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汽车悬架设计理论与相关技术 郭孔辉 雷雨成 2004 年 6 月 1、车轮定位 2、悬架的运动学、车身的侧倾与纵倾 3、轮荷转移 4、侧倾转向 5、侧向力转向 6、纵向力转向 7、轮胎特性与稳态转向特性 8、汽车操纵的瞬态响应 ? 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？NO ? 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-地面负偏移距趋势 ? 小的主销后倾角，大的内倾角 2.1 车身稳态位移的一般分析 2.2、 车身侧倾 复合式悬架侧倾中心 非独立悬架侧倾中心 2.6、 其它导向机构 ━ 郭孔辉等效纵臂理论 2.7、 钣簧的导向作用 2.8、 结构比较与案例分析 三杆式前悬架 空间四杆式后悬架 菱帅汽车四杆式后悬架 —高不足转向的随动转向性能 3、轮荷转移分析 4、侧倾转向 4.1、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 4.2、独立悬架的侧倾转向 7、轮胎特性与稳态转向特性 临界车速 开环增益 8、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 3.1、 纵向轴荷转移 高速时要考虑空气阻力 PZ2 PX1 PX2 PZ1 Mg PZ2 PX1 PX2 PZ1 在坡道上的轴荷转移 在驱动与制动时的轴荷 转移 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） 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 3.2、侧向轮荷转移 C A ， B d D ? 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 ?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 q 等效系统 x q ?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 y F s y k x a C / ) F D ( x + = d y F z F 5、侧向力转向 x D k x a n d d d + = Fy2 Fy1 ? 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 ?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 6、纵向力转向 ρ0 ρ ?制动时的板簧卷曲 造成制动转向 6、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 . * y a 1 da ) ( d . L v G y 2 1 2 0 - ? d - d = k V y 2 1 2 c da ) ( d / L v d - d - = L 1 2 1 d - d 2 V R 1 d e d 2 1 d - d y a 中性转向点 1 d 2 d 1 d - 时 不稳定: - U.S y 2 1 a d - d 过度转向区 影响稳态转向特性的因素 轮胎特性与稳态转向特性 稳态转向特性转折的原因 – 侧倾刚度比 – 侧倾力矩中心高度 – 随