汽車底盤技術(shù)(華福林)

1、汽車底盤技術(shù)汽車底盤技術(shù) 浙江汽車工程學(xué)院浙江汽車工程學(xué)院20072007年年6 6月月2323日日汽車行路系汽車行路系汽車懸架系汽車懸架系10 課件內(nèi)容 第一講第一講 3小時小時 內(nèi)容： 1. 1. 概要概要 2. 2. 汽車懸架技術(shù)汽車懸架技術(shù) 2.1 2.1 振動理論基礎(chǔ)振動理論基礎(chǔ) 1.概要 一輛性能優(yōu)良的轎車，幾乎所有的整車性能，譬如一輛性能優(yōu)良的轎車，幾乎所有的整車性能，譬如：動力性、制動性、操縱穩(wěn)定性、平順性、舒適性、：動力性、制動性、操縱穩(wěn)定性、平順性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性、通過性及安全性，都與底盤設(shè)計(jì)的優(yōu)劣息息經(jīng)濟(jì)性、通過性及安全性，都與底盤設(shè)計(jì)的優(yōu)劣息息相關(guān)。所謂汽車底盤，一般指

2、除車身（含內(nèi)外飾件及相關(guān)。所謂汽車底盤，一般指除車身（含內(nèi)外飾件及附件附件) )及電器以外的所有零部件總成裝配成的平臺而及電器以外的所有零部件總成裝配成的平臺而言，而汽車設(shè)計(jì)業(yè)內(nèi)人士則還需將發(fā)動機(jī)、車架及它言，而汽車設(shè)計(jì)業(yè)內(nèi)人士則還需將發(fā)動機(jī)、車架及它們相匹配的零部件總成排除在外。因此，通常將們相匹配的零部件總成排除在外。因此，通常將底底盤盤定義在兩大系統(tǒng)之內(nèi)，即：定義在兩大系統(tǒng)之內(nèi)，即： a. a. 傳動系傳動系: : 含離合器及其操縱機(jī)構(gòu)、變速器（或前含離合器及其操縱機(jī)構(gòu)、變速器（或前輪驅(qū)動輪驅(qū)動 箱及驅(qū)動軸）、傳動軸、后橋及半軸。箱及驅(qū)動軸）、傳動軸、后橋及半軸。 b. b. 行路系行路

3、系: : 含前軸系（包括車輪及輪轂）、懸架系含前軸系（包括車輪及輪轂）、懸架系、轉(zhuǎn)向系、制動系及其各自的操縱機(jī)構(gòu)。、轉(zhuǎn)向系、制動系及其各自的操縱機(jī)構(gòu)。 1.1 1.1 汽車懸架系汽車懸架系 經(jīng)驗(yàn)豐富的駕駛員在對一輛新車試車后，除對其動力性、經(jīng)經(jīng)驗(yàn)豐富的駕駛員在對一輛新車試車后，除對其動力性、經(jīng)濟(jì)性評價外，該車的操縱穩(wěn)定性、平順性也是他們津津樂道的濟(jì)性評價外，該車的操縱穩(wěn)定性、平順性也是他們津津樂道的話題。諸如車輛高速行駛下話題。諸如車輛高速行駛下“發(fā)不發(fā)飄發(fā)不發(fā)飄”、“擺不擺頭擺不擺頭”、“跑不跑偏跑不跑偏”等等。等等。1.2 1.2 要求要求 車輛懸架的彈性元件及阻尼元件的參數(shù)車輛懸架的彈性

4、元件及阻尼元件的參數(shù)及結(jié)構(gòu)選擇應(yīng)保證車輛行駛的舒適性及結(jié)構(gòu)選擇應(yīng)保證車輛行駛的舒適性( (平順性平順性),),行駛的安全性及轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性行駛的安全性及轉(zhuǎn)向的穩(wěn)定性. . 彈性元件、穩(wěn)定桿、擺臂鉸接、減震器彈性元件、穩(wěn)定桿、擺臂鉸接、減震器及其連結(jié)的形式與剛度；橋質(zhì)量；發(fā)動機(jī)懸及其連結(jié)的形式與剛度；橋質(zhì)量；發(fā)動機(jī)懸置形式；軸距與輪距；特別是輪胎性能，都置形式；軸距與輪距；特別是輪胎性能，都直接對車輛的上述性能起著決定作用直接對車輛的上述性能起著決定作用, ,因此因此, ,汽車懸架系應(yīng)滿足下述要求汽車懸架系應(yīng)滿足下述要求: : 1.2.1 緩解由于路面不平引起的振動 和沖擊，保證良好的平 順性。

5、1.2.2 衰減車身和車橋（或車輪）的振動。 1.2.3 傳遞車輪和車身（含車架）之間的各種力（垂直力、縱向力和橫力）和力矩（制動力矩和反作用力矩）。 1.2.4 保證汽車行駛時的操穩(wěn)性穩(wěn)定性。 譬如軟的彈性元件會導(dǎo)致車身側(cè)傾度加大；低剛度和大行程的彈簧是獲得優(yōu)良行駛平順 ，降低車身縱向振動和增大車輪與地面附著力及提高行駛安全性的前提。 例如，承受Gw=3000N載荷車輪落入深f=80mm的坑中(圖1）, 假若采用剛度為Cs=10N/mm的軟彈簧時，車輪與坑底相接觸的一 瞬間剩余載荷為： Gw=Gw-fCs=3000-8010=2200 NCs=20N/mm時,其剩余載荷僅為1400N。有較高

6、的剩余載荷意味著輪胎與路面之間有良好的附著性。Csf=2040=800 N，而采用軟彈簧時，該力增加值Csf=1040=400 N，因此車輪載荷變化較小。 圖1-2xcxxkmgxmst )(0kxxcxm 0kxxm 0 xmkx fgmk2000 xx mkf212000kxxcxm 0 xmkxmcx 0220 xxnx ccckmcn2steAx00)2(0202steAnss02202nss2022, 1nnstStSeAeAx2211ccckmcn22202, 1njnstnjnttnjnteAeAx22022201ttnjtnetnj220220220sincos）tn（Aet）

7、nbtn（bexntnt22022022201sinsincosntemk0mkf2120011)1(1nTTTititiieeAeAeAA11lnlnTAAiieAAAAAAAAjj1433221.jjjjeAAAAAAAAAA).()()(143322111111ln1TAAjj20211112TT2121)2(12km2c111ln1TAAjj1)2(1240作業(yè)作業(yè) 1 ：將某款汽車視為單自由度有阻尼的自由振動系統(tǒng)，將某款汽車視為單自由度有阻尼的自由振動系統(tǒng)，汽車簧上質(zhì)量汽車簧上質(zhì)量m由由4只彈簧支撐著，由此產(chǎn)生的彈簧靜撓度為只彈簧支撐著，由此產(chǎn)生的彈簧靜撓度為f。為。為了能迅速衰減汽

8、車的上下振動，在彈簧支撐處裝有減振器。由試驗(yàn)了能迅速衰減汽車的上下振動，在彈簧支撐處裝有減振器。由試驗(yàn)測得兩次振動后的振幅減小了測得兩次振動后的振幅減小了10%，即，即A1/ A2=10，試求：，試求： 1）振動的減幅系數(shù)）振動的減幅系數(shù)和對數(shù)衰減率和對數(shù)衰減率； 2）衰減系數(shù)）衰減系數(shù)n和衰減振動周期和衰減振動周期T1； 3）若要汽車不振動，求減振器的臨界阻尼系數(shù)）若要汽車不振動，求減振器的臨界阻尼系數(shù)Cc。 已知：質(zhì)量已知：質(zhì)量m=2450kg； 彈簧靜撓度彈簧靜撓度 f=15 cm41解：若只考慮汽車上下振動，可把解：若只考慮汽車上下振動，可把4個彈簧視為一個當(dāng)量彈簧，其等效剛度為個彈簧

9、視為一個當(dāng)量彈簧，其等效剛度為系統(tǒng)的固有頻率為系統(tǒng)的固有頻率為:1)求振動減幅系數(shù)求振動減幅系數(shù)和和對數(shù)衰減率對數(shù)衰減率 因?yàn)橐驗(yàn)?則則 mNmgkste/16000015. 081. 92450sradgmmgmkstste/08.815980010.2322131AAAAAA162. 310 42 對數(shù)衰減率對數(shù)衰減率 2) 求衰減系數(shù)求衰減系數(shù)n和衰減振動周期和衰減振動周期T1由相對阻尼系數(shù)由相對阻尼系數(shù) n= =0.18028.08=1.4559 3) 求減震器的臨界阻尼系數(shù)求減震器的臨界阻尼系數(shù)(汽車不能產(chǎn)生振動汽車不能產(chǎn)生振動)CC 151. 1162. 3lnln1802. 01

10、)151. 12(11)2(1221ssT7906. 01802. 0108. 8212221msNmCC/.3960008. 8245022圖圖2-122-122222mmmmcrf022bmamrf222222bmammJrfyyyaLmmy21bLmmy22)1 (23abmmyaby221kk 和0)()(0)()()()()()(12222112212121xakbkbkakJcakbkxkkxmbxbkaxakJbxkaxkxmC 00)()(002221121221xbkakakbkakbkkkxJmC akbk12000000222121xbkakkkxJmC bxxaxx21

11、,0)()(0)()(xma221121221121xbabkxbaakxJxJxbakxbakxmbCC 00221222222112212222xkxlabmxlamxkxlabmxbbmcccc 00222122121211xxxxxx 2221ccCcbabmJ)()(22222222112222ccccamlkbmlkaabc12abc11122122211)()(mkmblkabbmlkbmlkC22222222222)()(mkmalkabamlkamlkCmlammlbm21,)sin()sin()sin()sin(222211212221211111tAtAxtAtAxsradmk/32221012mm921kk00)(2212222212111xkxkxmxkxkkxm 00222122221211211xmkxmkxxmkxmkkx 121mkka12mkb 22mkdc00212211dxcxxbxaxx )sin()sin(2211ptAxptAx0)(0)(221212ApdcAbAApa022pdcbpa0)(22bcpdpa0)()(24bcadpdap2pbcdadabcaddadap222, 12)2(2)()2(22221