1、郭孔辉2003年2月底盘平台设计的灵魂悬架与相关技术PDF created with pdfFactory trial version 底盘平台设计的灵魂悬架与相关技术一、悬架的运动学、车身的侧倾与纵倾二、轮荷转移三、侧倾转向四、侧向力转向五、纵向力转向六、车轮定位七、轮胎特性与稳态转向特性八、汽车操纵的瞬态响应PDF created with pdfFactory trial version 一、悬架的运动学1. 传统的侧倾中心(R.C.)概念及其局限性 “单摆”模型不能解释车身的垂向运动（Jacking effect） 非独悬架的R.C. 纵倾是否也有“摆动中心”？PDF created
2、with pdfFactory trial version 2. 车身稳态位移的一般分析 车身受有三种力（达朗贝尔概念）1. 重心处的重力与惯性力2. 导向杆系的导向力3. 弹性元件的弹簧力gMmMg3NP2P11N2NMgmMgmNyeN1 N2PDF created with pdfFactory trial version 等效系统,将弹簧力简化到车轮接地点(杠杆比为1) 处,目的:便于确定有效导向力的方向与大小初始弹簧力与重力抵消便于由弹簧变形和轮距(轴距)来确定车身位移MgmMgmNyePDF created with pdfFactory trial version 弹簧力的确
3、定三种力相平衡弹簧力必等于惯性力与导向力的总和对于等效系统确定了导向力就等于确定了弹簧力确定了弹簧力就等于确定了车身倾角 导向力的分解与“力矩中心”导向力合力未必水平在“中性面”处分解的意义：车身的垂向平动与转动S2S2MgmMgmNyeS1S1N2N1PDF created with pdfFactory trial version “中性面”的确定 车身位移其中：Lkk ka2121 +=qq=qCMki/NZ z =De.mge.MgM q+m=q22211 1bKaKC +=q中性面MgmMghNZNN1K 2K1a 2aPDF created with pdfFactory tri
4、al version 2. 车身侧倾l通常对称面就是中性面l由单侧导向力方向可确定 (整车)ll外加轮胎变形l若左右载荷与弹簧刚度不对称?( ) 1Mge/CMgeCeyM0yey0yy0yy -m=-=q qq &0yeMgmMgmNyeS1S1N2N1 S2S2c悬上质心0yeh2h1a b1c 2cPDF created with pdfFactory trial version 3.侧倾性能小结yy&q0yy0yy MgeCeyM-=q q &yCq=q）(B.2k）（B.2ky2e2eeC 独立悬架非独立悬架yel降低 的途径：降低重心，提高力矩中心l提高侧倾力矩中心的限制yel 取
5、决于与llsBeBsBeBPDF created with pdfFactory trial version lBenz600前悬架上下跳动时主肖后倾角都会增大具有明显的“抗点头角”可安排所需要的侧倾力矩中心高度2YZP1YZP12（前轮与车身纵向的相对瞬心）2XZp1XZp2XZpka1YZp2YZp1YZp1XZp1r2r1XZp22YZpPDF created with pdfFactory trial version l“半独立”纵单臂后悬架侧倾时横梁中点是一个“不动点”,因此可看成一种“斜置单臂”却只有一个铰点横梁前移“臂长”增大,移至铰点处独纵单臂。移至轮轴线 臂长为半轮距（非独立
6、悬架）PDF created with pdfFactory trial version 虚擬主肖:上两杆与下两杆交点尽量接近车轮中心面纵向瞬心与横向瞬心位置可以任意选择可以满足 , 引起的弹性转向要求=多杆悬架满足多种要求xF yFxZPYZPYZP1Y2Y虚擬主肖PDF created with pdfFactory trial version 二、轮荷转移分析1. 纵向轴荷转移l为何不能用侧向分析法？不对称PZ2PX1 PX2PZ1MgPZ2PX1PX2PZ1l在坡道上的轴荷转移l在驱动与制动时的轴荷转移MgmaPDF created with pdfFactory trial vers
7、ion =侧向轮荷转移的主要组成（ 时）弹簧力转移（静不定问题弹簧力转移取决于弹簧刚度分配,由弹簧变形计算）导向力转移（由作用在力矩中心处的侧向力计算）高速时要计算空气力的作用=在同时存在 与 时，轮荷应叠加=当 增大时大的轴,轮荷转移加剧,会导致侧偏角急剧增大0X =&X& Y&yeY&2.侧向轮荷转移PDF created with pdfFactory trial version 三、侧倾转向1.非独立悬架的侧倾转向=钣簧的侧倾转向=非独立悬架纵向单臂=非独立四连杆悬架求轮心轨迹和三杆机构需求三点座标CA，Bd2r43fDD xPDF created with pdfFactory tr
8、ial version 4.其它导向机构(侧倾)等效单横臂概念“刚化定理”c YZP对称面cYZPcYZP对称面cPDF created with pdfFactory trial version 斜置单臂俯视（等效）YZr俯视yUxU侧视（等效）YZrXZr后视 xUYZrXZryUPDF created with pdfFactory trial version 5. 车身纵倾中性面N1N2X2Z2N2N1Z1X2xe212kkk+xxxx MgeCe.xM-= qq&NPDF created with pdfFactory trial version =大侧倾角下力矩中心的变化Z2N2S
9、2Z1S1N1NN2c yeMgmN1PDF created with pdfFactory trial version 6. 其它导向机构 等效纵臂概念xUxZPxUxZPPDF created with pdfFactory trial version 7. 钣簧的导向作用l侧向反力作用线取决于吊耳、卷耳的刚性与弧高l一般在卷耳平均高度点与第一片中点之间，更靠近卷耳高度l纵向等效单臂，由车轮接地点运动学确定。Nye2rh =L43=rPDF created with pdfFactory trial version l侧倾轴的倾角 前低后高是因为前面是双横臂后面非独立驱动桥的侧倾中心不可太
10、高（影响转弯时的驱动力）C1C2rqPDF created with pdfFactory trial version 8. 结构比较与案例分析l独立悬架与非独立悬架的特点 侧倾力矩中心的高度:多数非独立悬架和横单臂独立悬架都较高, 其它独立悬架(双横臂, 纵单臂,纵双臂等）较低有效弹簧距, 独立悬架的有效弹簧距等于轮距, 非独立悬架 通常较小,特殊布置可以不同eBeBsBeBPDF created with pdfFactory trial version = 独立纵单臂水平轴前后移动不产生转角 非水平轴“八”字轴的不足转向性=横向单臂和斜单臂独立悬架 侧倾转向性、等效臂长 铰轴的垂直分量=
11、前独立悬架与转向杆系的干涉转向=多杆机构的杆涉转向等效简化原理2.独立悬架的侧倾转向q等效系统xqZqPDF created with pdfFactory trial version =转向系弹性引起的附加转角=导向系弹性引起的附加转向=独立纵臂与斜单臂后悬架的侧向力转向倾向=侧向力导致轮胎侧倾yFsykxa C/)FD( x+=dyFzF四、侧向力转向xDkxan ddd +=Fy2 Fy1PDF created with pdfFactory trial version =随动转向后悬架 逆向弹性转向=桑塔那的后悬架=富康的随动转向后悬架yFyFPDF created with pdfF
12、actory trial version =刹车转舵问题:r太大=盘式制动的优点=纵向力引起车轮侧倾=ABS引起的转向扰动=DYC引起的转向扰动=多杆悬架=制动时的板簧卷曲五、纵向力转向0 PDF created with pdfFactory trial version =制动时的板簧卷曲造成制动转向五、纵向力转向PDF created with pdfFactory trial version 加大前拉杆的柔性, 使后轮在侧向力作用下产生向内转向角通过弹性转角来抵消侧偏角, 以提高后轮有效侧偏刚度可以设计虚擬主肖位置,引起适当的弹性转向以增进制动稳定性=多杆随动转向后悬架xFyFxZPV虚擬主肖.PDF created with pdfFactory trial version kdkx(外张）gyF (外向)ggzMkxD1 .车轮定位参数车轮前束 toe车轮外倾主销后倾主销内倾主销纵偏距主销侧偏距kbg六、车轮定位kxDxyDkakyDryF kbgPDF created with pdfFactory trial version
