6×6越野汽车前独立悬架的设计与研究

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1、哈尔滨工业大学工学硕士学位论文第1章绪论1.1本文研究的目的和意义现今中国一汽与我校联合开发6×6越野汽车，并将其作为今后越野汽车开发的基本平台，来提高我国越野汽车的研发水平，从而满足2010年前后我国对第三代越野汽车的需求。在此项目中，越野汽车独立悬架系统的设计开发是一项重要的研究内容。悬架是现代越野汽车的重要总成之一，它把车体和车轴(或车轮)弹性的连接起来，其主要任务是传递作用在车轮和车体之间的一切力和力矩，并缓和由不平路面传给车体的冲击载荷，衰减由冲击载荷引起的承载系统的振动，以保证汽车的正常行驶[1]。悬架的结构形式以及性能的好坏直接影响着越野汽车

2、的通过性、平顺性、操纵稳定性等主要的性能。随着时代的发展，越野汽车对悬架的性能提出了更高的要求。传统的非独立悬架严重影响了越野汽车的平顺性、操纵稳定性、机动性等性能的提高[2]，因此越野汽车独立悬架应用技术的研究就成了目前一个重要的课题。与采用非独立悬架的越野汽车相比，采用独立悬架的越野汽车有如下优点[1]：非悬挂质量大幅度减小，悬架所受到并传给车身的冲击载荷较小，有利于提高越野汽车的行驶平顺性和轮胎的接地性能；其左右车轮的跳动没有 直接的相互影响，这就减少了越野汽车车身的倾斜和振动；悬架占用的横向 空间少，有利于发动机的布置，并可以降低发动机的安装位置，

3、从而降低了 越野汽车的汽车质心位置，有利于提高越野汽车的行驶稳定性；有利于实现 驱动轮转向；车轮的垂直跳动行程得到了提高，对经常在不良路面行驶的越 野卡车，平顺性得到很大改善。当今以美国为首的发达国家已经把独立悬架技术成功的应用到了越野汽 车上，其整车性能得到很大的改善，标志着第三代越野汽车时代的到来。采 用独立悬架技术的越野汽车以其优越的性能必将取代传统的被动悬架越野汽 车。我国在这方面的工作刚刚开始，而越野汽车独立悬架的核心技术目前属 于技术封锁的范围。为了满足我国建设和国防的需要，积极的研发越野汽车 独立悬架系统就成为我国汽车研发单位的一项重要而紧迫

4、的任务，这对提高 我国越野汽车整车的技术含量，缩小我国在越野汽车与国外的技术差距，具-1-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文有重要的现实意义和广阔的市场前景。1.1越野汽车独立悬架研究现状及分析1.2.1国外越野汽车悬架概况和研究方法越野汽车的悬架系统与军车的发展是密不可分的，大致经历了三个发展阶段[3~5]：第一阶段，40年代末到60年代的二战后。这时期，在欧美国家，中型车中以钢板弹簧的非独立悬架为主，还包括一些无悬架装置的车辆(如美国的8t级4×4型M520系列)。在前苏联轻中型车中还出现了扭杆独立悬架。第二个阶段：70~80年代，这个时期由于军车的吨位有

5、了大幅度的提高，因此改进后的悬架系统开始应用在军用车辆中。美国的中重型军车采用钢板式非独立悬架，其中对钢板的机构进行了改进，如MK48(8×8)20t系列铰接车的悬架结构(配以钢板弹簧的六连杆悬架，行程达356mm)。德国的轻型车中多采用钢板弹簧悬架和高机动越野车螺旋弹簧悬架，在中型车中采用了变刚度的螺旋弹簧悬架，在重型车中设计开发了变刚度的螺旋弹簧非独立悬架。法国的轻型车采用了可变刚度的螺旋弹簧悬架和钢板(半椭圆和平衡式)弹簧悬架。前苏联在轻型车中主要采用了纵置钢板弹簧悬挂，螺旋弹簧独立悬架和扭杆悬架，在重型车中应用了油气弹簧悬架。第三阶段：90年代以后

6、，随着越野汽车新技术的不断应用，对整车的性能要求也不断提高。悬架系统也有了进一步的发展。美国的重型车采用钢板弹簧悬架和空气弹簧悬架。德国中重型越野车中采用了单轴悬架系统和渐进行程的螺旋弹簧悬架，油气弹簧悬架。俄罗斯轻型车中采用螺旋弹簧非独立悬架或是钢板弹簧的非独立悬架。与此同时，美国奥什科什(OSHKOSH)公司[6,7]生产出了的MTVR系列，其采用了双横臂独立悬架系统，使悬架行程达到400mm，悬架性能得到了大幅提升，从而拉开了第三代越野汽车的序幕。目前中重型越野汽车独立悬架技术只有美国的美驰公司，白俄罗斯的明斯克公司，芬兰的Sisu公司及韩国的MON

7、EY公司等具有，它作为一种新的技术已经开始在军用和商用车领域有了较大规模的应用[8]。独立悬架作为整车的一个重要系统，其研究是与汽车整车的研发紧密联系在一起的。基于多体系统动力学理论的虚拟样机技术[9](VirtualPrototypingTechnology)是当前设计制造领域的一项新技术，它可以在各种虚拟环境中真实的模拟产品整体的运动及受力情况等，快速分析多种设计方案，使用虚拟-2-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文样机技术，不但可以缩短开发周期，而且大大提高了设计质量。因此该技术一进入汽车行业就得到了重视，而且越来越广泛的应用到整个行业中，大到整车小到发

8、动机曲柄等都可见到虚拟样机的身影[10,11]。Altarum研究