悬架系统作为整车重要系统之一，时整车承载能力及舒适性有着重要的影响。钢板弹簧系统设计与优化，涉及板簧系统的整车布置、钢板弹簧本体结构的分析与优化、钢板弹簧材料的选择以及钢板弹簧本体设计等。

    钢板弹簧悬架与其他悬架相比具有很多优点，结构简单，制造、维护方便，经济性好，工作可靠及使用寿命长。因此，钢板弹簧悬架在汽车、三轮摩托车中得到了广泛的应用。但钢板弹簧悬架存在的问题也非常突出，主要表现在钢板弹簧悬架的整体设计欠佳，用户反馈悬架太硬、整车舒适性差，或悬架太软，悬架很容易触底（悬架行程用完出现的软性或硬性撞击）。

    1 钢板弹簧系统设计与优化
    钢板弹簧系统设计与优化，涉及板簧系统的整车布置、钢板弹簧本体结构的分析与优化、钢板弹簧材料的选择及钢板弹簧本体设计等。
    1.1板簧系统的整车布置
    1.1.1板簧系统的整车布置形式
    板簧系统的整车布置形式直接对整车质心高度、车架系统应力分布、车厢底架应力分布及板簧本体结构形式等产生重要影响。
    a）相对车架外置式，板簧安装于车架主梁外侧延伸出的横梁或专门设计的悬臂上，典型结构如图1所示。

    相对车架外置式板簧系统的优点：1）轮胎上方与车厢对应，这样可以在保证板簧足够工作行程情况下，有效降低车厢高度，从而降低整车满载时的质心高度，增加整车满载运行时的姿态稳定性，减少侧翻危险。2）车架主梁位于板簧系统内侧，囚车厢主梁与车架主梁左右重合，使车厢底架承载重力时左右方向受力更加均匀；后桥设计时要求，为避免重载时后桥弯曲变形，后桥的板簧安装座必须靠近轮毅位置，如车架主梁（或车厢主梁）离轮毅较近，整车重载时，车厢左右中心线位置将承受更大的应力。
    b）相对车架下置式，板簧位于车架主梁正下方，板簧两端的连接板直接与车架主梁连接，典型结构如图2所示。

    相对车架下置式板簧系统的优点：1）该状态板簧位于车架主梁正下方，通过前后连接板与车架主梁相连，悬架整体受力较好，车架对应结构也更简单；2）板簧限位缓冲块对应的车架挡块可以不设计，缓冲块直接作用在车架主梁上；3）为保证整车满载质心不会因板簧相对车架下置而升高，相关尺寸应满足：在图3所示板簧压缩极限状态下，后桥中心至车厢底架的最小可能距离为L1；当轮胎与车厢底架下方上表面接触、中间没有横梁等遮挡物时，L1≈轮胎标准半径＋10 mm（10 mm为整车重载时，轮胎半径在中心上方的增加量，该值随轮胎种类及整车载荷而不同）；后桥中心至板簧缓冲块顶端距离L2为下列数据之和：后桥上的板簧安装座至后桥中心距离，板簧总厚度，板簧缓冲块顶端至板簧上表面距离减去15 mm（板簧缓冲块一般设计压缩量为10～15 mm）；车架主梁，上下表面之间距离为L3；车厢主梁下表面至车厢底板下表面距离为L4。

    当L1＞L2＋L3＋L4时，表明板簧系统采用下置式结构不会造成满载时整车质心升高，此时，在保证车厢底架应力的前提下，车架对应结构将更加简单。
    当L2≤ L3＋L3＋L；时，表明板簧系统采用下置式结构可能造成满载时整车质心升高，此时，应权衡考虑板簧系统的整车布置方式。
    c）相对后桥下置式，板簧位于后桥桥管下方，典型结构如图4所示。相对后桥下置式的板簧系统最大优点为，可以更进一步降低整车质心，增加满载时整车姿态稳定性；存在的问题有：1）钢板弹簧系统最低位置低于后桥桥管，对整车的通过性会产生一定影响；2）由于板簧布置在后桥桥管下方，为减少对整车通过性的影响，板簧整体厚度受限，而板簧本体不宜采用主副簧结构。为此，会对整车最大承载能力及整车舒适性带来影响。

    由于板簧相对后桥下置式结构存在上述问题，该种布置方式一般用在对整车质心有较高要求，同时整车最大承载能力不高，舒适性要求一般的场合，如小型面包车、部分载客三轮车等。

[1] [2]  下一页