悬架设计理论-郭孔辉雷雨成

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1、郭孔辉雷雨成2004年6月汽车悬架设计理论与相关技术11、车轮定位2、悬架的运动学、车身的侧倾与纵倾3、轮荷转移4、侧倾转向5、侧向力转向6、纵向力转向7、轮胎特性与稳态转向特性8、汽车操纵的瞬态响应目录2kdkx(外张）gyF(外向)ggzMkxD1.1.车轮定位参数车轮前束toe车轮外倾主销后倾主销内倾主销纵偏距主销侧偏距主销拖距轴距l轮距B主销地面侧偏距kbg1、车轮定位kxDkyDryFkbgkxr31.2、车轮外倾与轮胎侧倾特性外倾因载荷、制动与跳动而改变轮胎侧倾特性：侧向力与反回正力矩外倾原因:“传统”,间隙，弹性，路拱1.3、前束与轮胎

2、侧偏特性前束原因:平衡外倾载荷变化与车轮跳动时前束的变化干涉转向干涉转向的合理值滚动阻力要求适当增大前束，制动时车轮前张()4主销拖距高速回正原理载荷变化（制动）与车轮跳动的变化主销拖距与撒手稳定性与前轮摆振xkktanRD+=x1.5、主销内倾与侧偏距低速回正性作用的消失重力弹簧回正力距与还是成比例？计算方法1.4、主销后倾与纵偏距kyDryFkbg5高速回正原理定位参数必须足以克服干摩擦(残余横摆角速度与转向盘转角）转向逆效率要低吗？NO减小转向系干磨擦，减小定位角，加转向阻尼器是近代趋势减小（地面主销侧偏距）的意义

3、和“负偏距”的优点盘式制动的必要性-地面负偏移距趋势小的主销后倾角，大的内倾角1.6、主销定位参数的选择与近代趋势62.1车身稳态位移的一般分析车身受有三种力（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P2P1NN1N22、悬架的运动学7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N8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

4、身倾角（如果有横向稳定杆要考虑之）导向力的分解与“力矩中心”导向力合力未必水平在“中性面”处分解的意义：车身的垂向平动与转动S2S2NS1S1N2N19“纵倾中性面”的确定车身位移其中：中性面102.2、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)外加轮胎变形若有横向稳定杆要考虑之或设计之NS1S1N2N1S2S2c悬上质心h2h1ab11大侧倾角下力矩中心的变化Z2N2S2Z1S1N1NN2cN1122.3、侧倾性能小结降低的途径：降低重心，提高侧倾力矩中心提高侧倾力矩中心的限制取决于与132.4、其它导向机构(侧倾)━等效单横臂概念“郭

5、孔辉刚化定理”c对称面双横臂14对称面c麦弗逊悬架侧倾中心15斜置单臂俯视（等效）俯视侧视（等效）后视16复合式悬架侧倾中心如果扭杆梁靠近前铰点独立性好，但侧倾中心低17非独立悬架侧倾中心182.5、车身纵倾中性面N1N1N2X2X2Z2N2N1Z1X2N192.6、其它导向机构━郭孔辉等效纵臂理论202.7、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，作为横向侧倾中心纵向等效单臂，由车轮接地点运动学确定。N21侧倾轴的倾角━前低后高是因为前面是双横臂后面非独立━尽可能提高侧倾中心222.8

6、、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距等于轮距,非独立悬架通常较小,特殊布置可以不同23Benz─600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）24“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）从1/1独立

7、悬架~0.5/1~0/1悬架（非独立悬架）25三杆式前悬架26空间四杆式后悬架27━虚擬主肖:上两杆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28菱帅汽车后四杆悬架29菱帅汽车四杆式后悬架—高不足转向的随动转向性能hw中性面纵倾中心侧倾中心虚拟主销后拖距虚拟主销303、轮荷转移分析3.1、纵向轴荷转移高速时要考虑空气阻力PZ2PX1PX2PZ1MgPZ2PX1PX2PZ1在坡道上的轴荷转移在驱动与制动时的轴荷转移31侧向轮荷转移的主要组成（时）━弹簧力转移（静不定问题弹簧

8、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