（光学工程专业论文）基于adams的电动汽车前悬架设计与优化.pdf

c l a s s i f i e di n d e x ：t h l3 s e c u r i t yc l a s s i f i c a t i o n ： m m l l l i i m 1 1 1 l l i i l l l 川1 1 1 1 1 1 1 l i l y 17 919 4 4 s c h o o lc o d e ：10 4 2 2 s t u d e n tn u m b e r ：2 0 0 71217 2 s h a n d o n gu n i v e r s i t ym a s t e r ，st h e s i s d e s i g na n do p t i m i z a t i o no f t h ef r o n ts u s p e n s i o n o fe l e c t r i cv e h i c l ew i t ha d a m s s h a n d o n gu n i v e r s i t y a p r i l ，2 0 1 0 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明9 本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名：兰勉 日期： 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意 学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允 许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部 或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其他 复制手段保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规) 论文作者签名：歪纽 导师签名： 目录 摘要。i a 】e i s 】 i ；乙d l i i i i ：t i i i 第1 章绪论1 l - 1 课题提出的背景和意义。l 1 2 国内外电动汽车研究发展现状2 1 2 1 国外电动汽车发展的现状2 1 2 2 国内电动汽车发展现状2 1 3 悬架研究概述现状3 1 3 1 悬架的作用3 1 3 2 被动悬架的应用及发展趋势4 1 3 3 主动悬架的研究现状5 1 4 虚拟现实技术在汽车设计中的应用6 1 4 1 虚拟产品的研发7 1 4 2 汽车虚拟试验7 1 5 专业模块a d a m s c a r 简介8 1 5 1a d a m s c a r 的功能简介8 1 5 2a d a m s c a r 的建模程序及模板的建立过程9 1 6 本文研究的主要内容和思路1 0 1 6 1 研究内容1o 1 6 2 研究思路1o 第2 章电动汽车前悬架的校核l3 2 1 原型车悬架概况及改装后出现的问题1 3 2 2 麦弗逊悬架的介绍1 3 2 2 1 麦弗逊悬架及其特点1 3 2 2 2 横向稳定杆介绍15 2 3 前悬架弹簧的计算分析1 5 2 4 弹簧限位缓冲块的设计2 1 2 5 导向机构尺寸的选择2 l 2 6 减振器的选型与设计2 2 2 7 横向稳定杆的设计计算2 4 2 8 本章小结2 9 第3 章仿真模型的创建3l 3 1 麦弗逊悬架的结构分析3 l 3 2 建立麦弗逊悬架模板3 2 3 3 横向稳定杆的转化处理3 5 3 4 创建弹簧及减震器模型3 7 3 5 创建悬架虚拟试验系统。3 7 山东大学硕士学位论文 3 6 本章小结3 8 第4 章对模型的初步分析3 9 4 1 前轮外倾角变化4 0 4 2 主销后倾角变化4 1 4 3 主销内倾角变化4 2 4 4 主销偏移距变化4 3 4 5 前轮前束角变化4 4 4 6 本章小结4 5 第5 章模型优化分析4 7 5 1 启动a d a m s i n s i g h t 模块4 7 5 2 计算结果的优化选择4 9 5 3 优化前后曲线图的比较5 0 5 3 1 前轮外倾角的优化5 1 5 3 2 主销后倾角的优化5 2 5 3 3 主销内倾角的优化5 2 5 3 4 主销偏移距的优化5 3 5 3 5 前轮前束角的优化5 4 5 4 本章小结5 4 总结与展望5 7 参考文献5 9 致谢6 3 1 1 c o n t e n t s c o n t e n t s c h i n e s ea b s t r a c t i a b s t r a c t i i i c h a p t e rli n t r o d u c t i o n 1 1 1b a c k g r o u n da n ds i g n i f i c a n c eo f i s s u e sr a i s e d 1 1 2t h er e s e a r c ho fe vi nd o m e s t i ca n di n t e r n a t i o n a l 一2 1 2 1t h ed e v e l o p m e n ts t a t u so f f o r e i g ne v 2 1 2 2d e v e l o p m e n to f t h ed o m e s t i ce v 。2 1 3s u s p e n s i o no v e r v i e w ：j ：i 1 3 1t h er o l eo f s u s p e n s i o n 3 1 3 2a p p l i c a t i o no f p a s s i v es u s p e n s i o na n dt h ed e v e l o p m e n tt r e n d 4 1 3 3a c t i v es u s p e n s i o nr e s e a r c h 5 1 4v i r t u a lr e a l i t yi n a u t o m o t i v ed e s i g n 6 1 4 1v i r t u a lp r o d u c tr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t 7 1 4 2c a rv i r t u a le x p e r i m e n t 7 1 5p r o f e s s i o n a lm o d u l ea d a m s c a ri n t r o d u c t i o n 8 1 5 1f u n c t i o n so f a d a m s c a r 8 1 5 2t h et e m p l a t eo f a d a m s c a ra n dp r o c e d u r eo fi t se s t a b l i s h m e n t 9 1 6t h em a i nr e s e a r c hc o n t e n ta n di d e a si nt h i st h e s i s 10 1 6 1t h ec o n t e n to f t h i st h e s i s 1 0 1 6 2r e s e a r c ht h i n k i n g 1 0 c h a p t e r2 e vf r o n ts u s p e n s i o nc h e c k e d 13 2 1t h e p r o t o t y p es u s p e n s i o na n di t sp r o b l e m si nn rc a r 13 2 2m c p h e r s o ns u s p e n s i o no v e r v i e w 1 3 2 2 1s t r u c t u r ea n dc h a r a c t e r i s t i c so f m c p h e r s o ns u s p e n s i o n l3 2 2 2a n t i r o l lb a r ：11 ； 2 3c h e c ko fs p i r a ls p r i n g 11 ； 2 4d e s i g no f s p r i n gp a d sl i m i t 2 1 2 5s e l e c ts i z eo r i e n t e di n s t i t u t i o n s 2 1 2 6s e l e c t i o na n dd e s i g no f d a m p e r ：2 2 2 7d e s i g na n dc a l c u l a t i o no fa n t i r o l lb a r ：! z l 2 8s u m m a r y 。2 9 c h a p t e r3c r e a t e dt h es i m u l a t i o nm o d e l 31 3 1s t r u c t u r a la n a l y s i so fm c p h e r s o ns u s p e n s i o n 31 3 2t h ee s t a b l i s h m e n to f s u s p e n s i o nt e m p l a t e 3 2 3 3a n t i r o l lb a rc o n v e r s i o np r o c e s s i n g ：；! ； 3 4c r e a t es p r i n ga n dd a m p e rm o d e l 3 7 i i i s h a n d o n gu n i v e r s i t ym a s t e r st h e s i s 3 5c r e a t ea s u s p e n s i o ns y s t e m 3 7 3 6s u m m a r y 3 8 c h a p t e r4d ot h ep r e l i m i n a r ya n a l y s i so f t h em o d e l 3 9 4 1c a m b e ra n g l e 4 0 4 2c a s t e ra n g l e 4 1 4 3k i n g p i ni n c l i n a t i o na n g l e 4 2 4 4s c u r br a d i u s 4 3 4 5t o ea n g l e ：4 4 4 6s u m m a r y 4 5 c h a p t e r5m o d e lo p t i m i z a t i o n z 1 7 5 1a d a m s i n s i g h tm o d u l e 4 7 5 2o p t i m i z a t i o no f r e s u l t s 4 9 5 3c o m p a r i s o no fc u r v e sb e f o r ea n da f t e ro p t i m i z a t i o n 5 0 5 3 1o p t i m i z a t i o no f c a m b e ra n g l e 5 1 5 ：；2o p t i m i z a t i o no f c a s t e ra n g l e 5 2 5 3 3o p t i m i z a t i o no f k i n g p i ni n c l i n a t i o na n g l e 6 4 5 3 4o p t i m i z a t i o no f s c r u br a d i u s 5 3 5 3 5o p t i m i z a t i o no f t o ea n g l e 5 4 5 4s u m m a r y 5 4 s u m m a r ya n do u t l o o k 5 7 r e f e r e n c e s 5 9 a c k n o w l e d g e m e n t s 6 3 i v 摘要 摘要 本文简要介绍了电动汽车、主动悬架与被动悬架、虚拟现实技术等课题在国 内外的研究现状。介绍了a d a m s c a r 的功能和建模程序及模板的建立过程。重 点讲述了电动汽车前悬架的建模和参数优化的过程。 在现代纯电动汽车的设计中，以传统轿车为原型将其改装成电动汽车是一种 简单而经济的方法。对于改装后的电动汽车而言，传统轿车中原来安装的发动机 及相关组件以及传动系统由电动机、功率转换器、电池和电动汽车特有的传动装 置所取代后，车身的质量相对增大，质心位置也相应改变，于是悬架与车身的匹 配程度大大降低，使车辆的操纵稳定性、行驶的平顺性受到破坏。因此，需要对 电动汽车悬架的各项性能参数和其零部件尺寸进行重新设计、优化以实现车身和 悬架相互匹配，从而改善电动汽车的行驶平顺性，提高行驶性能。 本文基于济南b y - 2 型电动汽车在改装后出现的参数匹配问题，提出了解决此 问题的思路：即先重新确定前悬架各零件参数，然后以确定后的参数为基础，利 用a d a m s c a r 创建前悬架模型，并对模型进行动力学仿真，模拟更新后的悬架 定位参数变化情况，然后利用a d a m s i n s i g h t 模块对模型进行参数优化，从而改 善模型的运动状态。优化后的模型参数可作为参考以指导改进产品，提高质量。 首先对改装初期车辆的前悬架各零件即：螺旋弹簧、筒式减震器、横向稳定 杆等零件的性能参数和尺寸进行重新确定，得出比较符合车身质量的各零件的参 数。然后根据上一步计算得到的参数，基于a d a m s c a r 创建用于分析悬架复杂 运动的前悬架模型，创建了带横向稳定杆的麦弗逊悬架的模型，并对该模型进行 了双轮平行跳动的动力学仿真分析，利用a d a m s p o s t p r o c e s s o r 得到双轮定位参 数：即前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角、主销偏移距、前轮前束角与车轮 中心跳动行程的变化关系，分析并找出前悬架的不足之处。最后，对车前轮定位 参数进行优化设计。设定转向拉杆内支点、转向拉杆外支点、下摆臂转向节连接 点、下摆臂车架连接点等坐标值得变动范围，利用a d a m s i n s i g h t 对模型进行优 山东大学硕士学位论文 化。根据优化后得出的参数坐标值修改原有模型，再次进行双轮平行跳动试验， 对比定位参数优化前后结果，验证该电动汽车的设计的合理性及该优化理论的正 确性。 关键词电动汽车；麦弗逊悬架；a d a m s ；动力学仿真； n t h i st h e s i sd i s c u s s e st h a tp r e s e n ts i t u a t i o na b o u td o i n gr e s e a r c hi ne l e c t r i cv e h i c l e s ， a c t i v es u s p e n s i o na n dp a s s i v es u s p e n s i o na n dv i r t u a lr e a l i t yt e c h n o l o g y a tt h es a n l e t i m e , i ta l s od e s c r i b et h ef e a t u r e s ，a p p l i c a t i o n ，t h et y p e so fb a s i cm o d u l eo fa d a m s s o f t w a r e ；a n dt h ea d a m ss o f t w a r es y s t e mm o d e l i n ga n ds i m u l a t i o no ft h es o l u t i o n p r o c e s sa n di t sd y n a m i cp r i n c i p l e s ；i tf o c u so nt h ef e a t u r e sa n dm o d e l i n gp r o c e d u r e s a n dt e m p l a t e se s t a b l i s h e dp r o c e s so fa d a m s c a ra n df r o n ts u s p e n s i o nm o d e l i n g a n dp a r a m e t e ro p t i m i z a t i o n p r o c e s so f t h ee l e c t r i cv e h i c l e i nt h em o d e md e s i g no fe l e c t r i cv e h i c l e s ，i ti sas i m p l ea n de c o n o m i c a lm e t h o dt o c o n f i g u r ee l e c t r i cv e h i c l ei nt e r m so ft r a d i t i o n a lv e h i c l e s t h ec o n v e r t e dd e c t r i cv e h i c l e i sc o n c e r n e d ，i na d d i t i o nt ot h eo r i g i n a li n s t a l l a t i o no ft h et r a d i t i o n a lv e h i c l ee n g i n ea n d r e l a t e dc o m p o n e n t sf r o mt h ee l e c t r i cm o t o r s ，p o w e rc o n v e r t e r sa n db a t t e r yw a sr e p l a c e d ； - o nt h eo t h e rh a n d ，t h eo t h e rc h a n g ei st h a tt h ew e i g h to fv e h i c l et u r n sl a r g e rr e l a t i v e l y , w h i c hc r e a t e sb o d ym a s sa n dt h ep a r a m e t e r so ft h eo r i g i n a ls u s p e n s i o nd o e sn o tm a t c h ， i td e s t r o y e dt h ev e h i c l e sh a n d l i n gs t a b i l i t ya n dr i d ec o m f o r t t h e r e f o r e ，w o r k e r sn e e d r e - v e r i f i c a t i o na n do p t i m i z a t i o np a r a m e t e r sa n dd i m e n s i o n so ft h ee l e c t r i cv e h i c l e s u s p e n s i o na n di t sc o m p o n e n t si no r d e rt oa c h i e v et h em u t u a lm a t c h i n g b e t w e e nv e h i c l e b o d ya n ds u s p e n s i o n ，t h e r e b yi m p r o v i n gt h ee l e c t r i cv e h i c l e sr i d ec o m f o r ta n d i m p r o v i n gd r i v i n gp e r f o r m a n c e t h e s i sc i t e sa ni n s t a n c ew h i c ho c c u r sm a t c h i n gp r o b l e ma f t e re l e c t r i cv e h i c l eb y - 2 w a sc o n f i g u r ei nj i n a n ，t ot h i sp r o b l e m ，w eg i v es o m es o l u t i o na d v i c e ：t h a ti s ，f i r s t c h e e ke a c hp a r to ft h ef r o n ts u s p e n s i o np a r a m e t e r si nj i n a n ，a n dt h e nt oc h e c k ，a f t e rt h e p a r a m e t e r s ，u s i n ga d a m s c a rb u i l d f r o n t s u s p e n s i o nm o d e l ，a n dd y n a m i c s i m u l a t i o nm o d e l ；b a s e do ns u s p e n s i o np a r a m e t e r sa f t e rc h e c k i n ga n dt h e nu s ea d a m s i n s i g h to nt h em o d e lp a r a m e t e ro p t i m i z a t i o nm o d u l e , w h i c ha r ei d e a lm o d e lo ft h e i i i s h a n d o n gu n i v e r s i t ym a s t e r st h e s i s f r o n ts u s p e n s i o n a f t e rt h em o d e lp a r a m e t e r st oo p t i m i z et h eg u i d a n c ec a ni m p r o v et h e p r o d u c tq u a l i t y f i r s t ，d ot h ec h e c ko ft h ei n i t i a lc o n v e r s i o no fv e h i c l e so nt h e f r o n ts u s p e n s i o n p a r t s ，n a m e l y ：h e l i c a ls p r i n g s ，c y l i n d r i c a ls h o c ka b s o r b e r s ，s t a b i l i z e rb a ra n do t h e rp a r t s o ft h ep e r f o r m a n c ep a r a m e t e r sa n dt h es i z e , o b t a i nn e wp a r a m e t e r sw h i c hc a nm a t c ht h e b o d ym a s s s e c o n d ，a c c o r d i n gt o t h ep a r a m e t e r s ，b a s e do na d a m s c a rc r e a t e df o rt h e a n a l y s i so fs u s p e n s i o nb e f o r et h es u s p e n s i o nm o d e lc o m p l e xm o v e m e n t ，f o c u s i n go n c r e a t i n gah o r i z o n t a ls t a b i l i z e rb a rw i t ht h em o d e lo fm a e p h e r s o ns u s p e n s i o n ，a n dt h e m o d e li st w o d y n a m i c ss i m u l a t i o no fp a r a l l e lw h e e l sb e a ta n a l y s i s ，u s i n ga d a m s p o s t p r o c e s s o rg e tw h e e la l i g n m e n tp a r a m e t e r s ：t h ef r o n tw h e e lc a m b e ra n g l e ，e a s t e r a n g l e ，k i n g p i ni n c l i n a t i o na n g l e , s c r u br a d i u s ，1t o ea n 百ew i t ht h ew h e e lc e n t e rb e a t i n g i t i n e r a r yc h a n g e s ，a n a l y z ea n di d e n t i f yt h ei n a d e q u a c i e so ft h ef r o n ts u s p e n s i o n f i n a l l y , o p t i m i z et h ed e s i g na b o u tt h ev e h i c l ef r o n tw h e e la l i g n m e n tt o s e tt h e s c o p eo fc h a n g ew i t h i n t h ep i v o ts h i f tl e v e r , s h i f tr o do u t s i d et h ef u l c r u m ，t h e c o n n e c t i o np o i n tu n d e rt h es t e e r i n gk n u c k l ea r n la n dl o w e ra r mc o o r d i n a t ef r a m e c o n n e c t i o np o i n t s ，u s i n ga d a m s i n s i g h tt oo p t i m i z a t i o nm o d e l a c c o r d i n gt ot h e o p t i m i z e dp a r a m e t e r s d e r i v e df r o mc o o r d i n a t ev a l u e sm o d i f yt h eo r i g i n a l m o d e l ， c o n d u c to ft r i a lo fb e a t i n gw h e e l e dp a r a l l e l ，c o m p a r i n gt h eo p t i m i z a t i o nc u r v e st o b e f o r e ，v e r i f y i n gt h ec o r r e c t n e s so ft h eo p t i m i z a t i o nt h e o r y k e yw o r d s ：e l e c t r i cv e h i c l e ；a d a m s ；m c p h e r s o ns u s p e n s i o n ；d y n a m i cs i m u l a t i o n i v 1 1 课题提出的背景和意义 第1 章绪论 随着人们对环境和能源问题的重视，电动汽车作为一种无污染的交通工具得 到国际上的广泛重视，我国也将其发展列入了汽车工业的发展重点。然而现在开 发的电动汽车大都是依附在传统车型的基础上的改装而来，由于电动汽车与原型 车不同的质量、行驶性能、车身布置以及由此引起的质心位置的变化，使改装后 的电动汽车行驶稳定性、操纵稳定性及乘坐的舒适性大大降低。要改变这一状况， 我们需要设计出一款新的适合电动汽车特点的悬架，以改善车辆的各方面性能， 本文以济南b y - 2 型电动汽车为基础，对该电动汽车的前悬架进行了重新设计和优 化。 在传统的汽车设计和制造过程中，要经过设计试验改进设计过程， 产品才能达到设计的要求。因此设计周期较长，对市场反应迟钝。采用a d a m s 技术可在产品设计初期确定关键设计参数，通过数字化设计平台得到产品性能， 加快新产品开发进度、缩短开发周期、降低成本。近几年，国内的主要几家汽车 厂家，如：大众、北汽福田、安徽江淮及研究机构( 如天津汽车技术中心) 等单 位已经在其开发新产品改型等工作中使用了多体系统动力学仿真分析软件 a d a m s 。在传统轿车基础上改装电动车，一方面要考虑车辆的动力性和续驶里程， 需要在底盘上布置驱动电机和动力电池组；另一方面还要考虑车辆的操纵稳定性、 平顺性和制动性能。因此，电动车的改装工作是在满足上述设计条件下，在有限 的空间内，完成对电动车的布置。本文运用a d a m s c a r 建立改装电动汽车的悬 架模型，在虚拟试验平台上进行特定工况下的试验，根据试验结果分析实际车型 中可能存在的问题，然后利用a d a m s 中的i n s i g h t 模块对原有模型的相关参数进 行优化，进而使原有模型得以改进。然后通过优化后的参数修改模型，再次进行 优化，通过对模型的不断的优化和修改，最终得到较为理想的模型，根据最终模 型我们可以迅速改进实际产品中存在的问题，使产品在市场上更受欢迎。因此本 文所研究的内容可以为实车的改装和新型电动汽车的生产提供必要的理论依据和 山东大学硕士学位论文 数值参考，对实际的生产具有十分重要的指导意义。 1 2 国内外电动汽车研究发展现状 1 2 1 国外电动汽车发展的现状 新能源汽车主要包括混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车、氢动力汽 车、代用燃料汽车等。通常人们所说的电动汽车主要是指混合动力汽车和纯电动 汽车。目前，在众多的新能源汽车当中，电动汽车以其优越的使用性能和相对低 廉的销售价格，得到了市场的广泛认可和普遍欢迎，日益成为全球汽车工业关注 的焦点，展现出良好的发展前景。美国、日本、德国等发达国家电动汽车技术高 度重视，从汽车技术变革和产业升级的战略出发，颁布制定了优惠的政策措施， 积极促进本国电动汽车产业发展，以期提升本国汽车工业国际竞争力。据不完全 统计，到目前为止，发达国家累计用于电动汽车的科研开发和产业化发展的资金 已达数十亿美元。凭借雄厚的实力和巨额的资金投入，发达国家的汽车制造商已 经在全球汽车工业新一轮竞争中占据了有利地位。特别是以丰田为代表的日本汽 车企业，已经在混合动力技术方面掌握了绝对优势，并在北美等国际市场上形成 了相当的规模。从全球主要汽车生产厂家的发展计划看，电动汽车的产业化时代 正在到来。目前，“低排放汽车( 主要指混合动力汽车) 已进入大规模产业化阶段， 在全球的累计销量已超过1 0 0 万辆，“零排放汽车( 主要指纯电动汽车) 的批量生 产时间已提前到2 0 1 5 年，比原来预计的时间提前了1 0 年至1 5 年。特别是去年爆 发国际金融危机以来，面对严峻形势，发达国家的政府纷纷出台相关政策，加快 了电动汽车的发展步伐。据权威部门预测，未来l o 年，将是电动汽车产业格局形 成的关键时期，电动汽车将成为拉动经济发展新的增长点。 、一 1 2 2 国内电动汽车发展现状 我囡电动汽车发展始于上世纪九十年代。中科院电工所、上海8 1 1 所、清华 大学、上海同济大学、北京理工大学等单位，在“8 6 3 ”计划和“十五”国家科技专项 等国家项目的支持下，取得了阶段性的研究成果，培养了一支能力较强的研发队 伍，人才储备体系币在同趋完善。目前，我国许多科研机构、高等院校都增设了 2 课题，这为我国电动汽车产业的发展打下了良好的基础。近年来，随着全球汽车 工业重心开始向中国市场转移，电动汽车的产业化进程明显加快。据不完全统计， 目前，我国包括比亚迪、上汽、一汽、东风、北汽、奇瑞、吉利、力帆等在内的 整车企业超过15 0 家，包括一汽、上汽、宇通等在内的从事混合动力客车研制和 生产的厂家就有3 0 多家。特别是随着我国电动汽车的制造体系逐步建立，自主创 新能力得到较大提升，国内许多企业已开始涉足与电动汽车相关的电池、电发动 机等关键零部件的研制和生产，技术水平与国际先进水平的差距正在缩小【l h 2 。 1 3 悬架研究概述现状 1 3 1 悬架的作用 悬架是轿车上的重要总成之一它把车身和车轮弹性地连接在一起。悬架的主 要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，比如支撑力、制动力和驱动 力等，并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员 的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。悬架一般由弹性元件、导向机构和减 震器组成。弹性元件用力传递垂向力，并缓和由路面不平度引起的冲击和振动1 8 1 。 根据导向机构的不同可将悬架分为独立悬架和非独立悬架两大类。7 0 年代又发展 了一种前后悬架或左右悬架相通的交联式悬架。减震器的作用是迅速衰减车身的 振动，现代轿车一般采用质量小，性能稳定可靠的筒式减震器。悬架与汽车的多种 使用性能有关，为满足这些性能，悬架系统必须满足这些性能的要求。首先，悬架 系统要保证汽车有良好的行驶平顺性，对以载人为主要目的的轿车来讲，乘员在 车中承受的振动加速度不能超过i s o2 6 3 1 8 7 规定的界限值。其次，悬架要保证车 身和车轮在共振区的振幅小，振动衰减快。再次，要能保证汽车有良好的操纵稳定 性，一方面悬架要保证车轮跳动时，车轮定位参数不发生很大的变化，另一方面要 减小车轮的动载荷和车轮跳动量。还有就是要保证车身在制动、转弯、加速时稳 定，减小车身的俯仰和侧倾。最后要保证悬架系统的可靠性，有足够的刚度、强度 和寿命【3 1 。 3 山东大学硕十学位论文 1 3 2 被动悬架的应用及发展趋势 被动悬架是指刚度和阻尼都不能变化，无额外作动力的悬架。如图1 1 它由弹 簧、减震器和导向机构组成。被动悬架是传统的机械结构，它结构简单、性能可靠， 成本低且不需额外能量，因而应用最为广泛。但是被动悬架的刚度和阻尼都是不可 调的，按照随机振动理论，它只能保证在特定的工况下达到最优减振效果，难以适 应不同的道路和使用状况同时利用被动悬架还难以同时获得良好的乘坐舒适性和 操纵稳定性，因为两者对悬架的要求是矛盾的。根据研究，要获得良好的舒适性， 悬架应该软一点为得到良好的操纵稳定性，悬架应该硬一点。实际应用中往往两者 折中，根据需要偏重一个方面。 图1 1 被动悬架原理图 被动悬架主要应用子中低档轿车上，现代轿车的前悬架一般采用带有横向稳 定杆的麦弗逊式悬架，比如桑塔纳、夏利、赛欧等，后悬架的选择稍多，主要有复 合式纵摆臂悬架和多连杆悬架。弹性元件一般采用螺旋弹簧加橡胶衬套，减震器多 选用筒式液力减震器，不同的悬架主要是由于导向机构的变化。被动悬架是传统的 机械结构，刚度和阻尼都是不可