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1、钢板弹簧悬架系统设计规范1 范围本规范合用于传统结构的非独立悬架系统，重要针对钢板弹簧和液力筒式减振器等重要部件设计参数的选取、计算、验证等作出较具体的工作模板。2 规范性引用文献下列文献中的条款通过本规范的引用而成为本规范的条款。凡是注日期的引用文献，其随后所有的修改单（不涉及勘误的内容）或修订版均不合用于本规范，然而，鼓励根据本规范达成协议的各方研究是否可使用这些文献的最新版本。凡是不注日期的引用文献，其最新版本合用于本规范。QC/T 491-1999 汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件QCn 29035-1991 汽车钢板弹簧技术条件QC/T 517-1999 汽车钢板弹簧用U形螺栓及螺母
2、技术条件GB/T 4783-1984 汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法3 符号、代号、术语及其定义GB 3730.1-2023 汽车和挂车类型的术语和定义GB/T 3730.2-1996 道路车辆质量词汇和代码GB/T 3730.3-1992 汽车和挂车的术语及其定义 车辆尺寸QC/T 491-1999 汽车筒式减振器 尺寸系列及技术条件 GB/T 12549-2023 汽车操纵稳定性术语及其定义GB 7258-2023 机动车运营安全技术条件GB 13094-2023 客车结构安全规定QC/T 480-1999 汽车操纵稳定性指标限值与评价方法QC/T 474-2023 客车平顺性评价
3、指标及限值GB/T 12428-2023 客车装载质量计算方法 GB 1589-2023 道路车辆外廓尺寸、轴荷及质量限值 GB/T 918.1-1989 道路车辆分类与代码 机动车 JTT 325-2023 营运客车类型划分及等级评估凡是注日期的引用文献，其随后所有的修改单（不涉及勘误的内容）或修订版均不合用于本规范，凡是不注日期的引用文献，其最新版本合用于本规范。4 悬架系统设计对整车性能的影响悬架是构成汽车的总成之一，一般由弹性元件（弹簧）、导向机构（杆系或钢板弹簧）、减振装置（减振器）等组成，把车架（或车身）与车桥（或车轮）弹性地连接起来。重要任务是传递作用在车轮与车架之间的一切力与力
4、矩，缓和由不平路面传给车架的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的振动，保证汽车的正常行驶。悬架结构、性能不仅影响汽车的行驶平顺性，还对操纵稳定性、燃油经济性、通过性等多种整车性能有影响。悬架是整车的承载系统之一，其钢板弹簧设计能力的大小,直接关系到整车的承载能力。设计中保证一定的使用寿命，重量轻，安全可靠。汽车平顺性（乘坐舒适性）是汽车设计开发中的重要性能指标。悬架是影响整车行驶平顺性的重要系统。悬架弹性特性、系统阻尼和非簧载质量是影响汽车平顺性的重要因素。在悬架设计中,力求保持整车承载载荷范围内，固有频率变化尽也许小，具有适当的阻尼衰减振动,减小非簧载质量避免高频共振。悬架结构形式对汽车
5、行驶稳定性有一定影响。悬架的布置要使整车具有局限性转向特性，导向机构与转向拉杆运动协调，前悬架的布置与刚度设计要考虑主销后倾角，避免前钢板弹簧在制动力作用下产生S变形。同时尽量提高前后悬架的侧倾角刚度，减少侧倾中心高度，以利于提高汽车行驶稳定性。5 悬架设计流程概述设计输入整车设计目的物理边界拟定重要部件性能指标拟定结构设计6 悬架的评价指标客车行驶平顺性的评价指标：用测点位置垂直振动的等效均值来评价。公式中：为等效均值（dB）;为一定测量时间内的加权加速度均方根（m/s2）。评价指标限值如表1所示：表1 QC/T 474-2023 客车平顺性等效均值限值 （单位：分贝）实验车速城市客车其他客
6、车空气悬架其他悬架空气悬架其他悬架30km/h106.0115.060km/h110.0112.590km/h113.0115.0注：悬架为驾驶员同侧后桥（驱动桥）正上方悬架。7 设计输入表2 设计输入表序号名称代号依赖性（可无 必有）备注1市场分析报告2项目建议书3产品概念报告4技术方案分析报告5产品信函6项目描述书重要获取信息： a) 产品市场定位及用户目的，使用区域，平原/山区b) 产品承载能力范围，整备质量、满载质量、超载质量c) 耐久性规定（可靠性里程）d) 平顺性及操稳性规定e) 标杆车型及悬架表3 输入信息表序号名称内容及描述1产品市场定位及用户目的2使用区域（平原/山区）3承载
7、能力整备质量（Kg）4满载质量（Kg）5超载质量（Kg）6耐久性规定7平顺性及操稳性规定是否特殊说明表4 标杆样车公告参数表品牌：车型代号：VIN；公告型号1（）公告型号2（）公告型号3（）承载能力整备质量（Kg）满载质量（Kg）超载质量（Kg）板簧片数前板簧后板簧表5 标杆样车性能参数表（性能实验表平顺、操稳、转向）品牌： 车型代号：VIN；表6 标杆样车结构参数表（检测后获得）品牌：车型代号：VIN；前悬架：（重要结构形式描述）序号名称项目备注1前钢板弹簧总成片数传统结构/少片簧/渐变刚度结构长*宽*高刚度自由/夹紧（S）S为夹紧距弧高自由/夹紧（S）安装倾角及方式2减振器结构单筒/双筒尺
8、寸缸径、最大/最小尺寸，工作行程阻尼速度特性安装倾角及方式3缓冲块尺寸总高/骨架，安装尺寸动行程空车/满载8 悬架系统设计目的a) 承载性目的b) 平顺性目的c) 安全性目的d) 成本目的e) 总成重量目的f) 整车姿态目的g) 整车动行程目的表7 悬架系统设计目的序号项目目的值备注1承载性整备：满载：超载：2平顺性前悬架偏频（空载/满载）：（静挠度/板簧刚度）后悬架偏频（空载/满载）：（静挠度/板簧刚度）3安全性前簧应力（满载/超载）：后簧应力（满载/超载）：副簧应力（满载/超载）：4整车姿态整车倾角（空载）整车倾角（满载）5整车动行程前悬架动行程6总成重量7成本9 悬架系统结构参数的拟定a
9、) 前、后悬架系统结构形式（重要部件构成明细）b) 安装尺寸的拟定c) 前后钢板弹簧最大工作空间拟定(静挠度+动行程)d) 减振器工作行程范围拟定e) 车架结构与悬架元件的物理接口f) 前后桥与悬架元件的物理接口g) 整车动行程拟定(发动机油底壳与工字梁,前软垫与车架、后软垫与车架)h) 其他附件：典型前悬架结构附图1 典型后悬架结构附图2 表8 前悬架安装尺寸的拟定序号名称项目备注1前钢板弹簧总成结构形式少片簧/普通多片簧结构尺寸长*宽安装倾角前桥下沉量前板簧夹紧距板簧前固定支架高度前轮中心到车架上平面距离吊耳尺寸2减振器结构尺寸缸径、最大/最小尺寸，工作行程安装倾角及方式3缓冲块尺寸总高/
10、骨架，安装尺寸动行程空车/满载4骑马螺栓直径5板簧销直径表9 后悬架安装尺寸的拟定序号名称项目备注1后钢板弹簧总成结构形式少片簧/渐变刚度簧/普通多片簧吊耳式 / 滑板式结构尺寸长*宽安装倾角后板簧夹紧距板簧前固定支架高度后轮中心到车架上平面距离吊耳尺寸2后钢板弹簧总成副簧支点距长度3减振器结构尺寸缸径、最大/最小尺寸，工作行程安装倾角及方式4缓冲块尺寸总高/骨架，安装尺寸动行程空车/满载5骑马螺栓直径6板簧销直径10 钢板弹簧设计10.1 前板簧：从上面的设计目的与安装尺寸中已得知质量参数、安装尺寸、板簧刚度，下面需进行板簧具体结构设计。一方面根据使用状况拟定采用哪种板簧（少片簧、渐变刚度簧
11、、多片簧），拟定后用现有板簧设计软件进行初步设计计算，结果如下表：表10 前悬架钢板弹簧计算输入内容：项目数值项目数值满载前轮轴荷Yjc( kg )卷耳内径d( mm )满载簧上载荷Fw( N )弹簧销直径d1( mm )满载弧高fa( mm ) U 型螺栓中心距 S( mm )钢板弹簧总片数N弹簧固定点至路面距离hc( mm )与主片等长的片数(含主片)非工作长度系数k板簧宽度b( mm )钢板弹簧截面修正系数路面附着系数 材料弹性模量E(MPa) 输出内容：检查刚度Cj(N/mm)挠度系数 装配刚度Cz(N/mm) 静应力(MPa) 悬架静挠度fc(mm) 比应力(MPa/mm) 偏频f(
12、Hz)极限挠度下的最大应力(MPa) 钢板弹簧卷耳根部应力(MPa) 弹簧销挤压应力(MPa)前钢板弹簧：片序长度 宽度厚度预应力(MPa)固定端应力(MPa)接触点处应力(MPa)123各状态对比表:簧载质量(N)静挠度fc(mm)偏频f( Hz )弧高fa (mm)静应力(MPa)整备满载（如1.5T）超载（如2.5T）10.2 后板簧和副簧：从上面的设计目的与安装尺寸中已得知质量参数、安装尺寸、板簧刚度，需进行板簧具体结构设计。对于主副簧结构，一方面拟定副簧起作用点，一般按平均载荷法和比例中项法。对于平顺性规定较高的车型用比例中项法，对于经常超载的车型用平均载荷法。具体数值的拟定应核算主簧和副簧的应力，使他们有尽量相称的寿命。表11 后主簧计算输入内容：项目数值项目数值满载后轮轴荷Yjc(kg)卷耳内径d(mm)满载主簧上载荷F
