奥迪底盘.ppt

Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,1,奥迪四连杆机构底盘,最新工艺简介,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,2,内容:,1.底盘的作用2.前后轴组成部件2.1A8、A6和A4的四连杆机构2.2A8梯形连杆机构2.3A4/A6四轮驱动车双横连杆机构后轴2.4A4/A6前驱车双叉形臂结构前轴3.四连杆机构机构前轴的功能3.1虚拟旋转轴3.2转向回位3.3运动学和弹性运动学3.4S-点/运动底盘3.5A8四连杆机构特性曲线图,4.车辆测量和调整4.1测量输入4.2调整工作4.3测量输出5.总结,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,3,1.底盘的作用,整车提供优良的舒适特性行驶动力性:在任何行驶状态下都不会对转向有影响,在极限范围也能保证高精度转向。行驶稳定性:在极限范围也能保证稳定,极限范围大于人的感觉极限。通过优化和完善相应部件可以从根本上改善车辆振动特性。前轴世界上第一个把四连杆机构应用到悬挂上，它能够实现:理想运动状态和弹性，精确的车轮导向及更高、有效的安全性。传动轴对转向系统几乎没有影响。最高的行驶和滚动舒适性。振动的反应不敏感。标准的直线特性。后轴它能够实现：在曲线和极限范围时和前轮共同起作用。在曲线和极限范围时更安全。振动的反应不敏感。,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,4,2.前后轴的组成部分,2.1A8,A6和A4的四连杆机构,A8前轴四连杆机构,在A8GP上的改进,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,5,带制动盘车轮轴承座+车轮轴承+横拉杆球头连接(S点)，铝空心铸件上盘式弹簧铝铸件,Vacural铸件。尾部弹性橡胶座(大体积+软的)弹簧腿+减振器(线性钢弹簧+累进的橡胶弹簧,功能分开)焊到付车架上,非常硬,双层单面镀锌钢板。稳定杆,通过稳定杆连接杆和支撑杆相连,调质处理的钢管。,连杆1-4(铝锻件)1前上控制臂2后上控制臂3下支撑杆4下导向杆,VordererLenker,1,2,3,4,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,6,模块系统目的:A8,A6和A4尽可能使用相同的部件。,B和C级车相同的件,B、C和D级车相同的件,B和C级车模块相同相同的件(即根据相应型号确定),Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,7,例子:A6,A6四连杆机构前轴,液压变化付车架，硬度更高相匹配的连杆上部铝轴承座可分离发动机支承,S6,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,8,例子:A4,结构和A6相似根据前束宽度相配焊接在一起的双层副车架,A4四连杆机构前轴,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,9,2.2A8梯形连杆结构后轴,功能:有目的地影响车轮自由度,在横向力,弹簧压缩+负载变化影响下提供转向可能性.,车轮支承,连接杆,副车架,稳定杆,稳定杆连接杆,减振器,辅助弹簧,减振器支座,螺旋弹簧,梯形连杆,上支承臂,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,10,作用:支承汽车后部承受转动力,弹簧弹力,驱动/制动力,横向力在曲线和极限范围辅助产生转动效果在曲线行驶和极限范围时通过控制前束使安全性更好振动的反应不敏感,A8后轴,在A8GP上的改进,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,11,部件:副车架,单面镀锌双层结构钢板,焊接,刚性好车轮支座支承车轮,车轮轴承+传动轴+制动盘,铝铸件梯形连杆用来传递轮胎纵向力+横向力+用来抵抗带弹簧支承的制动力(无横向力i),空心件采用热淬火,铝硬膜铸件.上部横连杆,铝锻件带有减振器支承横拉杆用来参与转向,通过偏心轮可调,铝挤压件连接杆在车轮支座+梯形连杆之间+连接横拉杆稳定杆,通过稳定杆连接杆固定到车轮支座上,.钢管橡胶座,装到车轮支座上通过弹性变形改变前束/后前束副车架橡胶座梯形连杆+车身纵梁之间的弹簧减振器,A8后轴,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,12,2.3A4/A6双横连杆后轴,部件和功能和A8相类似,只是铝件不多,双横连杆后轴A4quattro,双横连杆后轴A6,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,13,2.4A4/A6前驱车双叉形臂结构后轴,例子A4功能:刚性轴,无驱动抗弯刚度,但易扭曲V-型钢带外部稳定杆比较陡的外倾和前束特性曲线在任何负载状态都能保证良好的行驶特性通过转动轴体只能调整总前束(左和右同步)可以,例子:A4双叉形臂结构后轴,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,14,例子A6,例子:A6双叉形臂后轴,功能:和A4相同,有下面几点改进:增大导向座支承基点和车身柔性连接V型梁开口向下布置，改善前束扭力梁之前是稳定管大体积导向轴承车轮轴承中心装有ABS传感器传动比为1的充气减振器,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,15,双叉形臂后轴的前束曲线和剪力中心的关系曲线,转动角度,前束(左侧),V型梁平放,V型梁开口朝下,剪力中心：V型梁开口向下(A6),弹性交替时的转动轴,剪力中心：V型梁平放,V型梁开口向下(A6),V型梁平放,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,16,轴承支承基准对轴承反作用力的影响,宽的轴承支撑基准(奥迪A6，轴承在钢管导杆内移动),窄的轴承支撑基准(轴承在钢管导杆内),行驶方向,横定侧弹性比率,横定有效,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,17,轴承支承基准对轴承反作用力的影响,宽的轴承支撑基准(奥迪A6，轴承在钢管导杆内移动),窄的轴承支撑基准(轴承在钢管导杆内),行驶方向,横定侧弹性比率,横定有效,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,18,3.前轴四连杆机构的功能,3.1虚拟旋转轴,通过四个连杆的布置形成一个转向轴(旋转轴)假想的轴线通过四连杆延长线的交点空间没有由转向轴确定的节点如同一个连杆旋转轴接近车轮中心R从R到旋转轴的距离是干扰力臂a(aA8=22mm;aA4=10mm,aA6=8mm)旋转控制半径(A8=+0,3mm,A4=-7mm,A6=-10mm)驱动力影响更小和+不平衡对于转向系统其它功能:连杆平面延伸的距离高的前轮外倾角刚性连杆和车轮支撑之间的摩擦力很小的万向球头节大体积,高的绝缘等级,良好的弹性动力学,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,19,虚拟旋转轴,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,20,麦弗逊轴和四连杆机构轴的干扰力臂的区别,麦弗逊轴转动轴靠近车轮中心(尺寸a=50-75mm),四连杆机构轴虚拟旋转轴通过车轮中心(尺寸a0mm),Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,21,3.2转向回位,转向回位和很多参数有关:1.重力2.牵引力3.侧向力4.在曲线行驶时增大的干扰力臂,通过弹簧腿弹力产生重力回位,虚拟旋转轴,行驶方向,车轮曲线外沿最大偏角,弹簧腿-支承杆平面“DGV”在“DGV”平面支承杆上的反作用力车轮负载力在虚拟轴平行方向上的分力力在虚拟轴垂直方向上的分力(=转向回位力)虚拟轴和“DGV”平面之间的夹角转向回位力的作用力臂,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,22,重力产生的转向回位力,在转向回位时,由于重力(车轮负载FA)的作用,随着车轮的不断向内转动(曲线外沿)产生分力Fq,支承杆力FV和虚拟旋转轴平行的分力Fl.然后支承杆和弹簧腿向后移动这样在虚拟轴及Fl和力FV之间产生一个角.力Fq和作用力臂c转动车轮重新回到中心位置.,车轮曲线外沿最大偏角,行驶方向,通过弹簧腿弹力产生重力回位,虚拟旋转轴,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,23,驱动力产生的转向回位力,下图给出,特别在车轮极限范围内时,变大的干扰力臂和驱动力就会在旋转轴上产生一力距.由于曲线内沿增加量大于曲线外沿,这样在曲线外轮的回位力距大于在曲线内轮上的回位力距来进行过补偿,通过过补偿可保证在结束曲线行驶进行加速时驱动力可对转向回位起到帮助作用.,曲线外沿干扰力臂曲线外沿干扰力臂作用在车轮中心的驱动力,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,24,侧向力产生的转向回位,在曲线行驶时由于对抗离心力产生的侧向力和运动跟随距离及车轮跟随一起作为力臂在旋转轴上产生一个力距.在通过跟随挡块确定跟随距离时要注意,下图中给出的两个值之和要为正,这样才能保证在转向极限位置时不会产生内旋效果.,左转,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,25,3.3运动学和弹性运动学,目的:实现优良的行驶特性,具有中性自转向特性,驾驶舒适和极限行驶特性静态的运动学VA(前轴)运动学特性参数干扰力臂随动距离(茶车效应)随动角度支撑转向控制半径运动学特性参数的微小变化对车轮导向功能的优点:通过减小转向控制半径可以进一步降低制动力和驱动力对转向的影响,并且可以在车轮处于所有转向和压缩位置时减小干扰力臂.在转向运动时通过有目的限制随动距离来提高转向精度和连续的转向力形成.通过一个很微小的支承角度可以保证车轮在所有的行驶状态时需要的车轮空间更小.,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,26,对行驶特性有影响的参数车轮处于压缩和弹起+曲线行驶时的偏置角曲线车轮处于压缩和弹起+曲线行驶时的外倾角曲线曲线行驶时:两侧都处于负外倾角(新)麦弗逊底盘:曲线外侧车轮负外倾角曲线内侧车轮正外倾角弹性运动学VA(前轴)在横向力、驱动力、制动力和转向力的影响下有目地移动相应的轴承和稳定杆/连杆(见下面的特性曲线图-相应点:加速、静态、圆周运动和负载变化)通过车辆的弹簧伸缩而改变外倾和前束在运动学特性曲线图中描述:垂直坐标:底盘压缩和弹起量单位为微米水平坐标:外倾和前束量单位为分在下面的运动学特性曲线图中描述了车辆在制动、加速和恒定圆周运动(有和没有负载变化)时的前束曲线的弹性动力学的变化.弹性动力学的工作点由相应的车辆确定.,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,27,奥迪A4:四连杆机构前轴的运动学-特性曲线和行驶动态工作点,车轮中心的弹簧行程,负载变化恒定圆周运动0.15g减速,前束正外倾,恒定圆周运动0.8g横向加速,制动笔直1.0g纵向减速,后倾角负外倾,加速笔直0.3g纵向加速,前束角外倾角,空转,弹簧压缩,弹簧弹起,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,28,奥迪A6:四连杆机构前轴的运动学-特性曲线和行驶动态工作点,车轮中心的弹簧行程,负载变化恒定圆周运动0.1g减速,恒定圆周运动0.8g横向加速,后倾角负外倾,制动笔直1.0g纵向减速,前束正外倾,空转,加速笔直0.3g纵向加速,前束角外倾角,弹簧压缩,弹簧弹起,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,29,奥迪A8:前轴的运动学-特性曲线和行驶动态工作点,恒定圆周运动0.8g横向加速,前束角外倾角,车轮中心的弹簧行程,负载变化恒定圆周运动0.15g减速,制动笔直1.0g纵向减速,加速笔直0.3g纵向加速,前束正外倾,后倾角负外倾,空转,弹簧压缩,弹簧弹起,车轮上升曲线和行驶动态工作点,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,30,奥迪A8:后轴的运动学-特性曲线和行驶动态工作点,恒定圆周运动0.8g横向加速,前束角外倾角,车轮中心的弹簧行程,负载变化恒定圆周运动0.15g减速,制动笔直1.0g纵向减速,加速笔直0.3g纵向加速,前束正外倾,后倾角负外倾,空转,弹簧压缩,弹簧弹起,车轮上升曲线和行驶动态工作点,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,31,奥迪A4:双横向连杆后轴的运动学-特性曲线和行驶动态工作点,恒定圆周运动0.8g横向加速,前束角外倾角,车轮中心的弹簧行程,负载变化恒定圆周运动0.15g减速,制动笔直1.0g纵向减速,加速笔直0.3g纵向加速,前束正外倾,后倾角负外倾,空转,弹簧压缩,弹簧弹起,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,32,奥迪A6:双横向连杆后轴的运动学-特性曲线和行驶动态工作点,前束角外倾角,车轮中心的弹簧行程,负载变化恒定圆周运动0.1g减速,恒定圆周运动0.8g横向加速,制动笔直1.0g纵向减速,加速笔直0.3g纵向加速,前束正外倾,后倾角负外倾,空转,弹簧压缩,弹簧弹起,Stand:10/99,N/SB-7,ew/voe,BildungswesenNeckarsulm,33,奥迪A4:双叉形臂结构后轴的运动学-特性曲线和行驶动态工作点,前束角外倾角,车轮中心的弹簧行程,负载变化恒定圆周运动0.15g减速,制动笔直1.0g纵