汽车底盘之悬架

1、汽车底盘之悬架1第1页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四底盘平台设计的灵魂 悬架与相关技术一、悬架的运动学、车身的侧倾与纵倾二、轮荷转移三、侧倾转向 四、侧向力转向五、纵向力转向六、车轮定位七、轮胎特性与稳态转向特性八、汽车操纵的瞬态响应2第2页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四一、悬架的运动学1. 传统的侧倾中心(R.C.)概念及其局限性“单摆”模型不能解释车身 的垂向运动（Jacking effect）非独悬架的R.C.纵倾是否也有“摆动中心”？3第3页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四2. 车身稳态位移的一般分析 车身受有三种力

2、（达朗贝尔概念） 1. 重心处的重力与惯性力 2. 导向杆系的导向力 3. 弹性元件的弹簧力P2P1NN1N24第4页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四 等效系统,将弹簧力简化 到车轮接地点(杠杆比为 1) 处,目的: 便于确定有效导向力的 方向与大小 初始弹簧力与重力抵消 便于由弹簧变形和轮距 (轴距)来确定车身位移N5第5页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四 弹簧力的确定 三种力相平衡 弹簧力必等于惯性力与导向力 的总和对于等效系统确定了导向力 就等于确定了弹簧力确定了弹簧力就等于确定了 车身倾角 导向力的分解与“力矩中心” 导向力合力未必水平 在“

3、中性面”处分解的意义： 车身的垂向平动与转动S2S2NS1S1N2N16第6页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四 “中性面”的确定 车身位移 其中：中性面7第7页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四2. 车身侧倾通常对称面就是中性面由单侧导向力方向可确定 (整车) 外加轮胎变形若左右载荷与弹簧刚度不对称?NS1S1N2N1S2S2c悬上质心h2h1ab8第8页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四大侧倾角下力矩中心的变化Z2N2S2Z1S1N1NN2cN19第9页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四3.侧倾性能小结 降低

4、的途径：降低重心， 提高力矩中心 提高侧倾力矩中心的 限制 取决于 与 10第10页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四4.其它导向机构(侧倾)等效单横臂概念“刚化定理”c对称面cc对称面c11第11页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四斜置单臂俯视（等效）俯视侧视（等效）后视12第12页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四5. 车身纵倾中性面N1N1N2X2X2Z2N2N1Z1X2N13第13页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四6. 其它导向机构 等效纵臂概念14第14页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，

5、星期四7. 钣簧的导向作用侧向反力作用线取决于吊耳、卷耳的刚性与弧高一般在卷耳平均高度点与第一片中点之间，更靠近卷耳高度纵向等效单臂，由车轮接地点运动学确定。N15第15页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四侧倾轴的倾角 前低后高是因为前面是双横臂后面非独立 驱动桥的侧倾中心不可太高（影响转弯时的驱动力）C1C216第16页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四8. 结构比较与案例分析独立悬架与非独立悬架的特点 侧倾力矩中心的高度: 多数非独立悬架和横单臂 独立悬架都较高, 其它独 立悬架(双横臂, 纵单臂, 纵双臂等）较低 有效弹簧距, 独立悬架的 有效弹簧

6、距等于轮距, 非 独立悬架 通常较小,特 殊布置可以不同17第17页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四Benz600前悬架 上下跳动时主肖后倾角 都会增大 具有明显的“抗点头角” 可安排所需要的侧倾力 矩中心高度（前轮与车身纵向的相对瞬心）18第18页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四“半独立”纵单臂后悬架 侧倾时横梁中点是一个“不 动点”,因此可看成一种“斜 置单臂”却只有一个铰点 横梁前移“臂长”增大,移至 铰点处 独纵单臂。移至 轮轴线 臂长为半轮距 （非独立悬架）19第19页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四 虚擬主肖:上两杆

7、与下两杆交点 尽量接近车轮中心面 纵向瞬心与横向瞬心 位置可以任意选择 可以满足 , 引起的 弹性转向要求多杆悬架满足多种要求虚擬主肖20第20页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四二、轮荷转移分析1. 纵向轴荷转移为何不能用侧向分析法？ 不对称PZ2PX1PX2PZ1MgPZ2PX1PX2PZ1在坡道上的轴荷转移在驱动与制动时的轴荷转移21第21页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四侧向轮荷转移的主要组成（ 时） 弹簧力转移（静不定问题 弹簧力转移取决于弹簧刚度分配,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） 高速时要计算空气力的作用在

8、同时存在 与 时，轮荷应叠加当 增大时 大的轴,轮荷转移加剧,会导致侧偏角急 剧增大2.侧向轮荷转移22第22页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四三、侧倾转向 1.非独立悬架的侧 倾转向 钣簧的侧倾转向 非独立悬架纵向单臂 非独立四连杆悬架 求轮心轨迹和三杆机构需求三点座标CA，BdD23第23页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四 独立纵单臂 水平轴 前后移动不产生转角 非水平轴 “八”字轴的不足转向性横向单臂和斜单臂独立悬架 侧倾转向性、等效臂长 铰轴的垂直分量前独立悬架与转向杆系的干涉转向多杆机构的杆涉转向 等效简化原理2.独立悬架的侧倾转向q等效系

9、统xq24第24页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四 转向系弹性引起的附加转角 导向系弹性引起的附加转向 独立纵臂与斜单臂后悬架的侧向力转向倾向 侧向力导致轮胎侧倾yFsykxaC/)FD(x+=dyFzF四、侧向力转向xDkxanddd+=Fy2Fy125第25页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四 随动转向后悬架 逆向弹性转向桑塔那的后悬架富康的随动转向后悬架 26第26页，共43页，2022年，5月20日，9点13分，星期四刹车转舵问题:太大盘式制动的优点纵向力引起车轮侧倾ABS引起的转向扰动DYC引起的转向扰动多杆悬架制动时的板簧卷曲五、纵向力转向K1c=n05.oeTT与ee05.0T320ln.TT=eTtAe-二自由度角输入运动角输入运动特征