汽车悬挂系统

1、2021-10-251汽车悬架理论与设计汽车悬架理论与设计授课对象：汽车专业学生授课对象：汽车专业学生专业：汽车专业专业：汽车专业任课教师：陶非任课教师：陶非车辆工程专业选修课程车辆工程专业选修课程2021-10-252第三章第三章 独立悬架导向机构运动特性独立悬架导向机构运动特性对整车性能的影响对整车性能的影响n主销内倾角和主销偏主销内倾角和主销偏移距移距3.3 主销内倾角变化特性对整车性能的影响主销内倾角变化特性对整车性能的影响主销内倾角及偏移距主销内倾角及偏移距 主销偏移距主销偏移距rs 主销主销轴线在前视图轴线在前视图(yoz平平面面)上的投影线和地面上的投影线和地面交点与轮胎接地点间

2、交点与轮胎接地点间的距离的距离 主销内倾角主销内倾角主销轴主销轴线在前视图线在前视图(yoz平面平面)上的投影线与上的投影线与z轴夹角轴夹角2021-10-253主销内倾对整车性能的影响主销内倾对整车性能的影响n取值取值对独立悬架，对独立悬架，后 驱 车 辆 一 般后 驱 车 辆 一 般 =1114.5，前驱车辆一，前驱车辆一般般=1214纵向力产生绕主销力矩纵向力产生绕主销力矩纵 向 力 对 主 销 回 转 力纵 向 力 对 主 销 回 转 力矩矩纵向力产生绕主纵向力产生绕主销力矩销力矩M=Frscos，由，由转向梯形横拉杆产生推转向梯形横拉杆产生推力平衡；力平衡；rs越大、越大、M越大，越

3、大，前桥对纵向力的敏感程前桥对纵向力的敏感程度也越大。度也越大。2021-10-254n垂直力对主销回转力矩垂直力对主销回转力矩转向时，垂直力沿垂转向时，垂直力沿垂直主销轴线分力产生力矩：直主销轴线分力产生力矩：M=Fnsinrssin垂直力纵向力产生绕主销力矩垂直力纵向力产生绕主销力矩 2021-10-255n采用较小的主销偏移矩；采用较小的主销偏移矩；n主销内倾角随车轮外倾角变化而变化。主销内倾角随车轮外倾角变化而变化。 结结 论论实例实例双横臂悬架主销内倾变化特性双横臂悬架主销内倾变化特性车轮跳动量车轮跳动量(mm)主销内倾角变化量()2021-10-256n关于主销后倾角的关于主销后倾

4、角的几个定义几个定义 3.4 主销后倾角变化特性对整车性能的影响主销后倾角变化特性对整车性能的影响 后倾拖距后倾拖距nk主销轴主销轴线在侧视图线在侧视图(xoz平面平面)的投影线与地面交点的投影线与地面交点到轮胎接地点的距离。到轮胎接地点的距离。 主销后倾角主销后倾角主销轴主销轴线在侧视图线在侧视图(xoz平面平面)的投影线与的投影线与z轴的夹角。轴的夹角。主销后倾角及后倾拖距主销后倾角及后倾拖距2021-10-257主销后倾角对回正力矩的影响主销后倾角对回正力矩的影响 n直行车轮发生偏转时，垂直力、纵向力和侧向力均可以直行车轮发生偏转时，垂直力、纵向力和侧向力均可以产生绕主销的回正力矩产生绕

5、主销的回正力矩n如果主销后倾过大，导致回正力矩过大，从而造成转向如果主销后倾过大，导致回正力矩过大，从而造成转向时冲击过大，使转向沉重。时冲击过大，使转向沉重。 主销后倾角主销后倾角的合理变化趋势的合理变化趋势后倾角和拖距选取合适，使汽车具有良好行驶稳定性的后倾角和拖距选取合适，使汽车具有良好行驶稳定性的同时，转向轻便，对独立悬架同时，转向轻便，对独立悬架=12.5。车轮跳动时，后倾角不应变化太大，以免载荷变化车轮跳动时，后倾角不应变化太大，以免载荷变化(如如制动点头制动点头)时出现回正力矩过大或过小的现象，使操纵时出现回正力矩过大或过小的现象，使操纵稳定性恶化。车轮跳动后倾角变化应小于稳定性

6、恶化。车轮跳动后倾角变化应小于1。车轮上跳时，后倾角应增大；车轮下落时，后倾角应减车轮上跳时，后倾角应增大；车轮下落时，后倾角应减小，以抵消制动点头时后倾角减小的趋势。小，以抵消制动点头时后倾角减小的趋势。2021-10-258实例实例 双横臂悬架主销后倾变化特性双横臂悬架主销后倾变化特性车轮跳动量车轮跳动量(mm)主主销销后后倾倾角角变变化化量量()2021-10-2593.5 前轮前束变化特性对整车性能的影响前轮前束变化特性对整车性能的影响前束的作用前束的作用观点一：弥补车轮外倾带来的不利影响观点一：弥补车轮外倾带来的不利影响观点二：补偿和防止后束，因为后束会导致行驶不稳定观点二：补偿和防

7、止后束，因为后束会导致行驶不稳定前束变化特性分析前束变化特性分析 前束一般取前束一般取14.5mm 车轮跳动引起前束变车轮跳动引起前束变化化n 原因原因悬架导向机悬架导向机构杆件和转向系梯构杆件和转向系梯形杆件运动干涉形杆件运动干涉运动干涉引起前束变化运动干涉引起前束变化m1m2m1转向梯形转向梯形横拉杆运动决定横拉杆运动决定的的P点轨迹点轨迹m2由导向机由导向机构构O1B和和O2D运运动决定的动决定的P点运点运动轨迹动轨迹m1与与m2不重合，不重合，则前束发生变化，则前束发生变化，影响直线行驶稳影响直线行驶稳定性。定性。 2021-10-2510车轮跳动前束变化特性分析车轮跳动前束变化特性分

8、析n转向时外侧车轮前束减小，内侧车轮前束增加转向时外侧车轮前束减小，内侧车轮前束增加转向中转向中心由心由O1变为变为O1 不足转向趋势不足转向趋势O1O1右转弯右转弯转向中心转向中心内轮前束增加内轮前束增加外轮前束减小外轮前束减小转向中心转向中心不足转向趋势不足转向趋势2021-10-2511O1O1n转向时外侧车轮前束增加，内侧车轮前束减小转向时外侧车轮前束增加，内侧车轮前束减小转向中转向中心由心由O1变为变为O1 过度过度转向趋势转向趋势右转弯右转弯内轮前束减小内轮前束减小外轮前束增加外轮前束增加转向中心转向中心过度转向趋势过度转向趋势2021-10-2512前束合理变化特性前束合理变化特

9、性n车轮上下跳动时前束变化应尽量小车轮上下跳动时前束变化应尽量小n车轮上跳前束应减小，下落时前束应增加，以增大不足转向趋势车轮上跳前束应减小，下落时前束应增加，以增大不足转向趋势n车轮上下跳动车轮上下跳动40mm范围内，前束变化量在范围内，前束变化量在10 15 左右左右实例分析实例分析双横臂悬架前束角变化特性双横臂悬架前束角变化特性车轮跳动量车轮跳动量(mm)前前轮轮前前束束角角变变化化量量()CA6440前束变化量小，满足转向系与悬架前束变化量小，满足转向系与悬架系运动协调；但上跳和下落大于系运动协调；但上跳和下落大于10mm变为负变为负前束，对提高不足转向无助，甚至加剧过多转前束，对提高

10、不足转向无助，甚至加剧过多转向趋势，尤其转向杆系球头磨损后产生后束，向趋势，尤其转向杆系球头磨损后产生后束，不利于直线行驶稳定性；不利于直线行驶稳定性；CA1021U1在通用上下控制臂及布置不变条在通用上下控制臂及布置不变条件下，对转向节臂球头中心点比原来下降件下，对转向节臂球头中心点比原来下降12毫毫米）；汽车在转弯行驶时，能满足增加不足转米）；汽车在转弯行驶时，能满足增加不足转向特征的要求；向特征的要求；CA6471调整了摆臂布置，运动特性得到一调整了摆臂布置，运动特性得到一定改善；从满载位置上跳定改善；从满载位置上跳40mm左右的一段具左右的一段具有微小负前束，车轮下跳时，曲线处在正前束

11、有微小负前束，车轮下跳时，曲线处在正前束区域，这种变化趋势可适度地增加汽车的不足区域，这种变化趋势可适度地增加汽车的不足转向，有利于保持汽车的行驶稳定性转向，有利于保持汽车的行驶稳定性2021-10-25133.6 侧倾中心高度变化特性对整车性能的影响侧倾中心高度变化特性对整车性能的影响n侧倾中心高度合理变化特性侧倾中心高度合理变化特性n要求侧倾轴线尽量高且平行地面，要求侧倾轴线尽量高且平行地面，以减弱车身侧倾趋势；以减弱车身侧倾趋势；n车轮下落，侧倾中心高度应升高；车轮下落，侧倾中心高度应升高；车轮上跳，侧倾中心高度可适当降车轮上跳，侧倾中心高度可适当降低低n侧倾中心高度适宜，初始值为侧倾中

12、心高度适宜，初始值为38-90毫米侧倾中心不适宜有如下缺点：毫米侧倾中心不适宜有如下缺点：n侧倾中心过高，路面对车轮侧向力侧倾中心过高，路面对车轮侧向力通过控制臂给车身垂直分力使车身通过控制臂给车身垂直分力使车身抬高，产生举升效应，使舒适性降抬高，产生举升效应，使舒适性降低；低；n侧倾中心过高，导致侧倾时轮距变侧倾中心过高，导致侧倾时轮距变化较大，增加轮胎磨损；化较大，增加轮胎磨损；n降低侧倾中心，则加大侧倾力矩，降低侧倾中心，则加大侧倾力矩，使车身侧倾角加大，并使舒适性降使车身侧倾角加大，并使舒适性降低低选用横向稳定杆解决上述问选用横向稳定杆解决上述问题题n实例分析实例分析车轮跳动量车轮跳动量(mm)侧侧倾倾中中心心高高度度变变化化量量(mm) 双横臂悬架侧倾中心高度变化特性双横臂悬架侧倾中心高度变化特性nCA6440曲线尾部出现明显弯曲，说曲线尾部出现明显弯曲，说明车轮下跳明车轮下跳50mm时，即质心高度升高的时，即质心高度升高的同时，侧倾中心高度降低，这是比较危险同时，侧倾中心高度降低，这是比较危险的；的；nCA6471变化趋势比较理想，但侧倾变化趋势比较理想，但侧倾中心高度过低；为此，采用横向稳定杆提中心高度过低；为此，采用横向稳定杆提高侧倾刚度，感觉评价试验表明：侧倾特高侧倾刚度，感觉评价试验表明：侧倾特性比较理想，比性比较理想，比CA6440有较大