悬架满载点的频率虽然是评价汽车平顺性的重要参数之一，但它还不能说明悬架运动的过程变化。在悬架运动的过程中，随着载荷的变化，频率还将发生改变。除空载和满载的变化外，汽车行经不平路面的动载荷等，也可能使频率发生很大的改变，这完全取决于悬架的刚度特性。什么样的刚度特性才能实现一个理想的频率特性呢？那就是下面介绍的“等频特性”。

1.等频特性

所谓“等频特性”，也就是“等变形特性”，具体来说，就是无论载荷P怎样变化，频率始终保持不变的刚度特性。这种特性显然是非线性的，那么此时的载荷P与变形f的关系又是什么样的呢？假设图4-2就是这样的理想特性，在认定各悬架的频率仅取决于静挠度f的大小的前提下，在任何一个相应于负荷P的M点上，必须满足下列等式：

式中 f_M——任意点的静挠度；

c_M——任意点的刚度。

图4-2 等频特性

由式（4-32）可得

对上式积分可得

根据边界条件，当f=f₀时，P=P₀，可求得积分常数为

将C代入上式，最终可得等频特性的刚度特性式：

2.常用刚度特性

由式（4-33）所决定的刚度特性虽然可以获得小幅振动下的等频特性，然而这仅是理论上的东西。在实际上，除气体弹簧外，具体的悬架结构是难以实现这样的悬架特性的。

可行的办法，是根据不同的车型选取合适的弹性元件。必要时，选取近于理想特性的变刚度特性。

优良的悬架，不光是追求大的行程，更重要的是具有足够的容量，以吸收振动能量。在空间受到限制时，动行程往往受到限制，而变刚度特性就能实现在等挠度下的大容量。图4-3是几种常用的刚度特性。

图4-3a的等刚度特性，一般用于负荷变化不大的汽车。它由普通钢板弹簧或由普通的等参数圆柱螺簧制成，工艺较为简单。(www.daowen.com)

图4-3b的突变刚度特性，也叫二刚度特性，一般用于货车和大客车悬架。它由主簧加副簧或由两组变节距螺簧制成，工艺也较简单。

图4-3c的多变刚度特性，一般用于要求较高的乘坐车和越野车。它由变参数螺簧制成，工艺较为复杂。

图4-3 几种常用的刚度特性

a）等刚度特性 b）二刚度特性 c）多变刚度特性 d）后程渐变刚度特性 e）全程渐变刚度特性 f）等频刚度特性

图4-3d的后程渐变刚度特性，一般用于小轿车和越野车等，它由渐变刚度钢板弹簧等制成。此种特性的悬架，虽载荷变化平稳，但制作工艺较为复杂。

图4-3e的全程渐变刚度特性，一般也用于小客车和越野车。它由扭杆弹簧等制成，工艺也较为复杂。

图4-3f的等频刚度特性，一般用于大客车和越野车等。它由橡胶和可压缩气体等制成，如空气悬架和油气悬架等，图中的f_ed是空载动挠度，f_fd是满载动挠度，装载质量的静挠度f_c=0。

变丝径螺簧更易发挥材料的潜能，在同等质量下，可以获得较高的压并载荷以及较快增长的斜率，进而获取等挠度下的较大容量。

在图4-3d示出了等刚度和变刚度特性在变形相等情况下的容量对比，其阴影部分就是变刚度特性容量大出的部分。

3.匹配要点

悬架匹配，不仅仅是选择何种刚度特性，还需要根据具体车型情况选取总行程和总容量，且须保证满载点的频率要求等，其匹配要点如下：

①必须保证所选刚度特性具有合适的行程和容量，既不能过大，也不能过小。首先，要防止动行程结束时的载荷P_d达到和超过材料的允许极限，必须要给限位行程留出余量；其次，要防止行程、容量过大和提升质心高度，造成资源浪费。合适的行程和容量，基本上是由满载负荷和满载点的频率要求所决定的。

②选定刚度特性，必须保证满载负荷P_c点的频率n的要求，即使下式成立：

式中，f_c——静挠度（cm）；

n——要求的悬架频率（次/min）。

③在非线性悬架中，须选取适当的初始刚度和初始行程，因为它们关系着总行程和总容量的变化。在渐变刚度钢板弹簧的悬架中，初始刚度就是主副簧初始接触点的“临界刚度”，也就是主簧的刚度。在变刚度螺簧中，这个刚度则是首圈（组）螺簧压并时的刚度。调整弹性元件的结构参数，就可改变这个刚度和相应的行程。

④在非线性悬架中，其特性曲线的斜率变化，既不可过缓，也不可过陡。过缓则无异于线性特性，不能在相同行程中获得更大的容量；过陡虽能发挥材料的潜能，获得更大的容量，但可能造成弹簧的压并载荷过高，应力超标。原则上，斜率变化应以靠近等频特性为好。