汽車底盤之懸架

1、汽車底盤之懸架1第1頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四底盤平臺設(shè)計的靈魂 懸架與相關(guān)技術(shù)一、懸架的運動學(xué)、車身的側(cè)傾與縱傾二、輪荷轉(zhuǎn)移三、側(cè)傾轉(zhuǎn)向 四、側(cè)向力轉(zhuǎn)向五、縱向力轉(zhuǎn)向六、車輪定位七、輪胎特性與穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性八、汽車操縱的瞬態(tài)響應(yīng)2第2頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四一、懸架的運動學(xué)1. 傳統(tǒng)的側(cè)傾中心(R.C.)概念及其局限性“單擺”模型不能解釋車身 的垂向運動（Jacking effect）非獨懸架的R.C.縱傾是否也有“擺動中心”？3第3頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四2. 車身穩(wěn)態(tài)位移的一般分析 車身受有三種力

2、（達朗貝爾概念） 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P2P1NN1N24第4頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四 等效系統(tǒng),將彈簧力簡化 到車輪接地點(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N5第5頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四 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 導(dǎo)向力的分解與“力矩中心” 導(dǎo)向力合力未必水平 在“

3、中性面”處分解的意義： 車身的垂向平動與轉(zhuǎn)動S2S2NS1S1N2N16第6頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四 “中性面”的確定 車身位移 其中：中性面7第7頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四2. 車身側(cè)傾通常對稱面就是中性面由單側(cè)導(dǎo)向力方向可確定 (整車) 外加輪胎變形若左右載荷與彈簧剛度不對稱?NS1S1N2N1S2S2c懸上質(zhì)心h2h1ab8第8頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四大側(cè)傾角下力矩中心的變化Z2N2S2Z1S1N1NN2cN19第9頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四3.側(cè)傾性能小結(jié) 降低

4、的途徑：降低重心， 提高力矩中心 提高側(cè)傾力矩中心的 限制 取決于 與 10第10頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四4.其它導(dǎo)向機構(gòu)(側(cè)傾)等效單橫臂概念“剛化定理”c對稱面cc對稱面c11第11頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四斜置單臂俯視（等效）俯視側(cè)視（等效）后視12第12頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四5. 車身縱傾中性面N1N1N2X2X2Z2N2N1Z1X2N13第13頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四6. 其它導(dǎo)向機構(gòu) 等效縱臂概念14第14頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，

5、星期四7. 鈑簧的導(dǎo)向作用側(cè)向反力作用線取決于吊耳、卷耳的剛性與弧高一般在卷耳平均高度點與第一片中點之間，更靠近卷耳高度縱向等效單臂，由車輪接地點運動學(xué)確定。N15第15頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四側(cè)傾軸的傾角 前低后高是因為前面是雙橫臂后面非獨立 驅(qū)動橋的側(cè)傾中心不可太高（影響轉(zhuǎn)彎時的驅(qū)動力）C1C216第16頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四8. 結(jié)構(gòu)比較與案例分析獨立懸架與非獨立懸架的特點 側(cè)傾力矩中心的高度: 多數(shù)非獨立懸架和橫單臂 獨立懸架都較高, 其它獨 立懸架(雙橫臂, 縱單臂, 縱雙臂等）較低 有效彈簧距, 獨立懸架的 有效彈簧

6、距等于輪距, 非 獨立懸架 通常較小,特 殊布置可以不同17第17頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四Benz600前懸架 上下跳動時主肖后傾角 都會增大 具有明顯的“抗點頭角” 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瞬心）18第18頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四“半獨立”縱單臂后懸架 側(cè)傾時橫梁中點是一個“不 動點”,因此可看成一種“斜 置單臂”卻只有一個鉸點 橫梁前移“臂長”增大,移至 鉸點處 獨縱單臂。移至 輪軸線 臂長為半輪距 （非獨立懸架）19第19頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四 虛擬主肖:上兩桿

7、與下兩桿交點 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虛擬主肖20第20頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四二、輪荷轉(zhuǎn)移分析1. 縱向軸荷轉(zhuǎn)移為何不能用側(cè)向分析法？ 不對稱PZ2PX1PX2PZ1MgPZ2PX1PX2PZ1在坡道上的軸荷轉(zhuǎn)移在驅(qū)動與制動時的軸荷轉(zhuǎn)移21第21頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四側(cè)向輪荷轉(zhuǎn)移的主要組成（ 時） 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,由彈簧變形計算） 導(dǎo)向力轉(zhuǎn)移（由作用在力矩中心處的側(cè)向力計算） 高速時要計算空氣力的作用在

8、同時存在 與 時，輪荷應(yīng)疊加當(dāng) 增大時 大的軸,輪荷轉(zhuǎn)移加劇,會導(dǎo)致側(cè)偏角急 劇增大2.側(cè)向輪荷轉(zhuǎn)移22第22頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四三、側(cè)傾轉(zhuǎn)向 1.非獨立懸架的側(cè) 傾轉(zhuǎn)向 鈑簧的側(cè)傾轉(zhuǎn)向 非獨立懸架縱向單臂 非獨立四連桿懸架 求輪心軌跡和三桿機構(gòu)需求三點座標(biāo)CA，BdD23第23頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四 獨立縱單臂 水平軸 前后移動不產(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立懸架 側(cè)傾轉(zhuǎn)向性、等效臂長 鉸軸的垂直分量前獨立懸架與轉(zhuǎn)向桿系的干涉轉(zhuǎn)向多桿機構(gòu)的桿涉轉(zhuǎn)向 等效簡化原理2.獨立懸架的側(cè)傾轉(zhuǎn)向q等效系

9、統(tǒng)xq24第24頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四 轉(zhuǎn)向系彈性引起的附加轉(zhuǎn)角 導(dǎo)向系彈性引起的附加轉(zhuǎn)向 獨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+=dyFzF四、側(cè)向力轉(zhuǎn)向xDkxanddd+=Fy2Fy125第25頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四 隨動轉(zhuǎn)向后懸架 逆向彈性轉(zhuǎn)向桑塔那的后懸架富康的隨動轉(zhuǎn)向后懸架 26第26頁，共43頁，2022年，5月20日，9點13分，星期四剎車轉(zhuǎn)舵問題:太大盤式制動的優(yōu)點縱向力引起車輪側(cè)傾ABS引起的轉(zhuǎn)向擾動DYC引起的轉(zhuǎn)向擾動多桿懸架制動時的板簧卷曲五、縱向力轉(zhuǎn)向K1c=n05.oeTT與ee05.0T320ln.TT=eTtAe-二自由度角輸入運動角輸入運動特征