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平板
清障车
设计
- 资源描述：
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平板式清障车的设计,平板,清障车,设计
- 内容简介：
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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、车身的侧倾与纵倾一、悬架的运动学、车身的侧倾与纵倾一、悬架的运动学、车身的侧倾与纵倾一、悬架的运动学、车身的侧倾与纵倾二、轮荷转移二、轮荷转移二、轮荷转移二、轮荷转移三、侧倾转向三、侧倾转向三、侧倾转向三、侧倾转向四、侧向力转向四、侧向力转向四、侧向力转向四、侧向力转向五、纵向力转向五、纵向力转向五、纵向力转向五、纵向力转向六、车轮定位六、车轮定位六、车轮定位六、车轮定位七、轮胎特性与稳态转向特性七、轮胎特性与稳态转向特性七、轮胎特性与稳态转向特性七、轮胎特性与稳态转向特性八、汽车操纵的瞬态响应八、汽车操纵的瞬态响应八、汽车操纵的瞬态响应八、汽车操纵的瞬态响应PDF created with pdfFactory trial version 一、一、一、一、悬架的运动学悬架的运动学悬架的运动学悬架的运动学 1. 传统的侧倾中心传统的侧倾中心(R.C.)概念及其局限性概念及其局限性 “单摆单摆”模型不能解释车身模型不能解释车身的垂向运动（的垂向运动（Jacking effect） 非独悬架的非独悬架的R.C. 纵倾是否也有纵倾是否也有“摆动中心摆动中心”？PDF created with pdfFactory trial version 2. 2. 车身稳态位移的一般分析车身稳态位移的一般分析车身稳态位移的一般分析车身稳态位移的一般分析 车身受有三种力（达朗贝尔概念）车身受有三种力（达朗贝尔概念）1. 重心处的重力与惯性力重心处的重力与惯性力2. 导向杆系的导向力导向杆系的导向力3. 弹性元件的弹簧力弹性元件的弹簧力gMMg3NP2P11N2NMgMgNyeN1N2PDF created with pdfFactory trial version 等效系统等效系统,将弹簧力简化将弹簧力简化 到车轮接地点到车轮接地点(杠杠杆杆比为比为 1) 处处,目目的的: 便于确 便于确定有效导向力的定有效导向力的方方向与向与大小大小 初始 初始弹簧力与重力弹簧力与重力抵消抵消 便于由 便于由弹簧弹簧变形和变形和轮轮距距(轴距轴距)来确来确定车身位移定车身位移MgMgNyePDF created with pdfFactory trial version 弹簧力的弹簧力的确确定定 三种力三种力相平衡相平衡 弹簧力弹簧力必必等等于于惯性力与导向力惯性力与导向力的的总和总和对于对于等效系统等效系统确确定定了了导向力导向力就就等等于确于确定定了了弹簧力弹簧力确确定定了了弹簧力弹簧力就就等等于确于确定定了了车身倾车身倾角角 导向力的分解与导向力的分解与“力力矩矩中心中心”导向力导向力合合力力未必水平未必水平在在“中性中性面面”处分解的处分解的意义：意义：车身的垂向车身的垂向平平动与转动动与转动S2S2MgMgNyeS1S1N2N1PDF created with pdfFactory trial version “中性中性面面”的的确确定定 车身位移车身位移其中其中：Lkkka2121+=CMki/NZz=e.mge .MgM+=222111bKaKC+=中性面MgMghNZNN1K2K1a2aPDF created with pdfFactory trial version 2. 车身侧倾车身侧倾l通常对称面就通常对称面就是中性是中性面面l由由单侧导向力单侧导向力方方向向可确可确定定(整整车车)ll外加外加轮胎轮胎变形变形l若左右载若左右载荷与弹簧荷与弹簧刚度刚度不不对称对称?()1Mge/CMgeCeyM0yey0yy0yy=&0yeMgMgNyeS1S1N2N1S2S2c悬上质心悬上质心0yeh2h1ab1c2cPDF created with pdfFactory trial version 3.侧倾性能小结侧倾性能小结yy&0yy0yyMgeCeyM=&yC=）(B.2k）（B.2ky2e2eeC独立悬架独立悬架非独立悬架非独立悬架yel 降低降低的的途径：降低途径：降低重心重心， 提高， 提高力力矩矩中心中心l 提高提高侧倾力侧倾力矩矩中心的中心的 限限制制yel取决于与llsBeBsBeBPDF created with pdfFactory trial version lBenz600前前悬架悬架 上下跳上下跳动动时主肖后时主肖后倾倾角角都会增大都会增大 具 具有有明显明显的的“抗抗点点头角头角” 可安排所需要 可安排所需要的侧倾力的侧倾力矩矩中心中心高度高度2YZP1YZP12（前轮与车身纵（前轮与车身纵向的相对瞬心）向的相对瞬心）2XZp1XZp2XZpk1YZp2YZp1YZp1XZp121XZp22YZpPDF created with pdfFactory trial version l“半半独独立立”纵单纵单臂后臂后悬架悬架 侧倾侧倾时横梁时横梁中点是一中点是一个个“不不动点动点”,因此可看成因此可看成一种一种“斜斜置置单单臂臂”却只却只有一有一个个铰铰点点 横梁前 横梁前移移“臂臂长长”增大增大,移移至至铰铰点处独纵单点处独纵单臂臂。移移至至轮轮轴轴线线臂臂长长为半为半轮轮距距（非独（非独立立悬架）悬架）PDF created with pdfFactory trial version 虚虚擬擬主肖主肖:上上两两杆与杆与下下两两杆杆交交点点尽量尽量接接近近车轮中心车轮中心面面 纵向瞬心与纵向瞬心与横横向瞬心向瞬心位位置可置可以任以任意意选择选择 可 可以满足以满足, 引起引起的的弹性转向弹性转向要要求求=多多杆悬架杆悬架满足多满足多种种要要求求xFyFxZPYZPYZP1Y2Y虚擬主肖PDF created with pdfFactory trial version 二、轮荷转移分析二、轮荷转移分析1. 纵向纵向轴轴荷转移荷转移l为为何何不能不能用用侧向分析侧向分析法法？ 不不对称对称PZ2PX1PX2PZ1MgPZ2PX1PX2PZ1l在在坡道坡道上上的的轴轴荷转移荷转移l在在驱驱动与动与制制动动时时的的轴轴荷荷 转移转移MgPDF created with pdfFactory trial version =侧向轮荷转移的主要组成（侧向轮荷转移的主要组成（时）时） 弹簧力转移（静不定问题 弹簧力转移（静不定问题 弹簧力转移取决于弹簧刚度分配弹簧力转移取决于弹簧刚度分配,由弹簧变形计算）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） 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 高速时要计算空气力的作用=在同时存在在同时存在与与时，轮荷应叠加时，轮荷应叠加=当增大时大的轴当增大时大的轴,轮荷转移加剧轮荷转移加剧,会导致侧偏角急会导致侧偏角急剧增大剧增大0X =&X&Y&yeY&2.侧向轮荷转移侧向轮荷转移PDF created with pdfFactory trial version 三、侧倾转向三、侧倾转向 1.非独立悬架的侧非独立悬架的侧 倾转向倾转向 =钣簧的侧倾转向钣簧的侧倾转向 =非独立悬架纵向单臂非独立悬架纵向单臂 =非独立四连杆悬架非独立四连杆悬架 求轮心轨迹和 求轮心轨迹和 三杆机构需求三点座标三杆机构需求三点座标CA，B2r43 xPDF created with pdfFactory trial version 4.其其它它导向导向机构机构(侧倾侧倾)等效单等效单横臂横臂概念概念“刚刚化定化定理理”cYZP对称面对称面cYZPcYZP对称面对称面cPDF created with pdfFactory trial version 斜置斜置单单臂臂俯视俯视（等（等效）效）YZ俯视俯视yUxU侧视侧视（等（等效）效）YZXZ后视后视xUYZXZyUPDF created with pdfFactory trial version 5. 5. 车身纵倾车身纵倾车身纵倾车身纵倾中性面中性面N1N1N2X2X2Z2N2N1Z1X2xe212kkk+xxxxMgeCe .xM=&NPDF created with pdfFactory trial version =大侧倾角下力矩中心的变化大侧倾角下力矩中心的变化Z2N2S2Z1S1N1NN2cyeMgN1PDF created with pdfFactory trial version 6. 其其它它导向导向机构机构 等效纵等效纵臂臂概念概念xUxZPxUxZPPDF created with pdfFactory trial version 7. 钣钣簧的导向簧的导向作用作用l侧向侧向反反力力作用线取决作用线取决于于吊耳吊耳、卷耳卷耳的的刚刚性与性与弧弧高高l一般一般在在卷耳卷耳平平均均高度高度点与点与第第一一片片中点中点之间之间，更靠更靠 近卷耳近卷耳高度高度l纵向等效单纵向等效单臂，由臂，由车轮接地点运动学车轮接地点运动学确确定定。Nye2rh =L43=PDF created with pdfFactory trial version l侧倾侧倾轴轴的倾的倾角角 前低后高前低后高是是因为前面因为前面是是双双横臂后面横臂后面非独非独立立 驱驱动动桥桥的侧倾中心不的侧倾中心不可可太太高高（影影响转响转弯弯时时的的驱驱动动力）力）C1C2rPDF created with pdfFactory trial version 8. 8. 结结构构比比较较与与案例案例分析分析结结构构比比较较与与案例案例分析分析l独独立立悬架与非独悬架与非独立立悬架的特点悬架的特点 侧倾力侧倾力矩矩中心的中心的高度高度:多数多数非独非独立立悬架悬架和横和横单单臂臂独独立立悬架悬架都都较较高高, 其其它它独独立立悬架悬架(双双横臂横臂, 纵单纵单臂臂,纵纵双双臂臂等）等）较较低低 有效弹簧有效弹簧距距, 独独立立悬架的悬架的有效弹簧有效弹簧距距等等于于轮轮距距, 非非独独立立悬架悬架通常通常较较小小,特特殊布殊布置可置可以以不不同同eBeBsBeBPDF created with pdfFactory trial version =独独立立纵单纵单臂臂 水平轴 水平轴前后前后移动不移动不产生产生转转角角 非非水平轴水平轴 “八八”字字轴轴的不的不足足转向性转向性 =横横向单向单臂和斜臂和斜单单臂臂独独立立悬架悬架 侧倾转向性、等效侧倾转向性、等效臂臂长长 铰铰轴轴的垂的垂直直分分量量 =前前独独立立悬架与转向杆系的悬架与转向杆系的干干涉涉转向转向 =多多杆杆机构机构的杆的杆涉涉转向转向 等效简化等效简化原理原理2.独独立立悬架的侧倾转向悬架的侧倾转向等效系统等效系统xZPDF created with pdfFactory trial version =转向系弹性转向系弹性引起引起的的附附加加转转角角=导向系弹性导向系弹性引起引起的的附附加加转向转向=独独立立纵纵臂臂与与斜斜单单臂后臂后悬架的侧向力转向倾向悬架的侧向力转向倾向=侧向力导侧向力导致致轮胎侧倾轮胎侧倾yFsykxaC/ )FD(+=yFzF四、侧向力转向四、侧向力转向xDkan+=Fy2Fy1PDF created with pdfFactory trial version = 随随动转向动转向后后悬架悬架 逆逆向弹性转向向弹性转向=桑塔那桑塔那的的后后悬架悬架=富康富康的的随随动转向动转向后后悬架悬架yFyFPDF created with pdfFactory trial version =刹车转舵问题刹车转舵问题:太大太大=盘式制动的优点盘式制动的优点=纵向力引起车轮侧倾纵向力引起车轮侧倾=ABS引起的转向扰动引起的转向扰动=DYC引起的转向扰动引起的转向扰动=多杆悬架多杆悬架=制动时的板簧卷曲制动时的板簧卷曲五、纵向力转向五、纵向力转向PDF created with pdfFactory trial version = 主主销拖销拖距距 = 高高速速回正回正原理原理 = 载载荷荷变变化（化（制制动）与车轮动）与车轮跳跳动的动的变变化化 = 主主销拖销拖距距与与撒手撒手稳定性稳定性 =与与前前轮摆轮摆振振xkktanRD+= 5主主销内销内倾与侧倾与侧偏偏距距 = 低低速速回正回正性性作用作用的的消消失失 = 重力弹簧重力弹簧 = 回正回正力力距距与与还还是是成比成比例例？ = 计算计算方方法法121yyGRgVGgaF=kkkxyDk4主主销销后后倾与纵倾与纵偏偏距距kyDyFkPDF created with pdfFactory trial version = 高高速速回正回正原理原理定位定位参参数数必必须须足以足以克服克服干干摩擦摩擦 (残余残余横横摆摆角角速速度度与转向与转向盘盘转转角角） = 转向转向逆逆效效率率要低要低吗吗？ = 减减小小转向系转向系干干磨擦磨擦，减减小小定位定位角，加角，加转向转向阻阻 尼器尼器是是近近代趋势代趋势 = 减减小小（地（地面主面主销销侧侧偏偏距距）的）的意义和意义和“负负偏偏 距距”的的优优点点 = 盘式盘式制制动的动的必要必要性性6主主销销定位定位参参数数的的选择选择与与近近代趋势代趋势PDF created with pdfFactory trial version 七、轮胎特性与稳态转向特性七、轮胎特性与稳态转向特性*ya1da)(d.LvGy2120=kVy212cda)(d/Lv=L1212VR1e21ya中性转向点中性转向点121 临界临界车车速速开环开环增增益益时不稳定不稳定:-yayaU.Sy21a2V过度转向区过度转向区PDF created with pdfFactory trial version =影影响稳态转向特性的响稳态转向特性的因因素素 轮胎特性与稳态转向特性轮胎特性与稳态转向特性=稳态转向特性转稳态转向特性转折折的的原原因因1r1c112r2c22+=+=侧倾侧倾刚度比刚度比侧倾力侧倾力矩矩中心中心高度高度随随的的 而而 轮胎侧轮胎侧偏偏特性的特性的饱饱和和 驱驱动力动力对对饱饱和和的的影影响响 制制动力分动力分配配x2121De/eC/C1c1yF2yF1ZF112222111ry &2r2c+2ZFPDF created with pdfFactory trial version =改善改善稳态转向特性的稳态转向特性的措施措施 轮胎特性与稳态转向特性轮胎特性与稳态转向特性 前置横前置横向稳定向稳定器器 后后非独非独立立悬架悬架Bs2 后后非独非独立立悬架悬架板板簧簧下置下置 后后板板簧簧前低后高前低后高 后后非独非独立立中心弹簧中心弹簧 老老Benz的的后后悬架悬架： h2,中心弹簧中心弹簧PDF created with pdfFactory trial version “随随动转向动转向” 后后悬架的悬架的反反稳定杆稳定杆 轮胎特性与稳态转向特性轮胎特性与稳态转向特性PDF created with pdfFactory trial version 轮向轮向轮向轮向油门油门油门油门制动制动制动制动离合器离合器离合器离合器变速杆变速杆变速杆变速杆汽车汽车汽车汽车mm个个个个刚体刚体刚体刚体弹性耦合弹性耦合弹性耦合弹性耦合几何耦合几何耦合几何耦合几何耦合气动气动气动气动反馈反馈反馈反馈几个几个几个几个轮胎轮胎轮胎轮胎操纵操纵指令指令6n个个轮胎运动轮胎运动轮胎轮胎附加附加运动运动6n个个轮轮胎胎力力6m个个运动参数运动参数空气六分力空气六分力风扰风扰PDF created with pdfFactory trial version v八、八、汽车操纵动态响应的汽车操纵动态响应的基本基本分析分析八、八、汽车操纵动态响应的汽车操纵动态响应的基本基本分析分析汽车操纵动态响应的汽车操纵动态响应的基本基本分析分析K1c=05.oeTT与与ee05.0T320ln.TT
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