的测量原理；车轮定位参数及其变化特性；汽车操纵稳定性模型的建立与适合设计的定量计算方法；悬架-转向系统的空间运动学分析方法。

《清华大学汽车工程系列教材:汽车悬架和转向系统设计》由王霄锋编著，清华大学出版社出版。