底盘平台设计的灵魂 郭孔辉.ppt

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1、郭孔辉2003年2月底盘平台设计的灵魂—悬架与相关技术底盘平台设计的灵魂—悬架与相关技术一、悬架的运动学、车身的侧倾与纵倾二、轮荷转移三、侧倾转向四、侧向力转向五、纵向力转向六、车轮定位七、轮胎特性与稳态转向特性八、汽车操纵的瞬态响应一、悬架的运动学§1.传统的侧倾中心(R.C.)概念及其局限性“单摆”模型不能解释车身的垂向运动（Jackingeffect）非独悬架的R.C.纵倾是否也有“摆动中心”？§2.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P2P1NN1N2等效

2、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N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身倾角导向力的分解与“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S2S2NS1S1N2N1“中性面”的确定车身位移其中：中性面§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)外加轮胎变形若左右载荷与弹簧刚度不对称……?NS

3、1S1N2N1S2S2c悬上质心h2h1ab§3.侧倾性能小结降低的途径：降低重心，提高力矩中心提高侧倾力矩中心的限制取决于与Benz─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）“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）━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

4、要求多杆悬架━满足多种要求虚擬主肖二、轮荷转移分析§1.纵向轴荷转移为何不能用侧向分析法？─不对称PZ2PX1PX2PZ1MgPZ2PX1PX2PZ1在坡道上的轴荷转移在驱动与制动时的轴荷转移侧向轮荷转移的主要组成（时）━弹簧力转移（静不定问题弹簧力转移取决于弹簧刚度分配,由弹簧变形计算）━导向力转移（由作用在力矩中心处的侧向力计算）━高速时要计算空气力的作用在同时存在与时，轮荷应叠加当增大时大的轴,轮荷转移加剧,会导致侧偏角急剧增大§2.侧向轮荷转移三、侧倾转向§1.非独立悬架的侧倾转向钣簧的侧倾转向非独立悬架纵向单臂非独立四连杆悬

5、架━求轮心轨迹和三杆机构需求三点座标CA，BdD§4.其它导向机构(侧倾)━等效单横臂概念“刚化定理”c对称面cc对称面c斜置单臂俯视（等效）俯视侧视（等效）后视§5.车身纵倾中性面N1N1N2X2X2Z2N2N1Z1X2N大侧倾角下力矩中心的变化Z2N2S2Z1S1N1NN2cN1§6.其它导向机构━等效纵臂概念§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，更靠近卷耳高度纵向等效单臂，由车轮接地点运动学确定。N侧倾轴的倾角━前低后高是因为前面是双横臂后面非独立━驱动桥的侧倾中心不可太高

6、（影响转弯时的驱动力）C1C2§8.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独立纵单臂━水平轴前后移动不产生转角━非水平轴“八”字轴的不足转向性横向单臂和斜单臂独立悬架━侧倾转向性、等效臂长━铰轴的垂直分量前独立悬架与转向杆系的干涉转向多杆机构的杆涉转向等效简化原理§2.独立悬架的侧倾转向q等效系统xq转向系弹性引起的附加转角导向系弹性引起的附加

7、转向独立纵臂与斜单臂后悬架的侧向力转向倾向侧向力导致轮胎侧倾yFsykxaC/)FD(x+=dyFzF四、侧向力转向xDkxanddd+=Fy2Fy1随动转向后悬架—逆向弹性转向桑塔那的后悬架富康的随动转向后悬架刹车转舵问题:太大盘式制动的优点纵向力引起车轮侧倾ABS引起的转向扰动DYC引起的转向扰动多杆悬架制动时的板簧卷曲五、纵向力转向ρ<0ρ制动时的板簧卷曲造成制动转向五、纵向力转向━加大前拉杆的柔性,使后轮在侧向力作用下产生向内转向角━通过弹性转角来抵消侧偏角,以提高后轮有效侧偏刚度━可以设计虚擬主肖位置,引

8、起适当的弹性转向以增进制动稳定性多杆随动转向后悬架V虚擬主肖.kdkx(外张）gyF(外向)ggzMkxD§1.车轮定位参数车轮前束toe车轮外倾主销后倾主销内倾