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摘要：本文着重介绍悬架系统在汽车上的作用和悬架设计在客车乘客舒适性方面的重要性，重点分析了一款公交车颠簸的原因及解决办法。
关键词：舒适性；悬架；客车。
中图分类号：U463.33 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0093-01
舒适性是公交客车最重要的使用性能之一。舒适性与车身的固有振动特性有关，而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关，悬架特性的主要影响因素就是钢板弹簧的特性参数。所以，公交客车钢板弹簧是保证乘坐舒适性的重要部件。下面具体分析一下悬架的作用，钢板弹簧的种类及以一款公交客车作为实例在具体说明钢板弹簧在客车乘客乘坐舒适性上的作用。[1-2]
一、悬架的作用
汽车车架（或车身）若直接安装于车桥（或车轮）上，由于道路不平，由于地面冲击使货物和人会感到十分不舒服，这是因为没有悬架装置的原因。汽车悬架是车架（或车身）与车轴（或车轮）之间的弹性联结装置的统称。它的作用是弹性地连接车桥和车架（或车身），缓和行驶中车辆受到的冲击力。保证货物完好和人员舒适；衰减由于弹性系统引进的振动，使汽车行驶中保持稳定的姿势，改善操纵稳定性；同时悬架系统承担着传递垂直反力，纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架（或车身）上，以保证汽车行驶平顺；并且当车轮相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。[3-4]悬架结构形式和性能参数的选择合理与否，直接对乘客的舒适性及汽车行驶平顺性和操纵稳定性有很大的影响。
二、常见钢板弹簧的种类
我们知道，乘用车独立悬挂的弹性元件多用螺旋弹簧，非独立悬挂的弹性元件多用钢板弹簧。由于钢结构简单，因此客车、货车则大多数是使用钢板弹簧。[5]
顾名思义，钢板弹簧就是用钢板做弹簧，它又称为叶片弹簧。它有两种类型，一种是等厚度，宽度呈现两端窄，中间宽。传统的多片叠加而成的钢板弹簧就是这一类型，这种钢板弹簧是由多片长度不等，宽度一样的钢片所叠加成，现在的载重货车多数使用这种钢板弹簧。另一种是等宽度，厚度呈现两端薄，中间厚。现在常见的少片钢板弹簧就是这一类型，少片钢板弹簧是指只有1～4片的变截面钢板弹簧，变截面钢板弹簧是指沿钢板长度方向中心较厚向两端逐渐变薄，或者片宽和片厚均渐变化的钢板弹簧。现在一些大中型客车、牵引车大多使用这一类钢板弹簧。
钢板弹簧的中部通过U型螺栓（又称骑马螺栓）固定在车桥上，两端的卷耳用销子铰接在车架的支架上。这样，通过钢板弹簧将车桥与车身连接起来，起到缓冲、减振、传力的作用。多片钢板弹簧的各片钢板叠加成倒三角形状，最上端的钢板最长，最下端的钢板最短，钢板的片数与支承汽车的重量和减震效果相关，钢板越多越厚越短，弹簧刚性就越大。但是，当钢板弹簧挠曲时，各片之间就会互相滑动摩擦产生噪声。摩擦还会引起弹簧变形，造成行驶不平顺。因此，在承载量不是很大的汽车上，就出现了少片钢板弹簧，以消除多片钢板弹簧的缺陷。
少片钢板弹簧的钢板截面变化大，从中间到两端的截面是逐渐不同，因此轧制工艺比较复杂。
三、钢板弹簧的主要参数
3.1悬架偏频
汽车的固有频率是衡量汽车平顺性的重要参数，它由悬架刚度和悬架弹簧支承的质量（簧载质量）所决定。人体所习惯的垂直振动频率约为1～1.6Hz。车身振动的固有频率应接近或处于人体适应的频率范围，才能满足舒适性要求。
3.2 悬架刚度
悬架刚度是指悬架产生单位垂直压缩变形所需加于悬架上的垂直载荷 从固有频率公式可以看出，在悬架垂直载荷 一定时，悬架刚度越小，固有频率就越低，但悬架刚度越小，载荷一定时悬架垂直变形就越大。这样若无有足够大的限位行程，就会使撞击限位块的概率增加。若固有频率选取过低，很可能会出现制动点头角，转弯侧货角，空载和满载车身高度变化过大。一般货车固有频率是1.5～2Hz，旅行客车1.2～1.8Hz，高级轿车1～1.3Hz。另外，当悬架刚度一定时，簧载质量越大，悬架垂直变形也愈大，而固有频率越低。空车时的固有频率要比满载时的高。簧载质量变化范围大，固有频率变化范围也大。为了使空载和满载固有频率保持一定或很小变化，需要把悬架刚度做成可变或可调的。
影响汽车平顺性的另一个悬架指标是簧载质量。簧载质量分为簧上质量与簧下质量两部分，由弹性元件承载的部分质量，如车身、车架及其它所有弹簧以上的部件和载荷属于簧上质量。车轮、非独立悬架的车轴等属于簧下质量，也叫非簧载质量。
三、实例分析
一台11米公交客车（试制试验车）通过减速带及坑洼路面时颠簸严重，导致乘客极不舒适，甚至出现乘客跳离座椅现象，下面对这一公交客车作具体分析。
3.1 非簧载质量统计
3.1.1 试制公交客车XMQ6116G非簧载质量前悬架非簧载质量为860kg， 后悬架非簧载质量为1460kg。
3.2 满载簧载质量计算
经实测，该车空载前轴轴荷为3418kg，后轴轴荷为6826kg，按满载80人，平均体重65kg，乘客质量平均分布在前后桥上，估算满载轴荷约为：前簧6018Kg，后簧8426kg。
前板簧单轮簧载质量：m1=（5368-860）÷2=2579kg
后板簧单轮簧载质量：m2=（11000-1460）÷2=3483kg
3.3 钢板弹簧参数
试制公交客车XMQ6116G所用钢板弹簧参数见表1-1
表1-1 XMQ6116G板簧参数
3.4 满载时静挠度计算
由得到：前簧静挠度
后簧静挠度
3.5悬架满载偏频计算
前悬架：
后悬架：
3.6 计算结果分析
查《最新汽车设计实用手册》表1-3-10，客车为获得较好的舒适性，满载时前后悬架的偏频应该在1.29～1.89之间，并且前后悬架的偏频n1与n2应接近且应使n2略高于n1以免发生较大的车身纵向角振动。
从计算结果可以看出，前后悬架的频率过高，乘坐舒适性较差。[10]
3.7 解决方法
通过以上计算不难看出，若想降低前后悬架的偏频，需要降低前后板簧的刚度，可以通过减少板簧的厚度等措施达到此目的，直至满足文中的要求。
四、结束语
乘客乘坐的舒适性的影响因素很多，悬架只是其中的一个方面，要想达到较好的舒适性，还需要车身，动力系统，传动系统等各个方面的系统优化。
金龙XMQ6116G公交车通过试验，不断改进，具有较好的乘坐舒适性，投放市场后获得了用户的一致好评。
参考文献：
[1] 汽车构造——陈家瑞 机械工业出版社 2010年7月第三版.
[2] 国外汽车最新结构手册——徐清富 吉林科学技术出版社 1996.
[3] 汽车设计——王忘予 机械工业出版社 2011年6月第4版.
[4] 汽车理论——余志生 机械工业出版社 2000.
[5] 汽車人体工程学——温吾凡 吉林科学技术出版社 1991.
关键词：舒适性；悬架；客车。
中图分类号：U463.33 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）30-0093-01
舒适性是公交客车最重要的使用性能之一。舒适性与车身的固有振动特性有关，而车身的固有振动特性又与悬架的特性相关，悬架特性的主要影响因素就是钢板弹簧的特性参数。所以，公交客车钢板弹簧是保证乘坐舒适性的重要部件。下面具体分析一下悬架的作用，钢板弹簧的种类及以一款公交客车作为实例在具体说明钢板弹簧在客车乘客乘坐舒适性上的作用。[1-2]
一、悬架的作用
汽车车架（或车身）若直接安装于车桥（或车轮）上，由于道路不平，由于地面冲击使货物和人会感到十分不舒服，这是因为没有悬架装置的原因。汽车悬架是车架（或车身）与车轴（或车轮）之间的弹性联结装置的统称。它的作用是弹性地连接车桥和车架（或车身），缓和行驶中车辆受到的冲击力。保证货物完好和人员舒适；衰减由于弹性系统引进的振动，使汽车行驶中保持稳定的姿势，改善操纵稳定性；同时悬架系统承担着传递垂直反力，纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架（或车身）上，以保证汽车行驶平顺；并且当车轮相对车架跳动时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。[3-4]悬架结构形式和性能参数的选择合理与否，直接对乘客的舒适性及汽车行驶平顺性和操纵稳定性有很大的影响。
二、常见钢板弹簧的种类
我们知道，乘用车独立悬挂的弹性元件多用螺旋弹簧，非独立悬挂的弹性元件多用钢板弹簧。由于钢结构简单，因此客车、货车则大多数是使用钢板弹簧。[5]
顾名思义，钢板弹簧就是用钢板做弹簧，它又称为叶片弹簧。它有两种类型，一种是等厚度，宽度呈现两端窄，中间宽。传统的多片叠加而成的钢板弹簧就是这一类型，这种钢板弹簧是由多片长度不等，宽度一样的钢片所叠加成，现在的载重货车多数使用这种钢板弹簧。另一种是等宽度，厚度呈现两端薄，中间厚。现在常见的少片钢板弹簧就是这一类型，少片钢板弹簧是指只有1～4片的变截面钢板弹簧，变截面钢板弹簧是指沿钢板长度方向中心较厚向两端逐渐变薄，或者片宽和片厚均渐变化的钢板弹簧。现在一些大中型客车、牵引车大多使用这一类钢板弹簧。
钢板弹簧的中部通过U型螺栓（又称骑马螺栓）固定在车桥上，两端的卷耳用销子铰接在车架的支架上。这样，通过钢板弹簧将车桥与车身连接起来，起到缓冲、减振、传力的作用。多片钢板弹簧的各片钢板叠加成倒三角形状，最上端的钢板最长，最下端的钢板最短，钢板的片数与支承汽车的重量和减震效果相关，钢板越多越厚越短，弹簧刚性就越大。但是，当钢板弹簧挠曲时，各片之间就会互相滑动摩擦产生噪声。摩擦还会引起弹簧变形，造成行驶不平顺。因此，在承载量不是很大的汽车上，就出现了少片钢板弹簧，以消除多片钢板弹簧的缺陷。
少片钢板弹簧的钢板截面变化大，从中间到两端的截面是逐渐不同，因此轧制工艺比较复杂。
三、钢板弹簧的主要参数
3.1悬架偏频
汽车的固有频率是衡量汽车平顺性的重要参数，它由悬架刚度和悬架弹簧支承的质量（簧载质量）所决定。人体所习惯的垂直振动频率约为1～1.6Hz。车身振动的固有频率应接近或处于人体适应的频率范围，才能满足舒适性要求。
3.2 悬架刚度
悬架刚度是指悬架产生单位垂直压缩变形所需加于悬架上的垂直载荷 从固有频率公式可以看出，在悬架垂直载荷 一定时，悬架刚度越小，固有频率就越低，但悬架刚度越小，载荷一定时悬架垂直变形就越大。这样若无有足够大的限位行程，就会使撞击限位块的概率增加。若固有频率选取过低，很可能会出现制动点头角，转弯侧货角，空载和满载车身高度变化过大。一般货车固有频率是1.5～2Hz，旅行客车1.2～1.8Hz，高级轿车1～1.3Hz。另外，当悬架刚度一定时，簧载质量越大，悬架垂直变形也愈大，而固有频率越低。空车时的固有频率要比满载时的高。簧载质量变化范围大，固有频率变化范围也大。为了使空载和满载固有频率保持一定或很小变化，需要把悬架刚度做成可变或可调的。
影响汽车平顺性的另一个悬架指标是簧载质量。簧载质量分为簧上质量与簧下质量两部分，由弹性元件承载的部分质量，如车身、车架及其它所有弹簧以上的部件和载荷属于簧上质量。车轮、非独立悬架的车轴等属于簧下质量，也叫非簧载质量。
三、实例分析
一台11米公交客车（试制试验车）通过减速带及坑洼路面时颠簸严重，导致乘客极不舒适，甚至出现乘客跳离座椅现象，下面对这一公交客车作具体分析。
3.1 非簧载质量统计
3.1.1 试制公交客车XMQ6116G非簧载质量前悬架非簧载质量为860kg， 后悬架非簧载质量为1460kg。
3.2 满载簧载质量计算
经实测，该车空载前轴轴荷为3418kg，后轴轴荷为6826kg，按满载80人，平均体重65kg，乘客质量平均分布在前后桥上，估算满载轴荷约为：前簧6018Kg，后簧8426kg。
前板簧单轮簧载质量：m1=（5368-860）÷2=2579kg
后板簧单轮簧载质量：m2=（11000-1460）÷2=3483kg
3.3 钢板弹簧参数
试制公交客车XMQ6116G所用钢板弹簧参数见表1-1
表1-1 XMQ6116G板簧参数
3.4 满载时静挠度计算
由得到：前簧静挠度
后簧静挠度
3.5悬架满载偏频计算
前悬架：
后悬架：
3.6 计算结果分析
查《最新汽车设计实用手册》表1-3-10，客车为获得较好的舒适性，满载时前后悬架的偏频应该在1.29～1.89之间，并且前后悬架的偏频n1与n2应接近且应使n2略高于n1以免发生较大的车身纵向角振动。
从计算结果可以看出，前后悬架的频率过高，乘坐舒适性较差。[10]
3.7 解决方法
通过以上计算不难看出，若想降低前后悬架的偏频，需要降低前后板簧的刚度，可以通过减少板簧的厚度等措施达到此目的，直至满足文中的要求。
四、结束语
乘客乘坐的舒适性的影响因素很多，悬架只是其中的一个方面，要想达到较好的舒适性，还需要车身，动力系统，传动系统等各个方面的系统优化。
金龙XMQ6116G公交车通过试验，不断改进，具有较好的乘坐舒适性，投放市场后获得了用户的一致好评。
参考文献：
[1] 汽车构造——陈家瑞 机械工业出版社 2010年7月第三版.
[2] 国外汽车最新结构手册——徐清富 吉林科学技术出版社 1996.
[3] 汽车设计——王忘予 机械工业出版社 2011年6月第4版.
[4] 汽车理论——余志生 机械工业出版社 2000.
[5] 汽車人体工程学——温吾凡 吉林科学技术出版社 1991.