典型獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性對(duì)比與分析

典型獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性對(duì)比與分析

懸吊運(yùn)動(dòng)學(xué)特征是隨著車輪重量的變化而變化的一些懸吊參數(shù)，這與懸掛導(dǎo)向機(jī)構(gòu)有關(guān)。這些參數(shù)的變化會(huì)導(dǎo)致車輪的地面固定性能和滾動(dòng)趨勢(shì)，從而影響車輛的動(dòng)態(tài)、動(dòng)態(tài)和動(dòng)態(tài)于車輛。因此，我們希望這些參數(shù)的變化盡可能小。1各懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真建模常見的獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示.在參考有關(guān)文獻(xiàn)(1)設(shè)定各懸架的車輪行程同為250mm.(2)各懸架的下橫臂或虛擬下橫臂同為水平放置,轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向與x軸平行,y,z方向坐標(biāo)相同,雙橫臂式懸架、四連桿式懸架的上橫臂和五連桿式懸架的虛擬上橫臂的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線方向與x軸平行,在y方向坐標(biāo)相同.(3)在滿載平衡位置時(shí),各懸架的車輪外傾角、車輪前束角,主銷后傾角或虛擬主銷后傾角相同,主銷內(nèi)傾角或虛擬主銷內(nèi)傾角及主銷偏移距相同,以及車輪接地點(diǎn)坐標(biāo)相同.作者利用Pro/Engineer對(duì)上述4種懸架進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析,仿真建模所用的各關(guān)鍵點(diǎn)坐標(biāo)如表1所示.2不同獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)參數(shù)隨車輪行程s的變化特性影響懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)主要有車輪外傾角β、車輪前束角δ、車輪側(cè)滑量Δb和側(cè)傾中心高度變化量Δh.下面將對(duì)不同獨(dú)立懸架的這些結(jié)構(gòu)參數(shù)隨車輪行程s變化的規(guī)律進(jìn)行比較.2.1上支點(diǎn)垂直方向乘子確定麥弗遜式懸架的下橫臂布置對(duì)車輪外傾角、車輪側(cè)滑量及側(cè)傾中心高度的變化影響較大;轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開點(diǎn)的坐標(biāo)對(duì)車輪前束角變化影響較大,對(duì)主銷內(nèi)傾角的影響一般,對(duì)主銷后傾角的影響較小.受發(fā)動(dòng)機(jī)艙高度限制,懸架上支點(diǎn)的位置不能太高.得到的上支點(diǎn)垂直方向坐標(biāo)對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的影響和仿真分析結(jié)果如圖2、表2所示.考慮工程實(shí)際,取麥弗遜式懸架上支點(diǎn)垂直坐標(biāo)為1400mm時(shí)的仿真結(jié)果作為對(duì)比數(shù)據(jù).2.2雙橫臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸線橫向坐標(biāo)的仿真分析雙橫臂式懸架的上、下橫臂布置對(duì)車輪外傾角、車輪側(cè)滑量及側(cè)傾中心高度的變化影響較大;轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開點(diǎn)的坐標(biāo)對(duì)車輪前束角的變化影響較大,對(duì)主銷內(nèi)傾角的影響一般,對(duì)主銷后傾角的影響較小.雙橫臂式懸架多為不等長(zhǎng)式,改變上橫臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的橫向坐標(biāo)可以改變上下橫臂長(zhǎng)度比.得到的上橫臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸線橫向坐標(biāo)對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的影響和仿真分析結(jié)果如圖3、表3所示.考慮工程實(shí)際,取上橫臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的橫向坐標(biāo)值為268.5mm時(shí)的仿真結(jié)果作為對(duì)比數(shù)據(jù).2.3上橫臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸線橫向坐標(biāo)變化對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的影響四連桿式懸架的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的影響與雙橫臂式大體相似.得到的上橫臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸線橫向坐標(biāo)變化對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的影響和仿真分析結(jié)果如圖4、表4所示.考慮工程實(shí)際,取上橫臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的橫向坐標(biāo)值為318.5mm時(shí)的仿真結(jié)果作為對(duì)比數(shù)據(jù).2.4虛擬上橫臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸線橫向坐標(biāo)變化對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的影響五連桿式懸架的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的影響與四連桿式懸架大體相似.但五連桿式懸架的C′,C″兩點(diǎn)橫向坐標(biāo)值可小于四連桿式懸架的C點(diǎn)的值,故兩者的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性并不相同.仿真得到虛擬上橫臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸線橫向坐標(biāo)變化對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的影響和仿真分析結(jié)果如圖5、表5所示考慮工程實(shí)際,取虛擬上橫臂轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的橫向坐標(biāo)值為268.5mm時(shí)的仿真結(jié)果作為對(duì)比數(shù)據(jù).3麥弗遜式懸架從結(jié)果中選定對(duì)比數(shù)據(jù)列表如表6所示.可以看出:(1)各懸架均可以通過優(yōu)化獲得小于1°的車輪外傾角變化量.其中五連桿式懸架最小,四連桿式和雙橫臂式懸架次之,麥弗遜式懸架再次.(2)各懸架均可以通過優(yōu)化獲得小于0.1°的車輪前束角變化量;各懸架均可以通過調(diào)整獲得小于13mm的車輪側(cè)滑變化量.其中雙橫臂式懸架最小,五連桿式和四連桿式懸架次之,麥弗遜式懸架再次.(3)雙橫臂式、五連桿式和四連桿式懸架均可以通過優(yōu)化獲得小于50mm的車身側(cè)傾中心變化量.麥弗遜式懸架的車身側(cè)傾中心變化量較大.(4)麥弗遜式懸架占用的橫向空間較小,四連桿式懸架次之,五連桿式和雙橫臂式懸架再次.4不同形式懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性通過比較分析各懸架仿真結(jié)果,得到以下結(jié)論.(1)一般懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)滿足:在車輪行程不大于250mm時(shí),車輪外傾角變化量小于1°,車輪前束角變化量小于0.1°,車輪側(cè)滑量小于1