某轻型客车底盘设计优化

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1、某轻型客车底盘设计优化　　摘要：某轻型客车开发过程中，由于受双横臂前悬架配气压制动系统、低地板等条件要求限制，悬架系统及转向系统均无法参考对标车设计，底盘硬点及底盘零部件需要全新设计开发。通过分析对标车性能的优缺点，开发过程中优化了前悬架主销定位参数、K&C特性、转向传动系统布置及后悬架K特性以提供车辆的操纵稳定性能，配合后期底盘调校工作使开发车型性能最终达到开发目标。　　关键词：双横臂悬架；气压制动；悬架K&C；操纵稳定性　　中图分类号：U463.33文献标识码：A文章编号：1005-2550（201

2、6）06-0060-05　　Abstract：Duringthedevelopmentprocessofalightbus，duetothelimitsofdoublewishbonefrontsuspensionwithairbrakesystem，lowfloor，suspensionsystemandsteeringsystemwereunabletoreferencethebenchmarkingbus，chassishardpointsandcomponentshadtoberedesign.

3、Byanalyzingtheadvantagesanddisadvantagesofthebenchmarkingbus，inthedevelopmentofthenewproduct，weoptimizedthefrontsuspensionkingpinparameters，K&Ccharacteristics，layoutofsteeringtransmissionsystemandrearsuspensionKcharacteristicswhichcanimprovethevehiclehan

4、dlingstabilityperformance，inlate7chassisturning，weachievedthegoalofthevehicleperformance.　　KeyWords：wishbonesuspension；airbrakesystem；suspensionK&C；handlingstability　　1前言　　汽车底盘设计过程需要解决布置、性能、耐久等关键技术，　　某轻型客车底盘开发过程中需要满足以下设计要求：1、双横臂前悬架配气压制动；2、后钢板弹簧非独立悬架；3、车身

5、二级踏步（前地板高度630mm）4、操纵稳定性及平顺性性能对标某一上市车型。由于目前市场上尚无此配置车型，因此底盘需要全新的设计开发，在保证底盘性能的同时还要保证底盘零部件的耐久可靠性要求。前悬架结构如图1所示：　　2底盘布置　　由于采用气压制动系统，在转向节位置需要配置一个尺寸较大的气室，且在转向过程中与转向节一起旋转，需要与上下摆臂、转向拉杆、减振器保持足够的空间，因而对底盘布置、运动间隙校核及零部件结构强度设计提出了巨大挑战。对标车双横臂前悬架结构如图2所示：　　由于车身二级踏步及车身纵梁成形要求

6、，双横臂悬架的扭杆弹簧只能安装在下摆臂上，为满足强度要求需要重新进行结构设计。　　对于双横臂悬架，上下摆臂外球铰点连线即为悬架主销，其在YZ平面及XZ平面投影相对Z轴的夹角即为主销内倾角及后倾角；主销穿地点与轮胎接地点在YZ平面及XZ平面的投影距离即为主销偏移距及后倾拖距；轮胎中心与主销轴线在YZ平面的投影距离即为纵向力臂[1]。7　　主销内倾角对车辆的重力回正有显著影响；主销后倾角及后倾拖距对车辆的侧向力回正及高速稳定性有显著影响[2]；主销偏移距对车辆的制动稳定性有显著影响，一般的设计范围为-10至

7、5mm；纵向力臂对车辆的力矩转向（加减速工况）特性有显著影响[3]，一般设计范围为小于75mm。　　通过对标车的主观评价及客观测试，发现对标车回正能力及高速稳定性能较差，为改进此方面性能，设计过程中将主销后倾角及后倾拖距增大；设计中由于气室的空间限制，主销偏移距采用最小化设计；同样由于气室的空间限制，纵向力臂采用最小化设计，如表1所示：　　3性能优化　　通过对标车的客观测试，发现对标车很多K&C特性并不是很理想，如前悬架Rollcamber大于1（外倾角随车轮上跳而增大）、后悬架Rollsteer趋势过

8、大及前悬架侧向力刚度过低等。针对以上问题通过多体运动学分析，调整悬架硬点及衬套刚度，对悬架K&C进行优化。　　悬架K&C优化遵循以下原则：尽量减小后轴的过度转向趋势，增大其等效侧偏刚度，提高车辆的侧向响应特性及稳定性；提高悬架侧向力刚度，提高车辆的侧向响应特性；降低悬架的纵向刚度，改善车辆的舒适性；优化前后悬架刚度，使前后悬架偏频匹配；优化前后悬架侧向中心高度及侧倾刚度，使整车的侧倾梯度及轮胎侧向载荷转移系数（TLLTD）合理等。　　对于双