汽车底盘技术(华福林)

1、汽车底盘技术汽车底盘技术 浙江汽车工程学院浙江汽车工程学院20072007年年6 6月月2323日日汽车行路系汽车行路系汽车悬架系汽车悬架系10 课件内容 第一讲第一讲 3小时小时 内容： 1. 1. 概要概要 2. 2. 汽车悬架技术汽车悬架技术 2.1 2.1 振动理论基础振动理论基础 1.概要 一辆性能优良的轿车，几乎所有的整车性能，譬如一辆性能优良的轿车，几乎所有的整车性能，譬如：动力性、制动性、操纵稳定性、平顺性、舒适性、：动力性、制动性、操纵稳定性、平顺性、舒适性、经济性、通过性及安全性，都与底盘设计的优劣息息经济性、通过性及安全性，都与底盘设计的优劣息息相关。所谓汽车底盘，一般指

2、除车身（含内外饰件及相关。所谓汽车底盘，一般指除车身（含内外饰件及附件附件) )及电器以外的所有零部件总成装配成的平台而及电器以外的所有零部件总成装配成的平台而言，而汽车设计业内人士则还需将发动机、车架及它言，而汽车设计业内人士则还需将发动机、车架及它们相匹配的零部件总成排除在外。因此，通常将们相匹配的零部件总成排除在外。因此，通常将底底盘盘定义在两大系统之内，即：定义在两大系统之内，即： a. a. 传动系传动系: : 含离合器及其操纵机构、变速器（或前含离合器及其操纵机构、变速器（或前轮驱动轮驱动 箱及驱动轴）、传动轴、后桥及半轴。箱及驱动轴）、传动轴、后桥及半轴。 b. b. 行路系行路

3、系: : 含前轴系（包括车轮及轮毂）、悬架系含前轴系（包括车轮及轮毂）、悬架系、转向系、制动系及其各自的操纵机构。、转向系、制动系及其各自的操纵机构。 1.1 1.1 汽车悬架系汽车悬架系 经验丰富的驾驶员在对一辆新车试车后，除对其动力性、经经验丰富的驾驶员在对一辆新车试车后，除对其动力性、经济性评价外，该车的操纵稳定性、平顺性也是他们津津乐道的济性评价外，该车的操纵稳定性、平顺性也是他们津津乐道的话题。诸如车辆高速行驶下话题。诸如车辆高速行驶下“发不发飘发不发飘”、“摆不摆头摆不摆头”、“跑不跑偏跑不跑偏”等等。等等。1.2 1.2 要求要求 车辆悬架的弹性元件及阻尼元件的参数车辆悬架的弹性

4、元件及阻尼元件的参数及结构选择应保证车辆行驶的舒适性及结构选择应保证车辆行驶的舒适性( (平顺性平顺性),),行驶的安全性及转向的稳定性行驶的安全性及转向的稳定性. . 弹性元件、稳定杆、摆臂铰接、减震器弹性元件、稳定杆、摆臂铰接、减震器及其连结的形式与刚度；桥质量；发动机悬及其连结的形式与刚度；桥质量；发动机悬置形式；轴距与轮距；特别是轮胎性能，都置形式；轴距与轮距；特别是轮胎性能，都直接对车辆的上述性能起着决定作用直接对车辆的上述性能起着决定作用, ,因此因此, ,汽车悬架系应满足下述要求汽车悬架系应满足下述要求: : 1.2.1 缓解由于路面不平引起的振动 和冲击，保证良好的平 顺性。

5、1.2.2 衰减车身和车桥（或车轮）的振动。 1.2.3 传递车轮和车身（含车架）之间的各种力（垂直力、纵向力和横力）和力矩（制动力矩和反作用力矩）。 1.2.4 保证汽车行驶时的操稳性稳定性。 譬如软的弹性元件会导致车身侧倾度加大；低刚度和大行程的弹簧是获得优良行驶平顺 ，降低车身纵向振动和增大车轮与地面附着力及提高行驶安全性的前提。 例如，承受Gw=3000N载荷车轮落入深f=80mm的坑中(图1）, 假若采用刚度为Cs=10N/mm的软弹簧时，车轮与坑底相接触的一 瞬间剩余载荷为： Gw=Gw-fCs=3000-8010=2200 NCs=20N/mm时,其剩余载荷仅为1400N。有较高

6、的剩余载荷意味着轮胎与路面之间有良好的附着性。Csf=2040=800 N，而采用软弹簧时，该力增加值Csf=1040=400 N，因此车轮载荷变化较小。 图1-2xcxxkmgxmst )(0kxxcxm 0kxxm 0 xmkx fgmk2000 xx mkf212000kxxcxm 0 xmkxmcx 0220 xxnx ccckmcn2steAx00)2(0202steAnss02202nss2022, 1nnstStSeAeAx2211ccckmcn22202, 1njnstnjnttnjnteAeAx22022201ttnjtnetnj220220220sincos）tn（Aet）

7、nbtn（bexntnt22022022201sinsincosntemk0mkf2120011)1(1nTTTititiieeAeAeAA11lnlnTAAiieAAAAAAAAjj1433221.jjjjeAAAAAAAAAA).()()(143322111111ln1TAAjj20211112TT2121)2(12km2c111ln1TAAjj1)2(1240作业作业 1 ：将某款汽车视为单自由度有阻尼的自由振动系统，将某款汽车视为单自由度有阻尼的自由振动系统，汽车簧上质量汽车簧上质量m由由4只弹簧支撑着，由此产生的弹簧静挠度为只弹簧支撑着，由此产生的弹簧静挠度为f。为。为了能迅速衰减汽

8、车的上下振动，在弹簧支撑处装有减振器。由试验了能迅速衰减汽车的上下振动，在弹簧支撑处装有减振器。由试验测得两次振动后的振幅减小了测得两次振动后的振幅减小了10%，即，即A1/ A2=10，试求：，试求： 1）振动的减幅系数）振动的减幅系数和对数衰减率和对数衰减率； 2）衰减系数）衰减系数n和衰减振动周期和衰减振动周期T1； 3）若要汽车不振动，求减振器的临界阻尼系数）若要汽车不振动，求减振器的临界阻尼系数Cc。 已知：质量已知：质量m=2450kg； 弹簧静挠度弹簧静挠度 f=15 cm41解：若只考虑汽车上下振动，可把解：若只考虑汽车上下振动，可把4个弹簧视为一个当量弹簧，其等效刚度为个弹簧

9、视为一个当量弹簧，其等效刚度为系统的固有频率为系统的固有频率为:1)求振动减幅系数求振动减幅系数和和对数衰减率对数衰减率 因为因为 则则 mNmgkste/16000015. 081. 92450sradgmmgmkstste/08.815980010.2322131AAAAAA162. 310 42 对数衰减率对数衰减率 2) 求衰减系数求衰减系数n和衰减振动周期和衰减振动周期T1由相对阻尼系数由相对阻尼系数 n= =0.18028.08=1.4559 3) 求减震器的临界阻尼系数求减震器的临界阻尼系数(汽车不能产生振动汽车不能产生振动)CC 151. 1162. 3lnln1802. 01

10、)151. 12(11)2(1221ssT7906. 01802. 0108. 8212221msNmCC/.3960008. 8245022图图2-122-122222mmmmcrf022bmamrf222222bmammJrfyyyaLmmy21bLmmy22)1 (23abmmyaby221kk 和0)()(0)()()()()()(12222112212121xakbkbkakJcakbkxkkxmbxbkaxakJbxkaxkxmC 00)()(002221121221xbkakakbkakbkkkxJmC akbk12000000222121xbkakkkxJmC bxxaxx21

11、,0)()(0)()(xma221121221121xbabkxbaakxJxJxbakxbakxmbCC 00221222222112212222xkxlabmxlamxkxlabmxbbmcccc 00222122121211xxxxxx 2221ccCcbabmJ)()(22222222112222ccccamlkbmlkaabc12abc11122122211)()(mkmblkabbmlkbmlkC22222222222)()(mkmalkabamlkamlkCmlammlbm21,)sin()sin()sin()sin(222211212221211111tAtAxtAtAxsradmk/32221012mm921kk00)(2212222212111xkxkxmxkxkkxm 00222122221211211xmkxmkxxmkxmkkx 121mkka12mkb 22mkdc00212211dxcxxbxaxx )sin()sin(2211ptAxptAx0)(0)(221212ApdcAbAApa022pdcbpa0)(22bcpdpa0)()(24bcadpdap2pbcdadabcaddadap222, 12)2(2)()2(22221