懸架設(shè)計(jì)理論成

1、會(huì)計(jì)學(xué)1懸架設(shè)計(jì)理論成懸架設(shè)計(jì)理論成2目 錄3kdkx(外張）gyF(外向)ggzMkxD 1.1 .車輪定位參數(shù) 車輪前束 toe 車輪外傾 主銷后傾 主銷內(nèi)傾 主銷縱偏距 主銷側(cè)偏距 主銷拖距 軸距 l 輪距 B 主銷地面?zhèn)绕鄈bg1、車輪定位kxDxyDk kyDryFkbgkxr41.2、車輪外傾與輪胎側(cè)傾特性外傾因載荷、制動(dòng)與跳動(dòng)而改變輪胎側(cè)傾特性：側(cè)向力與反回正力矩外傾原因:“傳統(tǒng)”,間隙，彈性，路拱1.3、前束與輪胎側(cè)偏特性前束原因:平衡外傾載荷變化與車輪跳動(dòng)時(shí)前束的變化干涉轉(zhuǎn)向干涉轉(zhuǎn)向的合理值滾動(dòng)阻力要求適當(dāng)增大前束，制動(dòng) 時(shí)車輪前張( )0 r r5xkktanRD+=x

2、1.5、主銷內(nèi)傾與側(cè)偏距 低速回正性 作用的消失 重力彈簧 回正力距與 還是 成比例？ 計(jì)算方法121yyGRgVGgaF= = =k kx xkxr rxyDk 1.4、主銷后傾與縱偏距kyDryFkbg6r r1.6、主銷定位參數(shù)的選擇與近代趨勢7 車身受有三種力（達(dá)朗貝爾概念） 1. 重心處的重力與慣性力 2. 導(dǎo)向桿系的導(dǎo)向力 3. 彈性元件的彈簧力gM Mg3NP2P11N2NMg Mg NyeN1N28 等效系統(tǒng),將彈簧力簡化 到車輪接地點(diǎn)(杠桿比為 1) 處,目的: 便于確定有效導(dǎo)向力的 方向與大小 初始彈簧力與重力抵消 便于由彈簧變形和輪距 (軸距)來確定車身位移Mg Mg N

3、ye9 彈簧力的確定 三種力相平衡 彈簧力必等于慣性力與導(dǎo)向力 的總和對(duì)于等效系統(tǒng)確定了導(dǎo)向力 就等于確定了彈簧力確定了彈簧力就等于確定了 車身傾角（如果有橫向穩(wěn)定桿 要考慮之） 導(dǎo)向力的分解與“力矩中心” 導(dǎo)向力合力未必水平 在“中性面”處分解的意義： 車身的垂向平動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)S2S2Mg Mg NyeS1S1N2N110 “縱傾中性面”的確定 車身位移 其中：Lkkka2121+ += = = = CMki/NZz = = e.mge .MgM + + = = 222111bKaKC+ += = 中性面Mg MghNZNN1K2K1a2a11l通常對(duì)稱面就是中性面l由單側(cè)導(dǎo)向力方向可確定 (整

4、車)l l外加輪胎變形l若有橫向穩(wěn)定桿要考慮之或設(shè)計(jì)之 1Mge/CMgeCeyM0yey0yy0yy = = = = 0yeMg Mg NyeS1S1N2N1S2S2c懸上質(zhì)心0yeh2h1ab1c2c12大側(cè)傾角下力矩中心的變化Z2N2S2Z1S1N1NN2cyeMg N1132.3、側(cè)傾性能小結(jié)yy 0yy0yyMgeCeyM = = yC = = ）(B.2k）（B.2ky2e2eeC獨(dú)獨(dú)立立懸懸架架非非獨(dú)獨(dú)立立懸懸架架yel 降低 的途徑：降低重心， 提高側(cè)傾力矩中心l 提高側(cè)傾力矩中心的 限制yel 取決于 與l l sBeBsBeB142.4、其它導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(側(cè)傾)等效單橫臂概念“

5、郭孔輝剛化定理”cYZP對(duì)稱面雙橫臂15對(duì)稱面cYZP麥弗遜懸架側(cè)傾中心16斜置單臂俯視（等效）YZr r俯視yUxU側(cè)視（等效）YZr rXZr r后視xUYZr rXZr ryU17如果扭桿梁靠近前鉸點(diǎn)獨(dú)立性好，但側(cè)傾中心低1819中性面N1N1N2X2X2Z2N2N1Z1X2xe212kkk+ +xxxxMgeCe .xM = = N20 xUxZPxUxZP21l側(cè)向反力作用線取決于吊耳、卷耳的剛性與弧高l一般在卷耳平均高度點(diǎn)與第一片中點(diǎn)之間，更靠 近卷耳高度，作為橫向側(cè)傾中心l縱向等效單臂，由車輪接地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)學(xué)確定。Nye2rh = =L43= =r r22l側(cè)傾軸的傾角 前低后高是因

6、為前面是雙橫臂后面非獨(dú)立 盡可能提高側(cè)傾中心23l獨(dú)立懸架與非獨(dú)立懸架的特點(diǎn) 側(cè)傾力矩中心的高度: 多數(shù)非獨(dú)立懸架和橫單臂 獨(dú)立懸架都較高, 其它獨(dú) 立懸架(雙橫臂, 縱單臂, 縱雙臂等）較低 有效彈簧距, 獨(dú)立懸架的 有效彈簧距等于輪距, 非 獨(dú)立懸架 通常較小,特 殊布置可以不同eBeBsBeB24lBenz600前懸架 上下跳動(dòng)時(shí)主肖后傾角 都會(huì)增大 具有明顯的“抗點(diǎn)頭角” 可安排所需要的側(cè)傾力 矩中心高度（前輪與車身縱向的相對(duì)瞬心）2XZp1XZp2XZpk 1YZp2YZp1YZp1XZp1r r2r r1XZp22YZp2YZP1YZP1225l“半獨(dú)立”縱單臂后懸架 側(cè)傾時(shí)橫梁中

7、點(diǎn)是一個(gè)“不 動(dòng)點(diǎn)”,因此可看成一種“斜 置單臂”卻只有一個(gè)鉸點(diǎn) 橫梁前移“臂長”增大,移至 鉸點(diǎn)處 獨(dú)縱單臂。移至 輪軸線 臂長為半輪距 （非獨(dú)立懸架） 從1/1獨(dú)立懸架0.5/10/1懸架（非獨(dú)立懸架）262728 虛擬主肖:上兩桿與下兩桿交點(diǎn) 盡量接近車輪中心面 縱向瞬心與橫向瞬心 位置可以任意選擇 可以滿足 , 引起的 彈性轉(zhuǎn)向要求多桿懸架滿足多種要求xFyFxZPYZPYZP1Y2Y虛擬主肖29菱帥汽車后四桿懸架302YZP1YZP122YZP1YZP12313.1、 縱向軸荷轉(zhuǎn)移l高速時(shí)要考慮空氣阻力PZ2PX1PX2PZ1MgPZ2PX1PX2PZ1l在坡道上的軸荷轉(zhuǎn)移l在驅(qū)動(dòng)與

8、制動(dòng)時(shí)的軸荷 轉(zhuǎn)移Mg 32側(cè)向輪荷轉(zhuǎn)移的主要組成（ 時(shí)） 彈簧力轉(zhuǎn)移（靜不定問題 彈簧力轉(zhuǎn)移取決于彈簧剛度分配,由彈簧變形計(jì)算） 導(dǎo)向力轉(zhuǎn)移（由作用在力矩中心處的側(cè)向力計(jì)算） 在同時(shí)存在 與 時(shí)，輪荷應(yīng)疊加當(dāng) 增大時(shí) 大的軸,輪荷轉(zhuǎn)移加劇,會(huì)導(dǎo)致側(cè)偏角急 劇增大0X = = X Y yeY 3.2、側(cè)向輪荷轉(zhuǎn)移33CA，Bd2r43 x34 獨(dú)立縱單臂 水平軸 前后移動(dòng)不產(chǎn)生轉(zhuǎn)角 非水平軸 “八”字軸的不足轉(zhuǎn)向性 橫向單臂和斜單臂獨(dú)立懸架 側(cè)傾轉(zhuǎn)向性、等效臂長 鉸軸的垂直分量 前獨(dú)立懸架與轉(zhuǎn)向桿系的干涉轉(zhuǎn)向 多桿機(jī)構(gòu)的桿涉轉(zhuǎn)向 等效簡化原理等效系統(tǒng)xZ 35 轉(zhuǎn)向系彈性引起的附加轉(zhuǎn)角 導(dǎo)向系

9、彈性引起的附加轉(zhuǎn)向 獨(dú)立縱臂與斜單臂后懸架的側(cè)向力轉(zhuǎn)向傾向 側(cè)向力導(dǎo)致輪胎側(cè)傾yFsykxaC/ )FD(x+=dyFzF5、側(cè)向力轉(zhuǎn)向xDkxanddd+=Fy2Fy136 隨動(dòng)轉(zhuǎn)向后懸架 逆向彈性轉(zhuǎn)向桑塔那的后懸架富康的隨動(dòng)轉(zhuǎn)向后懸架 yFyF37剎車轉(zhuǎn)舵問題:r太大盤式制動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)縱向力引起車輪側(cè)傾ABS引起的轉(zhuǎn)向擾動(dòng)DYC引起的轉(zhuǎn)向擾動(dòng)多桿懸架制動(dòng)時(shí)的板簧卷曲6、縱向力轉(zhuǎn)向038制動(dòng)時(shí)的板簧卷曲 造成制動(dòng)轉(zhuǎn)向6、縱向力轉(zhuǎn)向39 加大前拉桿的柔性, 使后輪在側(cè)向 力作用下產(chǎn)生向內(nèi)轉(zhuǎn)向角 通過彈性轉(zhuǎn)角來抵消側(cè)偏角, 以提高后輪有效側(cè)偏剛度 可以設(shè)計(jì)虛擬主肖位置,引起適當(dāng) 的彈性轉(zhuǎn)向以增進(jìn)制動(dòng)

10、穩(wěn)定性多桿隨動(dòng)轉(zhuǎn)向后懸架xFyFxZPV虛擬主肖.40*ya1da)(d.LvGy2120dd=kVy212cda)(d/Lvdd=L121dd 2 VR1ded21ddya中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)1d2d1d 時(shí)不穩(wěn)定:-yayaU.Sy21add2V過度轉(zhuǎn)向區(qū)41影響穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的因素 輪胎特性與穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性轉(zhuǎn)折的原因1r1c112r2c22dddddd+=+= 側(cè)傾剛度比 側(cè)傾力矩中心高度 隨 的 而 輪胎側(cè)偏特性的飽和 驅(qū)動(dòng)力對(duì)飽和的影響 制動(dòng)力分配x2121De/eC/C 1cd d1yF2yF1ZF 1d d1 2d d2d d2 2 1 1d d1rd dy 2r2cd dd d+

11、2ZF 42改善穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性的措施 輪胎特性與穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性 前置橫向穩(wěn)定器 后非獨(dú)立懸架 Bs2 后非獨(dú)立懸架板簧下置 后板簧前低后高 后非獨(dú)立中心彈簧 老Benz的后懸架： h2,中心彈簧43 “隨動(dòng)轉(zhuǎn)向” 后懸架的反穩(wěn)定桿 輪胎特性與穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性44vdtdvY b b+ + = = XYZ固定于汽車重心)r(+b側(cè)偏角：rvbrva21 b b= =d dd d + +b b= =d d2vv2yPb絕對(duì)座標(biāo)d1y1yP2dLba1dYXvxv45微分方程、傳遞函數(shù)其中拉氏變換得傳遞函數(shù)1y2yZaPbPrI+ += =)rv(KKP1111yd d + +b b= =d d= =221

12、rrSTST1S1G) s (r+ + + + += =d d221STST1S1G) s (+ + + + += =d db bb bb b)Kv1(CCC)b(C)b(LvT221211+ + + + + + + = =)Kv1(CCvT22122+ + = =22vbCvb = = b b2rC/v= = )Kv1(LC/vbG222+ + = =b b)Kv1(LvG2r+ += =222111m/KC,m/KC= = =)C1C1(L1K21 = =)PP() r(mv1y2y+ + = =+ +b b)vb(KKP2222y b b= =d d= =461)(Rew)(w相位s/m

13、10=s/m10=rG/)j(rwdd/r)RI(tem1g=)(Imww2m2erIRG+=20406080s/m40=vs/m40=)s/rad(w頻率特性：傳遞函數(shù)中令Sj,其實(shí)部與虛部 均為 的函數(shù)，二自由度角輸入運(yùn)動(dòng) 即實(shí)頻特性與虛頻特性：4幅頻特性： 寬平為優(yōu)4相頻特性： 以小為優(yōu)4 頻率特性： 低速：增益平坦 相位滯后高速：增益高峰 低度頻超前 高頻滯后 2 4 6 8 10 12 14 16 vvvv47A0T,0T21K1c=n05.oeTT 與ee05.0T320ln.TT=eTtAe二自由度角輸入運(yùn)動(dòng)l角輸入運(yùn)動(dòng)特征4穩(wěn)定條件：傳遞函數(shù)分母為特征函數(shù)，根的實(shí)部不大于0的條

14、件為：4名義自然頻率4過渡時(shí)間,即)Kv1(ccT122122+ + = = =w w1STST) s (D122+ + += =21212eccv2)/ba(c)/ab(cvL2TT2T+ + + + + + += = =0Kv12 + +484反應(yīng)速度與反應(yīng)時(shí)間4相對(duì)阻尼系數(shù) t當(dāng)二自由度角輸入運(yùn)動(dòng) n n+ + + + + + += = = /cc )K1(2)/ba(c)/ab(cT2T21221211 )c1c1(L1K,)K1(1212 = =n n+ + 2121cc2cc + +得r2sr0tsfssrr0s0tT)0(rG) t (rrTTGs)s (r.lim) t (r

15、= =d d= = =d d = = d dd dd d= = = = =時(shí)，sg) t (gfT4950 車身受有三種力（達(dá)朗貝爾概念） 1. 重心處的重力與慣性力 2. 導(dǎo)向桿系的導(dǎo)向力 3. 彈性元件的彈簧力gM Mg3NP2P11N2NMg Mg NyeN1N251 等效系統(tǒng),將彈簧力簡化 到車輪接地點(diǎn)(杠桿比為 1) 處,目的: 便于確定有效導(dǎo)向力的 方向與大小 初始彈簧力與重力抵消 便于由彈簧變形和輪距 (軸距)來確定車身位移Mg Mg Nye52xUxZPxUxZP53l“半獨(dú)立”縱單臂后懸架 側(cè)傾時(shí)橫梁中點(diǎn)是一個(gè)“不 動(dòng)點(diǎn)”,因此可看成一種“斜 置單臂”卻只有一個(gè)鉸點(diǎn) 橫梁前移

16、“臂長”增大,移至 鉸點(diǎn)處 獨(dú)縱單臂。移至 輪軸線 臂長為半輪距 （非獨(dú)立懸架） 從1/1獨(dú)立懸架0.5/10/1懸架（非獨(dú)立懸架）54 虛擬主肖:上兩桿與下兩桿交點(diǎn) 盡量接近車輪中心面 縱向瞬心與橫向瞬心 位置可以任意選擇 可以滿足 , 引起的 彈性轉(zhuǎn)向要求多桿懸架滿足多種要求xFyFxZPYZPYZP1Y2Y虛擬主肖55vdtdvY b b+ + = = XYZ固定于汽車重心)r(+b側(cè)偏角：rvbrva21 b b= =d dd d + +b b= =d d2vv2yPb絕對(duì)座標(biāo)d1y1yP2dLba1dYXvxv56A0T,0T21K1c=n05.oeTT 與ee05.0T320ln.TT=eTtAe二自由度角輸入運(yùn)動(dòng)l角輸入運(yùn)動(dòng)特征4穩(wěn)定條件：傳遞函數(shù)分母為特征函數(shù)，根的實(shí)部不大于0的條件為：4名義自然頻率4過渡時(shí)間,即)Kv1(ccT122122+ + = = =w w1STST) s (D122+ + += =21212eccv2)/ba(c)/ab(cvL