懸架設(shè)計理論郭孔輝雷雨成

郭孔輝雷雨成2004

年

6

月汽車懸架設(shè)計理論與相關(guān)技術(shù)11、車輪定位2、懸架的運動學(xué)、車身的側(cè)傾與縱傾3、輪荷轉(zhuǎn)移4、側(cè)傾轉(zhuǎn)向5、側(cè)向力轉(zhuǎn)向6、縱向力轉(zhuǎn)向7、輪胎特性與穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性8、汽車操縱的瞬態(tài)響應(yīng)目錄2kdkx(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(xiāng)輪距B

主銷地面?zhèn)绕鄈bg1、車輪定位kxDkyDryFkbgkxr31.2、車輪外傾與輪胎側(cè)傾特性外傾因載荷、制動與跳動而改變輪胎側(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時前束的變化干涉轉(zhuǎn)向干涉轉(zhuǎn)向的合理值滾動阻力要求適當增大前束，制動時車輪前張()4

主銷拖距

高速回正原理

載荷變化（制動）與車輪跳動的變化

主銷拖距與撒手穩(wěn)定性

與前輪擺振xkktanRD+=x1.5、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？

計算方法1.4、主銷后傾與縱偏距kyDryFkbg5

高速回正原理定位參數(shù)必須足以克服干摩擦(殘余橫擺角速度與轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角）

轉(zhuǎn)向逆效率要低嗎？NO

減小轉(zhuǎn)向系干磨擦，減小定位角，加轉(zhuǎn)向阻尼器是近代趨勢

減?。ǖ孛嬷麂N側(cè)偏距）的意義和“負偏距”的優(yōu)點

盤式制動的必要性-地面負偏移距趨勢

小的主銷后傾角，大的內(nèi)傾角1.6、主銷定位參數(shù)的選擇與近代趨勢62.1車身穩(wěn)態(tài)位移的一般分析車身受有三種力（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P2P1NN1N22、懸架的運動學(xué)7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N8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（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：車身的垂向平動與轉(zhuǎn)動S2S2NS1S1N2N19

“縱傾中性面”的確定

車身位移

其中：中性面102.2、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)

外加輪胎變形若有橫向穩(wěn)定桿要考慮之或設(shè)計之NS1S1N2N1S2S2c懸上質(zhì)心h2h1ab11大側(cè)傾角下力矩中心的變化Z2N2S2Z1S1N1NN2cN1122.3、側(cè)傾性能小結(jié)

降低

的途徑：降低重心，提高側(cè)傾力矩中心提高側(cè)傾力矩中心的限制取決于與

132.4、其它導(dǎo)向機構(gòu)(側(cè)傾)━等效單橫臂概念“郭孔輝剛化定理”c對稱面雙橫臂14對稱面c麥弗遜懸架側(cè)傾中心15斜置溉單臂俯視（等效）俯視側(cè)視（等效）后視16復(fù)合明式懸往架側(cè)甲傾中臘心如果到扭桿壇梁靠坡近前黃鉸點夸獨立脈性好俱，但絲式側(cè)傾勞中心調(diào)低17非獨志立懸雷架側(cè)咸傾中啦心182.極5、釀車身呼縱傾中性芝面N1N1N2X2X2Z2N2N1Z1X2N192.殘6、德其它罵導(dǎo)向虧機構(gòu)━郭孔飾輝等撕效縱堪臂理叨論202.嗚7、鐘鈑簧突的導(dǎo)港向作限用側(cè)向紗反力儉作用押線取停決于隊吊耳續(xù)、卷線耳的慢剛性妥與弧鋸高一般尺在卷齊耳平到均高軋度點炭與第姿一片妖中點肉之間京，更姓靠近卷胡耳高丈度，即作為針橫向飛側(cè)傾技中心縱向扯等效潮單臂陸，由尼車輪居接地房誠點運否動學(xué)鋸確定皺。N21側(cè)傾蛛軸的呆傾角━前低所后高爽是因服為前鈔面是乞雙橫輸臂后咬面非復(fù)獨立━盡可想能提失高側(cè)脂傾中控心222.墊8、結(jié)構(gòu)末比較諒與案鍬例分咳析獨立匪懸架堅與非怖獨立振懸架蓄的特每點━側(cè)傾種力矩贏中心套的高畢度:多數(shù)叮非獨百立懸末架和淺橫單業(yè)臂獨立胞懸架騎都較歌高,其它納獨立懸鋤架(雙橫睡臂,縱單量臂,縱雙什臂等個）較蜘低━有效習彈簧炊距,獨立資懸架滑的有效斧彈簧價距等鎖于輪匹距,非獨立斷懸架強通醒常較島小,特殊布值置可六以不愛同23Be驚nz雅─6著00前懸挺架━上下欲跳動敢時主珍肖后死傾角都會紡增大━具有充明顯棵的“婚抗點害頭角望”━可安顛排所膨需要巾的側(cè)獲傾力矩中聞心高呈度（前輪頸與車暑身縱爭向的稿相對謊瞬心某）24“半脈獨立洽”縱稿單臂蠻后懸擁架━側(cè)傾藍時橫還梁中競點是倚一個拌“不動點甩”,因此吳可看恢成一愚種“輔斜置單再臂”愧卻只逢有一泳個鉸云點━橫梁講前移游“臂份長”耍增大,移至鉸點駛處徒獨縱榆單臂資。移證至輪軸睛線走臂長僅為半怠輪距（非謠獨立敞懸架賺）從1/罵1獨立描懸架~0辦.5衫/1劣~0鬧/1懸架弟（非銹獨立咳懸架脂）25三桿罪式前鈔懸架26空間惹四桿后式后蘇懸架27━虛擬禽主肖:上兩茶桿與駝下兩羨桿交棗點盡量夫接近全車輪著中心精面━縱向槽瞬心惡與橫停向瞬糕心位置暢可以測任意裕選擇━可以姐滿足,引起復(fù)的彈性鄙轉(zhuǎn)向健要求多桿個懸架━滿足偽多種源要求虛擬公主肖28菱帥歪汽車苗后四顆桿懸卷架29菱帥產(chǎn)汽車關(guān)四桿嘆式后野懸架—高不建足轉(zhuǎn)忘向的刺隨動仇轉(zhuǎn)向店性能hw中性室面縱傾色中心側(cè)傾閘中心虛擬窯主銷后拖央距虛擬弱主銷303、輪挖荷轉(zhuǎn)途移分流析3.擁1、喚縱向冶軸荷甘轉(zhuǎn)移高速預(yù)時要僅考慮河空氣雹阻力PZ2PX1PX2PZ1MgPZ2PX1PX2PZ1在坡爭道上專的軸璃荷轉(zhuǎn)駁移在驅(qū)儀動與渣制動增時的探軸荷轉(zhuǎn)移31側(cè)向代輪荷燥轉(zhuǎn)移幸的主吼要組蠢成（識時私）━彈簧筒力轉(zhuǎn)舍移（鳥靜不聰定問就題彈簧拖力轉(zhuǎn)記移取唉決于澇彈簧姥剛度愛分配,由彈解簧變雕形計刑算）━導(dǎo)向賠力轉(zhuǎn)青移（刊由作價用在雨力矩眾中心早處的筍側(cè)向振力計使算）在同六時存弱在拔與同時，寺輪荷伍應(yīng)疊洪加當境增棉大時咐大廈的軸,輪荷惹轉(zhuǎn)移慮加劇,會導(dǎo)為致側(cè)掃偏角炎急呢劇頸增大3.泛2、側(cè)瞞向輪爺荷轉(zhuǎn)坑移324、側(cè)酒傾轉(zhuǎn)鄙向4.樸1、非恢獨立劃懸架廈的側(cè)傾轉(zhuǎn)濤向鈑簧公的側(cè)般傾轉(zhuǎn)退向非獨系立懸寧架縱熔向單肺臂非獨虜立四石連桿柏懸架━求輪執(zhí)心軌怪跡和三桿伴機構(gòu)虜需求第三點龍座標CA，BdD33獨立酒縱單揉臂━水平許軸前后擾移動豆不產(chǎn)壩生轉(zhuǎn)懲角━非水寫平軸“八嶼”字摧軸的蹲不足柏轉(zhuǎn)向續(xù)性橫向澇單臂捷和斜踢單臂畢獨立數(shù)懸架━側(cè)傾唇轉(zhuǎn)向歪性、擴等效留臂長━鉸軸幅的垂賄直分呈量前獨次立懸艦架與葉轉(zhuǎn)向叛桿系還的干你涉籍轉(zhuǎn)向多桿貨機構(gòu)嶺的桿擇涉轉(zhuǎn)使向等效傍簡化艷原理4.龍2、獨找立懸棋架的罰側(cè)傾熟轉(zhuǎn)向q等效系統(tǒng)xq34轉(zhuǎn)向日系彈佩性引從起的肆附加藥轉(zhuǎn)角導(dǎo)向家系彈似性引斃起的已附加個轉(zhuǎn)向獨立醬縱臂踢與斜諒單臂序后懸堤架的傲側(cè)向善力轉(zhuǎn)莫向傾謠向側(cè)向賽力導(dǎo)淹致輪璃胎側(cè)始傾yFsykxaC/)FD(x+=dyFzF5、側(cè)取向力甲轉(zhuǎn)向xDkxanddd+=Fy2Fy135隨動宰轉(zhuǎn)向損后懸貿(mào)架—逆向滾彈性養(yǎng)轉(zhuǎn)向桑塔妹那的蛙后懸饅架富康坑的隨裕動轉(zhuǎn)源向后丘懸架36剎車艦轉(zhuǎn)舵漁問題:太大盤式提制動墓的優(yōu)芹點縱向榆力引箏起車變輪側(cè)癥傾AB沫S引起勸的轉(zhuǎn)慈向擾閱動DY悅C引起怖的轉(zhuǎn)浙向擾景動多桿浩懸架制動殖時的趨板簧吸卷曲6、縱萬向力漆轉(zhuǎn)向ρ<滋0ρ37制動傘時的鐮板簧艘卷曲造成書制動誘轉(zhuǎn)向6、縱申向力剃轉(zhuǎn)向38━加大隱前拉孝桿的項柔性,使后醉輪在凡側(cè)向因力作白用下賄產(chǎn)生屈向內(nèi)蜜轉(zhuǎn)向套角━通過瞇彈性婦轉(zhuǎn)角柿來抵音消側(cè)肅偏角,以提轟高后星輪有雜效側(cè)貝偏剛俯度━可以啦設(shè)計胡虛擬帝主肖武位置,引起配適當?shù)膹椇硇赞D(zhuǎn)鏟向以偉增進稿制動鮮穩(wěn)定捕性多桿襪隨動求轉(zhuǎn)向象后懸紡架V虛擬盞主肖.397、輪對胎特半性與序穩(wěn)態(tài)砍轉(zhuǎn)向拜特性*ya1da)(d.LvGy2120-?d-d=kVy212cda)(d/Lvd-d-=L121d-d2VR1ded21d-dya中性樸轉(zhuǎn)向停點1d2d'1d-臨界里車速壯開環(huán)皆增益時不穩(wěn)按定:-U.搞Sy21ad-d過度捕轉(zhuǎn)向顯區(qū)40影響狀穩(wěn)態(tài)岔轉(zhuǎn)向醉特性針的因舟素輪胎伍特性融與穩(wěn)吃態(tài)轉(zhuǎn)想向特焦性穩(wěn)態(tài)近轉(zhuǎn)向己特性圣轉(zhuǎn)折培的原記因–側(cè)傾抗剛度班比–側(cè)傾舊力矩寫中心震高度–隨皮的侵而–輪胎殘側(cè)偏壇特性射的飽盾和–驅(qū)動休力對叫飽和提的影珠響–制動衣力分住配41改善授穩(wěn)態(tài)英轉(zhuǎn)向襯特性最的措船施輪胎億特性傳與穩(wěn)齡態(tài)轉(zhuǎn)叨向特愚性–前置梯橫向住穩(wěn)定蘆器–后非紛獨立遮懸架Bs2–后非雜獨立膚懸架維板簧后下置–后板侮簧前吩低后浮高–后非灘獨立鋤中心兼彈簧–老Be甲nz的后郵懸架招：h2,中心嗽彈簧42–蔑“隨動考轉(zhuǎn)向誘”–后懸占架的早反穩(wěn)唯定桿輪胎廁特性祝與穩(wěn)娘態(tài)轉(zhuǎn)悟向特賞性43v8、汽車收操縱諒動態(tài)寄響應(yīng)干的基孕本分徐析二自探由度醉角輸路入運困動（線即性模鹿型）運動零模型鞏與座晌標XY招Z固定棟于汽膚車重果心)r(+b?&側(cè)偏畏角：2vv2yPb絕對臘座標d1y1yPy2dLbaj1dYXvxv44二自比由度瘡角輸堅入運擦動微分隆方程兩、傳紋遞函援數(shù)其中拉氏變屋換得后傳遞挺函數(shù)451)(Rew)(wq相位s/m10=s/m10=rG/)j(rwdd/r)RI(tem1g-=q)