多連桿懸架與雙橫臂懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性分析

1、設(shè)計(jì)計(jì)算研究多連桿懸架與雙橫臂懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性分析楊樹(shù)凱 宋傳學(xué) 吳仕賦 姬鵬吉林大學(xué) 笫汽車(chē)集團(tuán)公司技術(shù)中心 河北工程大學(xué)【摘嬰】改進(jìn)了某輕型客貨兩用車(chē)雙橫臂式詢(xún)懸架系統(tǒng)為多連桿懸架系統(tǒng) 運(yùn)用多體動(dòng)力學(xué)軟件建立了該雙槌臂與多連桿詢(xún)懸架及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)模型.采用輪跳方法、加我地而制動(dòng)力和側(cè)向力方法對(duì)兩種 懸架系統(tǒng)進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)與彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特牲仿貞對(duì)比分析.結(jié)果表明多連桿懸架對(duì)車(chē)身的側(cè)傾和縱傾、車(chē)輪定位及順 從轉(zhuǎn)向效應(yīng)等都比雙橫臂懸架具有較好的抑制作用自利于提離汽車(chē)操縱穩(wěn)定性.主題詞雙橫臂懸架 多連桿懸架 運(yùn)動(dòng)學(xué) 彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)中圖分類(lèi)號(hào)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼文章編號(hào)設(shè)計(jì)計(jì)算研究設(shè)計(jì)計(jì)算研究責(zé)任編輯

2、文楫 月 日。修改槁收到日期為年© 1994-212 hin Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. kknct 刖H與雙橫臂懸架相比 在對(duì)懸架進(jìn)行車(chē)輪跳動(dòng)和加載外力的分析中 多連桿懸架衣現(xiàn)出較好的運(yùn)動(dòng) 學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性使氏更冇利于提高汽車(chē)多方 rfri的性能尤梵是提高操縱穩(wěn)定性。因此近兒年來(lái) 多連桿懸架開(kāi)始得到人們較多的關(guān)注在性能要求設(shè)計(jì)計(jì)算研究 較高的汽車(chē) 尤兀是高檔轎車(chē) 上開(kāi)始越來(lái)越多地 被采用。在對(duì)某輕型貨車(chē)雙橫臂懸架的改進(jìn)項(xiàng)冃中 建 立了該車(chē)的雙橫臂前懸架系統(tǒng)仿真模型在不改變 其

3、他元件的悄況下將該雙橫臂懸架的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)適 當(dāng)?shù)馗脑鞛槎噙B桿 不包括前推力桿為 連桿懸 架系統(tǒng) 并對(duì)各連桿的布置位暨進(jìn)行了優(yōu)化。通過(guò) 加載制動(dòng)力、側(cè)向力和施加輪跳運(yùn)動(dòng) 對(duì)比分析了 雙橫臂懸架和多連桿懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)與彈性運(yùn)動(dòng)學(xué) 特性 給出了二者在多方面所表現(xiàn)出來(lái)的特性曲 線。多連桿與雙橫弼獨(dú)立前懸架系統(tǒng)仿真模 型的建立利用建立了雙橫臂和多連桿兩種獨(dú)立前懸架系統(tǒng)的仿真模世以對(duì)兩種懸架的運(yùn) 動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行對(duì)比。雙橫臂懸架建模 數(shù)據(jù)來(lái)源于某輕型貨車(chē)的前懸架K導(dǎo)向機(jī)構(gòu)是雙 橫臂 彈性元件是扭桿彈簧。多連桿懸架模型的導(dǎo) 向機(jī)構(gòu)是把雙橫臂懸架的上、下 臂適當(dāng)?shù)馗脑鞛?根空間連桿 每根連桿分別用球狡和旋

4、轉(zhuǎn)副與主 銷(xiāo)軸和車(chē)體相連接其彈性元件、阻尼元件和輪胎 及試驗(yàn)臺(tái)等與雙橫臂懸架相同 這保證了兩種懸架 的運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性八冇可比性。兩種總架 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式如圖、圖所示。圖 雙橫臂懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)?？?qǐng)D 多連桿懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)?？崭脑觳?yōu)化后的多連桿懸架各關(guān)鍵點(diǎn)兒何位 置坐標(biāo)向后為正向右為正向上為正如表 所列。雙橫臂懸架上、下橫臂安裝點(diǎn)兒何位置坐標(biāo) 如農(nóng)所列梵他備點(diǎn)坐標(biāo)位置與多連桿懸架相 同。雙橫臂懸架上、卜橫臂與車(chē)體連接備襯套剛度 值線性區(qū)如表所列。衣多連桿懸架的關(guān)鍵點(diǎn)位朮坐杯左側(cè)懸架關(guān)鍵點(diǎn)位置減振器下安裝點(diǎn)減振器上安裝點(diǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)與主銷(xiāo)軸線交點(diǎn)下就連桿內(nèi)安裝點(diǎn)下詢(xún)連桿外安裝點(diǎn)下垢連桿內(nèi)安裝點(diǎn)下

5、后連桿外安裝點(diǎn)推力桿就安裝點(diǎn)推力桿后安裝點(diǎn)轉(zhuǎn)向橫拉桿內(nèi)安裝點(diǎn)轉(zhuǎn)向橫拉桿外安裝點(diǎn)扭桿彈簧詢(xún)安裝點(diǎn)扭桿彈贊后安裝點(diǎn)上詢(xún)連桿內(nèi)安裝點(diǎn)上詢(xún)連桿外安裝點(diǎn)上后連桿內(nèi)安裝點(diǎn)上后連桿外安裝點(diǎn)車(chē)輪中心衣雙橫皆懸架上、下戰(zhàn)臂安裝點(diǎn)位直坐標(biāo)左側(cè)關(guān)進(jìn)點(diǎn)位？2上橫宵外連接點(diǎn)上檢臂也安裝點(diǎn)上桃臂后安裝點(diǎn)下橫臂內(nèi)安裝點(diǎn)下槪臂外連接點(diǎn)衣雙橫宵懸架上、下懂宵連接襯套剛度襯套位進(jìn)徑向剛度軸向剛度下樋晉與車(chē)體連接處上橫臂詢(xún)端與車(chē)體連接處上橫皆后端與車(chē)體連接處本文主要研究懸架桿件結(jié)構(gòu)形式對(duì)懸架特性 的影響為此設(shè)多連桿懸架乞襯套剛度特性與原雙 橫門(mén)懸架相應(yīng)連接點(diǎn)處襯套的剛度特性相同即多 連桿懸架上前后連桿與車(chē)體連接襯套的剛度特性 與雙

6、橫怦懸架上橫劈前后端與車(chē)體連接襯套的剛("4-994-20-12 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:M彊w旱如設(shè)計(jì)計(jì)算研究輪跳輪跳時(shí)兩種懸架剛度變化対比XXXXX-姜連桿懸nth 一小劈懸架側(cè)仙L輪跳時(shí)«種懸架的輪距變化對(duì)比輪跳輪跳時(shí)兩種懸架的側(cè)傾角剛度變化對(duì)比度特性相同下前連桿和下后連桿與車(chē)體連接襯套 的剛度特性與雙橫臂懸架下橫臂與車(chē)體連丨I套 的剛度特性相同。另外 兩種懸架的車(chē)輪初始定位 參數(shù)均相同前束外傾角 °。轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性

7、運(yùn)動(dòng)學(xué)特性會(huì) 產(chǎn)生干涉影響因此需建立轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型。轉(zhuǎn)向系 統(tǒng)為齒輪齒條式。將懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和懸架試 驗(yàn)臺(tái)裝配后的多連桿懸架系統(tǒng)仿真模型如圖 所 示雙橫臂懸架系統(tǒng)仿其模型與之類(lèi)同。圖 多連桿懸架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈件運(yùn)動(dòng)學(xué)仿貞模弋 雙橫忡懸架與多連桿懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)與彈性 運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的對(duì)比分析根據(jù)文獻(xiàn) 懸架的運(yùn)動(dòng)特性包括運(yùn)動(dòng)學(xué)和 彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)兩個(gè)方面的內(nèi)容要較為全面地分析懸 架運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性 需要從力輸入 外加 栽荷和位移輸入兩個(gè)方面進(jìn)行分析。鑒于兩種懸 架都是獨(dú)立懸架本文對(duì)此兩種懸架的對(duì)比分析分 別在位移輸入中的左右車(chē)輪平行跳動(dòng)、力輸入中的 加載地面制動(dòng)力和加載地面?zhèn)认蛄ο逻M(jìn)行。左、右車(chē)輪平行跳

8、動(dòng)時(shí)多連桿與雙橫臂懸架運(yùn) 動(dòng)學(xué)特性對(duì)比原車(chē)懸架車(chē)輪上、下跳動(dòng)的基本行程為 為更清楚地比較二者在大行程運(yùn)動(dòng)時(shí)的特性在仿 真分析時(shí)對(duì)左、右車(chē)輪平行地輸入 好地抑制了外傾角和前束角的變化最 這對(duì)提高操 縱穩(wěn)定性和減少輪胎的序損是有利的。從圖、圖 可見(jiàn)多連桿懸架的懸架剛度和懸架側(cè)傾角剛度比 雙橫腎懸架得到明秋提高說(shuō)明其懸架剛性得到增 強(qiáng)。圖 說(shuō)明 在相同的輪跳卜多連桿懸架的左右 輪距變化比雙橫臂懸架要小得多 這對(duì)減少輪胎磨 損是很有利的。一多連桿懸架雙連桿懸架圖制動(dòng)力作用下多連桿與雙橫臂懸架彈性運(yùn)動(dòng) 學(xué)特性對(duì)叱加載制動(dòng)力是分析懸架彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的重 要方法。仿真時(shí)給每個(gè)前輪加載 線性漸 增的地Ifil

9、制動(dòng)力兩種懸架主要參數(shù)隨制動(dòng)力的變 化關(guān)系分別見(jiàn)圖嗣 01994-212hin Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.kbnet 設(shè)計(jì)計(jì)算研究的跳動(dòng)行程。仿戊得到的兩種慫架主要參數(shù)隨輪跳 的變化關(guān)系見(jiàn)圖咽O1994-212hin Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.kbnet 設(shè)計(jì)計(jì)算研究 一多連桿懸架X橫宵懸架多連桿懸架前柬角制動(dòng)力圖制動(dòng)力作用卜兩種懸架車(chē)輪轉(zhuǎn)向

10、角變化的對(duì)比制動(dòng)力圖 制動(dòng)力作用卜兩種懸架輪心縱向位移雖變化的對(duì)比輪跳圖 輪跳時(shí)苗種然架的渝束角和外傾角變化對(duì)比車(chē)輪外傾角和前束角對(duì)汽車(chē)的氏線行駛穩(wěn)定 性、穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性和輪胎熔損都佇較大的影響。為 此 希望在輪跳時(shí)這兩個(gè)角度不宜過(guò)多地偏離初始 值。由圖 可以看出多連桿懸架比雙橫臂懸架較1994-212hin Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.kbnet 設(shè)計(jì)計(jì)算研究1994-212hin Academic Journal Electronic Publishing House

11、. All rights reserved.kbnet 設(shè)計(jì)計(jì)算研究制動(dòng)力一姜連樸懸架 一女橫鴨懸架圖制動(dòng)力作用卜 兩種懸架詢(xún)束角變化的對(duì)比制動(dòng)力圖制動(dòng)力作用下炳種懸架制動(dòng)“點(diǎn)頭”呈變化的由圖 看出 隨著制動(dòng)力的增加 雙橫臂懸架 的車(chē)輪轉(zhuǎn)向角變化明顯人于多連桿總架說(shuō)明在汽 車(chē)制動(dòng)時(shí)多連桿懸架比雙橫臂懸架能更好地抑制 順從轉(zhuǎn)向效應(yīng)。由圖 和圖 可見(jiàn)多連桿懸架的 兩個(gè)參數(shù)變化都小于雙橫臂懸架表明制動(dòng)時(shí)多連 桿懸架能較好地保持操縱穩(wěn)定性并能防止輪胎的 過(guò)多擁?yè)p。由圖 知多連桿懸架的制動(dòng)“點(diǎn)頭”量 明顯小于雙橫臂懸架衣明炙連桿懸架抗制動(dòng)“點(diǎn) 頭”能力得到較大提高。側(cè)向力作用下多連

12、桿與雙橫臂懸架彈性運(yùn)動(dòng) 學(xué)特性對(duì)比根據(jù)該車(chē)的實(shí)際情況仿真時(shí)給每個(gè)詢(xún)輪施加 線性漸增的地面?zhèn)认蜃鞔Φ脙煞N懸架相關(guān)性能參數(shù)隨側(cè)向力變化的對(duì)比情況見(jiàn)圖期卜多連桿懸架比雙橫臂懸架能更好地限制車(chē)輪中 心橫向位移量因而能更好地防止輪胎燒損。一多連桿懸架 一雙橫臂懸架1側(cè)向力圖 側(cè)向力作用下兩種懇架輪心橫向位移就變化的對(duì)比結(jié)束語(yǔ)與雙橫臂懸架相比務(wù)連桿懸架的導(dǎo)向桿件可 以更靈活地布置。適當(dāng)?shù)貎?yōu)化多連桿懸架連桿的位 置和軸線角度i«1不同程度地兼得橫臂式利縱臂式 懸架的優(yōu)點(diǎn)較好地改善恐架運(yùn)動(dòng)學(xué)和彈性運(yùn)動(dòng)學(xué) 特性.通過(guò)上述輕型貨車(chē)女連桿和雙橫臂懸架的運(yùn) 動(dòng)學(xué)與彈性運(yùn)動(dòng)學(xué)特性對(duì)比 可知多連桿懸架八冇 如

13、下主耍優(yōu)點(diǎn)。較好地抑制了車(chē)輪前束角和外傾角的變化。 在種分析中尤其是在制動(dòng)力和側(cè)向力作用下 英前束角的變化都遠(yuǎn)小于雙橫臂懸架在側(cè)向力作 用下基本上保證了外傾角沒(méi)有過(guò)大的變化。較大程度地提高了懸架剛度和懸架側(cè)傾角 剛度從而能較好地抑制車(chē)身的側(cè)向側(cè)傾運(yùn)動(dòng)鮫 好地抑制了制動(dòng)力作用卜的制動(dòng)“點(diǎn)頭”帛 從而能 減小制動(dòng)時(shí)車(chē)身的縱向仰俯運(yùn)動(dòng)。較大程度地抑制了側(cè)向力、制動(dòng)力作用下 的車(chē)輪轉(zhuǎn)向角 從而能夠較好地抑制順從轉(zhuǎn)向效 應(yīng)。© H94冷 12 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.http

14、:/vwxnkyi< .設(shè)計(jì)計(jì)算研究一第連桿忿架 雙暢叭懇架較好地限制了在輪跳和外力作川時(shí)輪距的 變化這對(duì)減少輪胎磨損是很有利的。參右文獻(xiàn)郭孔輝汽車(chē)操縱動(dòng)力學(xué)長(zhǎng)祥古林科學(xué)技術(shù)出版社側(cè)向力© H94冷 12 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.http:/vwxnkyi< .設(shè)計(jì)計(jì)算研究© H94冷 12 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.http:

15、/vwxnkyi< .設(shè)計(jì)計(jì)算研究圖側(cè)向力作用卜兩種懸架轉(zhuǎn)向角變化的對(duì)比 楊樹(shù)凱汽乍獨(dú)立懸架性能評(píng)價(jià)指標(biāo)與評(píng)價(jià)方法及其仿真© H94冷 12 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.http:/vwxnkyi< .設(shè)計(jì)計(jì)算研究© H94冷 12 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.http:/vwxnkyi< .設(shè)計(jì)計(jì)算研究雙橫將懸架車(chē)輪外傾角多連桿懸架前束角|雙械曹&架前束角連桿息架勺:輪外傾角修改稿收到門(mén)期為年 月 口。實(shí)現(xiàn)學(xué)位論文長(zhǎng)祚古林大學(xué)長(zhǎng)春汽車(chē)研究所汽車(chē)設(shè)計(jì)于冊(cè)整車(chē)底盤(pán)卷長(zhǎng)春米奇