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汽车悬架设计与底盘平台相关技术  郭 孔 辉 2004. 8. 2003 年 11 月于清华 汽车悬架设计与底盘平台相关技术  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 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”？ §2. 车身稳态位移的一般分析 §2. 车身侧倾 §6. 其它导向机构 ━ 等效纵臂概念 §7. 钣簧的导向作用 §8. 结构比较与案例分析 二、轮荷转移分析 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 §2.独立悬架的侧倾转向 ? 主销拖距 ? 高速回正原理 ? 载荷变化（制动）与车轮跳动 的变化 ? 主销拖距与撒手稳定性 ? 与前轮摆振 ? 高速回正原理定位参数必须足以克服干摩擦 (残余横摆角速度与转向盘转角） ? 转向逆效率要低吗？ ? 减小转向系干磨擦，减小定位角，加转向阻 尼器是近代趋势 ? 减小 （地面主销侧偏距）的意义和“负偏 距”的优点 ? 盘式制动的必要性 七、轮胎特性与稳态转向特性 临界车速 开环增益 八、汽车操纵动态响应的基本分析 二自由度角输入运动 （线性模型） 运动模型与座标 二自由度角输入运动 悬架与操纵性—底盘平台设计的灵魂  郭 孔 辉 2004. 3. 吉大 2003 年 11 月于清华 悬架与操纵性—底盘平台设计的灵魂 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 前悬架的逆向弹性转向： 减少转向系弹性转角， 提高转向系有效刚性 Fy V 马自达M6前悬架:上高位球头肖下双球头构成中心主销 马自达M6后悬架: E型多杆后悬架,满足行李箱和运动学多种要求 垂直运动像双横臂 制动时像单纵臂并稍有前束 转弯时有适度随动转向 后置螺旋簧增大了行李箱 ?刹车转舵问题:?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 ρ0 ρ 弹簧偏置是为了使消除减震器侧向力 ρ ?制动时的板簧卷曲 造成制动转向 纵向力转向 ━ 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 V 虚擬主肖 . k d k x ( 外张） g y F ( 外向 ) g g z M kx D §1 .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 k b g 六、车轮定位 kx D ky D r y F k b g §2.车轮外倾与轮胎侧倾特性 ?外倾因载荷、制动与跳动而改变 ?轮胎侧倾特性：侧向力与反回正力矩 ?外倾原因:“传统”,间隙，弹性，路拱 §3.前束与轮胎侧偏特性 ?前束原因:平衡外倾 ?载荷变化与车轮跳动时前束的变化 ?干涉转向 ?干涉转向的合理值 ?滚动阻力要求适当增大前束，制动 时车轮前张( ) xk k tan R D + = x §4．主销后倾与纵偏距 ky D r y F k b g ?k Dxk §5．主销内倾与侧偏距 ? 低速回正性 作用的消失 ? 重力弹簧 ? 回正力距与 还是 成比例？ ? 计算方法 ky D r y k b g ?k Dxk §6．主销定位参数的选择与近代趋势 * y a 1 da ) ( d . L v G y 2 1 2 0 - ? d - d