懸架設(shè)計(jì)理論郭孔輝雷雨成

郭孔輝雷雨成2004

年

6

月汽車(chē)懸架設(shè)計(jì)理論與相關(guān)技術(shù)11、車(chē)輪定位2、懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)、車(chē)身的側(cè)傾與縱傾3、輪荷轉(zhuǎn)移4、側(cè)傾轉(zhuǎn)向5、側(cè)向力轉(zhuǎn)向6、縱向力轉(zhuǎn)向7、輪胎特性與穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性8、汽車(chē)操縱的瞬態(tài)響應(yīng)目錄2kdkx(外張）gyF(外向)ggzMkxD

1.1.車(chē)輪定位參數(shù)

車(chē)輪前束toe車(chē)輪外傾主銷(xiāo)后傾主銷(xiāo)內(nèi)傾主銷(xiāo)縱偏距主銷(xiāo)側(cè)偏距主銷(xiāo)拖距軸距l(xiāng)輪距B

主銷(xiāo)地面?zhèn)绕鄈bg1、車(chē)輪定位kxDkyDryFkbgkxr31.2、車(chē)輪外傾與輪胎側(cè)傾特性外傾因載荷、制動(dòng)與跳動(dòng)而改變輪胎側(cè)傾特性：側(cè)向力與反回正力矩外傾原因:“傳統(tǒng)”,間隙，彈性，路拱1.3、前束與輪胎側(cè)偏特性前束原因:平衡外傾載荷變化與車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)前束的變化干涉轉(zhuǎn)向干涉轉(zhuǎn)向的合理值滾動(dòng)阻力要求適當(dāng)增大前束，制動(dòng)時(shí)車(chē)輪前張()4

主銷(xiāo)拖距

高速回正原理

載荷變化（制動(dòng)）與車(chē)輪跳動(dòng)的變化

主銷(xiāo)拖距與撒手穩(wěn)定性

與前輪擺振xkktanRD+=x1.5、主銷(xiāo)內(nèi)傾與側(cè)偏距

低速回正性作用的消失

重力彈簧

回正力距與還是

成比例？

計(jì)算方法1.4、主銷(xiāo)后傾與縱偏距kyDryFkbg5

高速回正原理定位參數(shù)必須足以克服干摩擦(殘余橫擺角速度與轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)角）

轉(zhuǎn)向逆效率要低嗎？NO

減小轉(zhuǎn)向系干磨擦，減小定位角，加轉(zhuǎn)向阻尼器是近代趨勢(shì)

減?。ǖ孛嬷麂N(xiāo)側(cè)偏距）的意義和“負(fù)偏距”的優(yōu)點(diǎn)

盤(pán)式制動(dòng)的必要性-地面負(fù)偏移距趨勢(shì)

小的主銷(xiāo)后傾角，大的內(nèi)傾角1.6、主銷(xiāo)定位參數(shù)的選擇與近代趨勢(shì)62.1車(chē)身穩(wěn)態(tài)位移的一般分析車(chē)身受有三種力（達(dá)朗貝爾概念）1.重心處的重力與慣性力2.導(dǎo)向桿系的導(dǎo)向力3.彈性元件的彈簧力P2P1NN1N22、懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)7等效系統(tǒng),將彈簧力簡(jiǎn)化到車(chē)輪接地點(diǎn)(杠桿比為1)處,目的:━便于確定有效導(dǎo)向力的方向與大小━初始彈簧力與重力抵消━便于由彈簧變形和輪距(軸距)來(lái)確定車(chē)身位移N8彈簧力的確定三種力相平衡彈簧力必等于慣性力與導(dǎo)向力的總和對(duì)于等效系統(tǒng)確定了導(dǎo)向力就等于確定了彈簧力確定了彈簧力就等于確定了車(chē)身傾角（如果有橫向穩(wěn)定桿要考慮之）導(dǎo)向力的分解與“力矩中心”導(dǎo)向力合力未必水平在“中性面”處分解的意義：車(chē)身的垂向平動(dòng)與轉(zhuǎn)動(dòng)S2S2NS1S1N2N19

“縱傾中性面”的確定

車(chē)身位移

其中：中性面102.2、車(chē)身側(cè)傾通常對(duì)稱面就是中性面由單側(cè)導(dǎo)向力方向可確定(整車(chē))

外加輪胎變形若有橫向穩(wěn)定桿要考慮之或設(shè)計(jì)之NS1S1N2N1S2S2c懸上質(zhì)心h2h1ab11大側(cè)傾角下力矩中心的變化Z2N2S2Z1S1N1NN2cN1122.3、側(cè)傾性能小結(jié)

降低

的途徑：降低重心，提高側(cè)傾力矩中心提高側(cè)傾力矩中心的限制取決于與

132.4、其它導(dǎo)向機(jī)構(gòu)(側(cè)傾)━等效單橫臂概念“郭孔輝剛化定理”c對(duì)稱面雙橫臂14對(duì)稱面c麥弗遜懸架側(cè)傾中心15斜置溉單臂俯視（等效）俯視側(cè)視（等效）后視16復(fù)合明式懸往架側(cè)甲傾中臘心如果到扭桿壇梁靠坡近前黃鉸點(diǎn)夸獨(dú)立脈性好俱，但絲式側(cè)傾勞中心調(diào)低17非獨(dú)志立懸雷架側(cè)咸傾中啦心182.極5、釀車(chē)身呼縱傾中性芝面N1N1N2X2X2Z2N2N1Z1X2N192.殘6、德其它罵導(dǎo)向虧?rùn)C(jī)構(gòu)━郭孔飾輝等撕效縱堪臂理叨論202.嗚7、鐘鈑簧突的導(dǎo)港向作限用側(cè)向紗反力儉作用押線取停決于隊(duì)吊耳續(xù)、卷線耳的慢剛性妥與弧鋸高一般尺在卷齊耳平到均高軋度點(diǎn)炭與第姿一片妖中點(diǎn)肉之間京，更姓靠近卷胡耳高丈度，即作為針橫向飛側(cè)傾技中心縱向扯等效潮單臂陸，由尼車(chē)輪居接地房誠(chéng)點(diǎn)運(yùn)否動(dòng)學(xué)鋸確定皺。N21側(cè)傾蛛軸的呆傾角━前低所后高爽是因服為前鈔面是乞雙橫輸臂后咬面非復(fù)獨(dú)立━盡可想能提失高側(cè)脂傾中控心222.墊8、結(jié)構(gòu)末比較諒與案鍬例分咳析獨(dú)立匪懸架堅(jiān)與非怖獨(dú)立振懸架蓄的特每點(diǎn)━側(cè)傾種力矩贏中心套的高畢度:多數(shù)叮非獨(dú)百立懸末架和淺橫單業(yè)臂獨(dú)立胞懸架騎都較歌高,其它納獨(dú)立懸鋤架(雙橫睡臂,縱單量臂,縱雙什臂等個(gè)）較蜘低━有效習(xí)彈簧炊距,獨(dú)立資懸架滑的有效斧彈簧價(jià)距等鎖于輪匹距,非獨(dú)立斷懸架強(qiáng)通醒常較島小,特殊布值置可六以不愛(ài)同23Be驚nz雅─6著00前懸挺架━上下欲跳動(dòng)敢時(shí)主珍肖后死傾角都會(huì)紡增大━具有充明顯棵的“婚抗點(diǎn)害頭角望”━可安顛排所膨需要巾的側(cè)獲傾力矩中聞心高呈度（前輪頸與車(chē)暑身縱爭(zhēng)向的稿相對(duì)謊瞬心某）24“半脈獨(dú)立洽”縱稿單臂蠻后懸擁架━側(cè)傾藍(lán)時(shí)橫還梁中競(jìng)點(diǎn)是倚一個(gè)拌“不動(dòng)點(diǎn)甩”,因此吳可看恢成一愚種“輔斜置單再臂”愧卻只逢有一泳個(gè)鉸云點(diǎn)━橫梁講前移游“臂份長(zhǎng)”耍增大,移至鉸點(diǎn)駛處徒獨(dú)縱榆單臂資。移證至輪軸睛線走臂長(zhǎng)僅為半怠輪距（非謠獨(dú)立敞懸架賺）從1/罵1獨(dú)立描懸架~0辦.5衫/1劣~0鬧/1懸架弟（非銹獨(dú)立咳懸架脂）25三桿罪式前鈔懸架26空間惹四桿后式后蘇懸架27━虛擬禽主肖:上兩茶桿與駝下兩羨桿交棗點(diǎn)盡量夫接近全車(chē)輪著中心精面━縱向槽瞬心惡與橫停向瞬糕心位置暢可以測(cè)任意裕選擇━可以姐滿足,引起復(fù)的彈性鄙轉(zhuǎn)向健要求多桿個(gè)懸架━滿足偽多種源要求虛擬公主肖28菱帥歪汽車(chē)苗后四顆桿懸卷架29菱帥產(chǎn)汽車(chē)關(guān)四桿嘆式后野懸架—高不建足轉(zhuǎn)忘向的刺隨動(dòng)仇轉(zhuǎn)向店性能hw中性室面縱傾色中心側(cè)傾閘中心虛擬窯主銷(xiāo)后拖央距虛擬弱主銷(xiāo)303、輪挖荷轉(zhuǎn)途移分流析3.擁1、喚縱向冶軸荷甘轉(zhuǎn)移高速預(yù)時(shí)要僅考慮河空氣雹阻力PZ2PX1PX2PZ1MgPZ2PX1PX2PZ1在坡?tīng)?zhēng)道上專(zhuān)的軸璃荷轉(zhuǎn)駁移在驅(qū)儀動(dòng)與渣制動(dòng)增時(shí)的探軸荷轉(zhuǎn)移31側(cè)向代輪荷燥轉(zhuǎn)移幸的主吼要組蠢成（識(shí)時(shí)私）━彈簧筒力轉(zhuǎn)舍移（鳥(niǎo)靜不聰定問(wèn)就題彈簧拖力轉(zhuǎn)記移取唉決于澇彈簧姥剛度愛(ài)分配,由彈解簧變雕形計(jì)刑算）━導(dǎo)向賠力轉(zhuǎn)青移（刊由作價(jià)用在雨力矩眾中心早處的筍側(cè)向振力計(jì)使算）在同六時(shí)存弱在拔與同時(shí)，寺輪荷伍應(yīng)疊洪加當(dāng)境增棉大時(shí)咐大廈的軸,輪荷惹轉(zhuǎn)移慮加劇,會(huì)導(dǎo)為致側(cè)掃偏角炎急呢劇頸增大3.泛2、側(cè)瞞向輪爺荷轉(zhuǎn)坑移324、側(cè)酒傾轉(zhuǎn)鄙向4.樸1、非恢獨(dú)立劃懸架廈的側(cè)傾轉(zhuǎn)濤向鈑簧公的側(cè)般傾轉(zhuǎn)退向非獨(dú)系立懸寧架縱熔向單肺臂非獨(dú)虜立四石連桿柏懸架━求輪執(zhí)心軌怪跡和三桿伴機(jī)構(gòu)虜需求第三點(diǎn)龍座標(biāo)CA，BdD33獨(dú)立酒縱單揉臂━水平許軸前后擾移動(dòng)豆不產(chǎn)壩生轉(zhuǎn)懲角━非水寫(xiě)平軸“八嶼”字摧軸的蹲不足柏轉(zhuǎn)向續(xù)性橫向澇單臂捷和斜踢單臂畢獨(dú)立數(shù)懸架━側(cè)傾唇轉(zhuǎn)向歪性、擴(kuò)等效留臂長(zhǎng)━鉸軸幅的垂賄直分呈量前獨(dú)次立懸艦架與葉轉(zhuǎn)向叛桿系還的干你涉籍轉(zhuǎn)向多桿貨機(jī)構(gòu)嶺的桿擇涉轉(zhuǎn)使向等效傍簡(jiǎn)化艷原理4.龍2、獨(dú)找立懸棋架的罰側(cè)傾熟轉(zhuǎn)向q等效系統(tǒng)xq34轉(zhuǎn)向日系彈佩性引從起的肆附加藥轉(zhuǎn)角導(dǎo)向家系彈似性引斃起的已附加個(gè)轉(zhuǎn)向獨(dú)立醬縱臂踢與斜諒單臂序后懸堤架的傲側(cè)向善力轉(zhuǎn)莫向傾謠向側(cè)向賽力導(dǎo)淹致輪璃胎側(cè)始傾yFsykxaC/)FD(x+=dyFzF5、側(cè)取向力甲轉(zhuǎn)向xDkxanddd+=Fy2Fy135隨動(dòng)宰轉(zhuǎn)向損后懸貿(mào)架—逆向滾彈性養(yǎng)轉(zhuǎn)向桑塔妹那的蛙后懸饅架富康坑的隨裕動(dòng)轉(zhuǎn)源向后丘懸架36剎車(chē)艦轉(zhuǎn)舵漁問(wèn)題:太大盤(pán)式提制動(dòng)墓的優(yōu)芹點(diǎn)縱向榆力引箏起車(chē)變輪側(cè)癥傾AB沫S引起勸的轉(zhuǎn)慈向擾閱動(dòng)DY悅C引起怖的轉(zhuǎn)浙向擾景動(dòng)多桿浩懸架制動(dòng)殖時(shí)的趨板簧吸卷曲6、縱萬(wàn)向力漆轉(zhuǎn)向ρ<滋0ρ37制動(dòng)傘時(shí)的鐮板簧艘卷曲造成書(shū)制動(dòng)誘轉(zhuǎn)向6、縱申向力剃轉(zhuǎn)向38━加大隱前拉孝桿的項(xiàng)柔性,使后醉輪在凡側(cè)向因力作白用下賄產(chǎn)生屈向內(nèi)蜜轉(zhuǎn)向套角━通過(guò)瞇彈性婦轉(zhuǎn)角柿來(lái)抵音消側(cè)肅偏角,以提轟高后星輪有雜效側(cè)貝偏剛俯度━可以啦設(shè)計(jì)胡虛擬帝主肖武位置,引起配適當(dāng)?shù)膹椇硇赞D(zhuǎn)鏟向以偉增進(jìn)稿制動(dòng)鮮穩(wěn)定捕性多桿襪隨動(dòng)求轉(zhuǎn)向象后懸紡架V虛擬盞主肖.397、輪對(duì)胎特半性與序穩(wěn)態(tài)砍轉(zhuǎn)向拜特性*ya1da)(d.LvGy2120-?d-d=kVy212cda)(d/Lvd-d-=L121d-d2VR1ded21d-dya中性樸轉(zhuǎn)向停點(diǎn)1d2d'1d-臨界里車(chē)速壯開(kāi)環(huán)皆增益時(shí)不穩(wěn)按定:-U.搞Sy21ad-d過(guò)度捕轉(zhuǎn)向顯區(qū)40影響狀穩(wěn)態(tài)岔轉(zhuǎn)向醉特性針的因舟素輪胎伍特性融與穩(wěn)吃態(tài)轉(zhuǎn)想向特焦性穩(wěn)態(tài)近轉(zhuǎn)向己特性圣轉(zhuǎn)折培的原記因–側(cè)傾抗剛度班比–側(cè)傾舊力矩寫(xiě)中心震高度–隨皮的侵而–輪胎殘側(cè)偏壇特性射的飽盾和–驅(qū)動(dòng)休力對(duì)叫飽和提的影珠響–制動(dòng)衣力分住配41改善授穩(wěn)態(tài)英轉(zhuǎn)向襯特性最的措船施輪胎億特性傳與穩(wěn)齡態(tài)轉(zhuǎn)叨向特愚性–前置梯橫向住穩(wěn)定蘆器–后非紛獨(dú)立遮懸架Bs2–后非雜獨(dú)立膚懸架維板簧后下置–后板侮簧前吩低后浮高–后非灘獨(dú)立鋤中心兼彈簧–老Be甲nz的后郵懸架招：h2,中心嗽彈簧42–蔑“隨動(dòng)考轉(zhuǎn)向誘”–后懸占架的早反穩(wěn)唯定桿輪胎廁特性祝與穩(wěn)娘態(tài)轉(zhuǎn)悟向特賞性43v8、汽車(chē)收操縱諒動(dòng)態(tài)寄響應(yīng)干的基孕本分徐析二自探由度醉角輸路入運(yùn)困動(dòng)（線即性模鹿型）運(yùn)動(dòng)零模型鞏與座晌標(biāo)XY招Z固定棟于汽膚車(chē)重果心)r(+b?&側(cè)偏畏角：2vv2yPb絕對(duì)臘座標(biāo)d1y1yPy2dLbaj1dYXvxv44二自比由度瘡角輸堅(jiān)入運(yùn)擦動(dòng)微分隆方程兩、傳紋遞函援?dāng)?shù)其中拉氏變屋換得后傳遞挺函數(shù)451)(Rew)(wq相位s/m10=s/m10=rG/)j(rwdd/r)RI(tem1g-=q)