《悬架设计理论-郭孔辉雷雨成》由会员分享，可在线阅读，更多相关《悬架设计理论-郭孔辉雷雨成（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、郭孔辉 雷雨成 2004 年 6 月汽车悬架设计理论与相关技术11 1、车轮定位、车轮定位 2 2、悬架的运动学、车身的侧倾与纵倾、悬架的运动学、车身的侧倾与纵倾 3 3、轮荷转移、轮荷转移 4 4、侧倾转向、侧倾转向 5 5、侧向力转向、侧向力转向 6 6、纵向力转向、纵向力转向 7 7、轮胎特性与稳态转向特性、轮胎特性与稳态转向特性 8 8、汽车操纵的瞬态响应、汽车操纵的瞬态响应目 录2kdkx(外张）gyF(外向)ggzMkxD1.1 .车轮定位参数车轮前束 toe车轮外倾主销后倾主销内倾主销纵偏距主销侧偏距主销拖距轴距 l轮距 B主销地面侧偏距kbg1、车轮定位kxDkyDyFkbgk
2、x31.2、车轮外倾与轮胎侧倾特性外倾因载荷、制动与跳动而改变轮胎侧倾特性：侧向力与反回正力矩外倾原因:“传统”,间隙，弹性，路 拱1.3、前束与轮胎侧偏特性前束原因:平衡外倾 载荷变化与车轮跳动时前束的变化 干涉转向 干涉转向的合理值 滚动阻力要求适当增大前束，制动时车轮前张( )4 主销拖距 高速回正原理 载荷变化（制动）与车轮跳动 的变化 主销拖距与撒手稳定性 与前轮摆振xkktanRD+=x1.5、主销内倾与侧偏距 低速回正性 作用的消失 重力弹簧 回正力距与 还是 成比例？ 计算方法1.4、主销后倾与纵偏距kyDyFkbg5 高速回正原理定位参数必须足以克服干摩擦(残余横摆角速度与转
3、向盘转角） 转向逆效率要低吗？NO 减小转向系干磨擦，减小定位角，加转向阻尼器是近代趋势 减小 （地面主销侧偏距）的意义和“负偏距”的优点 盘式制动的必要性-地面负偏移距趋势 小的主销后倾角，大的内倾角1.6、主销定位参数的选择与近代趋势62.1 2.1 车身稳态位移的一般分析车身稳态位移的一般分析 车身受有三种力（达朗贝尔概念）1. 重心处的重力与惯性力2. 导向杆系的导向力3. 弹性元件的弹簧力P2P1NN1N22 2、悬架的运动学、悬架的运动学7 等效系统,将弹簧力简化到车轮接地点(杠杆比为1) 处,目的: 便于确定有效导向力的方向与大小 初始弹簧力与重力抵消 便于由弹簧变形和轮距(轴距
4、)来确定车身位移N8 弹簧力的确定 三种力相平衡 弹簧力必等于惯性力与导向力的总和 对于等效系统确定了导向力就等于确定了弹簧力 确定了弹簧力就等于确定了车身倾角（如果有横向稳定杆要考虑之） 导向力的分解与“力矩中心” 导向力合力未必水平 在“中性面”处分解的意义：车身的垂向平动与转动S2S2NS1S1N2N19 “纵倾中性面”的确定 车身位移其中：中性面102.2、 车身侧倾 l通常对称面就是中性面l由单侧导向力方向可确定 (整车)l l外加轮胎变形l若有横向稳定杆要考虑之或设计之NS1S1N2 N1S2S2c悬上质心h2h1 ab11大侧倾角下力矩中心的变化Z2N2S2Z1S1N1NN2cN
5、1122.3、侧倾性能小结l 降低 的途径：降低重心， 提高侧倾力矩中心l 提高侧倾力矩中心的限制l 取决于 与l l 132.4、其它导向机构(侧倾)等效单横臂概念“郭孔辉刚 化定理”c对称面双横臂14对称面c麦弗逊悬架侧倾中心15斜置单臂俯视（等效 ）俯视侧视（等效 ）后视16复合式悬架侧倾中心如果扭杆梁靠近前铰点独 立性好，但侧倾中心低17非独立悬架侧倾中心182.52.5、 车身纵倾车身纵倾中性面N1N1N2X2X2Z2N2N1Z1X2N192.6、 其它导向机构 郭孔辉等效纵臂理论202.7、 钣簧的导向作用l侧向反力作用线取决于吊耳、卷耳的刚性与弧高l一般在卷耳平均高度点与第一片中
6、点之间，更靠近卷耳高度，作为横向侧倾中心l纵向等效单臂，由车轮接地点运动学确定。N21l侧倾轴的倾角 前低后高是因为前面是双横臂后面非独立尽可能提高侧倾中心222.82.8、 结构比较与案例分析结构比较与案例分析l独立悬架与非独立悬架的特点 侧倾力矩中心的高度:多数非独立悬架和横单臂独立悬架都较高, 其它独立悬架(双横臂, 纵单臂,纵双臂等）较低 有效弹簧距, 独立悬架的有效弹簧距等于轮距, 非独立悬架 通常较小,特殊布置可以不同23lBenz600前悬架 上下跳动时主肖后倾角都会增大 具有明显的“抗点头角” 可安排所需要的侧倾力矩中心高度（前轮与车身纵 向的相对瞬心）24l“半独立”纵单臂后
7、悬架 侧倾时横梁中点是一个“不动点”,因此可看成一种“斜置单臂”却只有一个铰点 横梁前移“臂长”增大,移至铰点处 独纵单臂。移至轮轴线 臂长为半轮距（非独立悬架）从1/1独立悬架0.5/10/1悬架（非独立悬架）25三杆式前悬架26空间四杆式后悬架27 虚擬主肖:上两杆与下两杆交点尽量接近车轮中心面 纵向瞬心与横向瞬心位置可以任意选择 可以满足 , 引起的弹性转向要求多杆悬架满足多种要求虚擬主肖28菱帅汽车后四杆悬架29菱帅汽车四杆式后悬架高不足转向的随动转向性能hwhw中性面 中性面纵倾中心 纵倾中心侧倾中心 侧倾中心虚拟主销虚拟主销后拖距后拖距虚拟主销虚拟主销303、轮荷转移分析3.1、
8、纵向轴荷转移l高速时要考虑空气阻力PZ2PX1PX2PZ1MgPZ2PX1PX2PZ1l在坡道上的轴荷转移 l在驱动与制动时的轴荷转移31侧向轮荷转移的主要组成（ 时） 弹簧力转移（静不定问题弹簧力转移取决于弹簧刚度分配,由弹簧变形计算） 导向力转移（由作用在力矩中心处的侧向力计算）在同时存在 与 时，轮荷应叠加当 增大时 大的轴,轮荷转移加剧,会导致侧偏角急 剧增大3.2、侧向轮荷转移324、侧倾转向4.1、非独立悬架的侧倾转向钣簧的侧倾转向非独立悬架纵向单臂非独立四连杆悬架 求轮心轨迹和三杆机构需求三点座标CA，BdD33 独立纵单臂 水平轴前后移动不产生转角 非水平轴“八”字轴的不足转向
9、性横向单臂和斜单臂独立悬架 侧倾转向性、等效臂长 铰轴的垂直分量前独立悬架与转向杆系的干涉转向多杆机构的杆涉转向等效简化原理4.2、独立悬架的侧倾转向q等效系统xq34转向系弹性引起的附加转角导向系弹性引起的附加转向独立纵臂与斜单臂后悬架的侧向力转向倾向侧向力导致轮胎侧倾yFsykxaC/ )FD(x+=dyFzF5、侧向力转向xDkxanddd+=Fy2Fy135 随动转向后悬架 逆向弹性转向桑塔那的后悬架富康的随动转向后悬架 36刹车转舵问题:太大盘式制动的优点纵向力引起车轮侧倾ABS引起的转向扰动DYC引起的转向扰动多杆悬架制动时的板簧卷曲6、纵向力转向K1 c=n05.oeTT 与ee05.0T320ln.TT=eTtAe-二自由度角输入运动l角输入运动特征 4稳定条件：传递函数分母为特征函数，根的实部不大于0的条件为：4名义自然频率4过渡时间,即474反应速度与反应时间4相对阻尼系数t当二自由度角输入运动得时，sg) t (g4849
