汽车设计第六章悬架设计.ppt

◆扭杆都作过预扭处理，以消除残余变形。扭杆的工作方向必须与预扭方向一致。所以扭杆上有“左”、“右”记号，装车时，不能搞反。 ◆如果扭转刚度不足，采用多杆结构。 （2）扭杆的有效长度 扭杆的有效长度、直径决定扭杆的扭转刚度。而扭转刚度又决定了悬架的刚度C。 （6-22） Cn：扭转刚度 G：切变模量 ★因此，本人认为有必要导出扭转刚度Cn与悬架（垂向）刚度C的关系。以下推导见《汽车设计》（刘惟信），大家了解即可。 F：扭杆上作用力 α：力F作用下扭杆臂相对基准线转过的角度 β：载荷为0时，扭杆臂相对基准线的角度 故； 因此： f：在F作用下，扭杆臂端点相对基准线的位移 至于，扭杆的过渡端、花键、端部等尺寸，自己看书 三、空气弹簧（略） §6-5 独立悬架导向机构设计 一、设计要求 见书P200讲解 二、导向机构的布置参数 本节以较常用的双横臂式（主要用于前悬架）和麦弗逊式为例。 1.侧倾中心 （1）双横臂式独立悬架侧倾中心 汽车纵向中心 （用作图法） ① 将上、下横摆臂内外转动点的连线延长，得到极点P。 ② 将P点与车轮接地点N连接，PN与汽车纵向中心线的交点W即为侧倾中心 侧倾中心高度 （6-29） 式中： 当横摆臂相互平行，P点位于无穷远处。作与其平行的通过N点的线，也得侧倾中心W （2）麦弗逊式独立悬架的侧倾中心 ① 由悬架与车身的固定连接点E作活塞杆运动的垂直线，并与下横臂的延长线相交，交点P即为极点。 ② 将P点与车轮接地点N连接，PN与汽车中轴线交点W即为侧倾中心 侧倾中心高度 （6-27） 式中 ①侧倾轴线大致与地面平行：这是为了使得在曲线行驶时，前、后轴上的轴荷变化接近相等，从而保证中性转向特性。 2.侧倾轴线 在独立悬架中，汽车前、后部侧倾中心的连线称为侧倾轴线， 对侧倾轴线的要求： ②侧倾轴线尽可能离地面高些：为了使车身的侧倾限制在允许范围内。 3.纵倾中心 （1）双横臂式独立悬架纵倾中心 两横臂转动轴C和D的延长线交点O，即为纵倾中心 （2）麦弗逊式独立悬架纵倾中心 由E点作减振器运动方向的垂直线，该垂直线与横臂轴D延长线的交点O，即为纵倾中心。 4.抗制动纵倾性（抗制动前俯角） （1）抗制动纵倾性设计目的 可限制汽车制动时的车头下沉和车尾抬高。 （2）抗制动纵倾性设计的前提条件 抗制动纵倾性设计只能在前、后悬架的纵倾中心位于两根车桥中间时，这一设计才能实现 （3）钢板弹簧悬架的纵倾中心 对于如图6-42，前悬为双横臂式独立悬架，后悬为钢板悬架。前悬的纵倾中心为O1，而后悬的纵倾中心近似位于钢板弹簧前卷耳中心O2。 ◆前、后轮负荷的增、减量 △G=Fj×h/L。Fj使前、后轮上的载荷转移后，在 前后轮上要产生负荷增减。注意前后轮的方向不一致。 （4）汽车制动时受到的动态力分析 ◆惯性力Fj=mj j:汽车制动减速度 图6-42没有给出汽车停止时，重力及两个轮的支点反力， 这里只讨论制动时有所变化的力的关系。 ◆前后轮制动力 FB1、FB2；总制动力FB，且FB=Fj ◆前、后弹簧附加力△F1=C1△f1, △F2=C2 △f2。在Fj作用下，汽车产生前俯后仰，前弹簧压缩△f1，后弹簧伸张△f2，故在弹簧上产生附加力。C1、C2为前后弹簧刚度。 则 ； （6-28） β:制动力分配系数 （5）求△f1、 △f2 按图示受力分析，对O1、O2取力矩平衡 （6-29） （6-30） ：车轮制动时，希望通过各自悬架的弹性恢复力平衡各自 悬架处的俯仰，所以，将各自车轮处的车轮受力与各自悬架的弹性恢复力进行平衡。 △f1、 △f2是反映车身制动前俯程度的值，该两值除与总布置参数（如h、L、L1、L2）、制动力FB、分配系数β、悬架刚度C，等有关外，主要取决于纵倾中心位置O1、O2（涉及参数有：d1、e1、d2、e2） 联立式（6-28）、 （6-29）、 （6-30），得： （6-31） （6）无前俯设计 △f1=0，由式（6-31）得： 若发生前俯，则△f1＞0 （6-32） （6-33） 通过上述分析，当h、L、β等参数已定，工程师们可以通过选择悬架纵倾中心位置来获得预期的抗前俯效果，这就是抗制动纵倾性设计。从现有的设计方案看，尚无一款车能达到△f1=0的设计（无前俯），这主要是悬架设计还要考虑尽量减少车轮传到车身上的冲击力，两者有一定矛盾。因此，采用抗前俯率来描述这个矛盾的调和。 （7）抗前俯率 抗前俯率设计是为了解决：悬架既要保证抗车轮对车架的冲击，而需要的一定柔韧性，又要保证抗前俯所需要的刚性。两者兼顾的设计方法是： 据（6-33） 故有： 抗前俯率 对乘用车，一般取ηd=50%~70%