四,侧向力转向
=转向系弹性引起的附加转角 δa = (Dx + ξk Fy ) / Cs =导向系弹性引起的附加转向 =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 Fy2 Fy1
Dx ξk
δ = δn + δa
F
Fy
y
Fz
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斜置单臂
ρ XZ ρ YZ ρ YZ
后视
ρ XZ
U
x
侧视(等 效)
俯视
Ux
俯视(等 效)
ρ YZ
Uy
Uy
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§5. 车身纵倾
θ
x
& M & .e x x = C θ x Mge
x
(非独立悬架)
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=多杆悬架━满足多种要求
PxZ PYZ
━ 虚拟主肖:上两杆与下两杆交点 尽量接近车轮中心面 虚拟主肖 ━ 纵向瞬心与横向瞬心 位置可以任意选择 ━ 可以满足 Fx , F y 引起的 弹性转向要求
Mg
中性面
Mg
Nh
NZ
K1
车身位移
Mθ θ = Cθ
N
K2
a2
Z = N z / ∑ ki
其中:
a1
λ
M θ = Mg .e + mg .θe
2 Cθ = K1a1 + K2b2 1
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§2.车轮外倾与轮胎侧倾特性
=外倾原因:"传统",间隙,弹性,路拱 =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
§3.前束与轮胎侧偏特性
=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( ρ > 0 )
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§4.主销后倾与纵偏距
= 主销拖距 = 高速回正原理
V2 Fy = G1 = G1 g Rg ay
Bs
Be
lBenz—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
λ1
αk
(前轮与车身纵 向的相对瞬心)
p YZ1
p XZ 2
p YZ 2 p YZ 2 p YZ1
p XZ1 p XZ
PYZ 1 P YZ 2
λ2
λ2
λ1
p XZ1 p XZ 2 ρ 2
ρ1
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l"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 轮轴线 独纵单臂.移至 臂长为半轮距
§6. 其它导向机构 ━
等效纵臂概念
Ux
P xZ
PxZ
U
x
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§7. 钣簧的导向作用
h=
ey
r 2
3 ρ= L 4
N l侧向反力作用线取决于吊耳,卷耳的刚性与弧高 l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 l纵向等效单臂,由车轮接地点运动学确定.
N
Mg Mg
ey
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弹簧力的确定
ü 三种力相平衡 ü 弹簧力必等于惯性力与导向力 的总和 ü对于等效系统确定了导向力 就等于确定了弹簧力 ü确定了弹簧力就等于确定了 车身倾角
Mg
& & X & & Y
与
时,轮荷应叠加
& & =当 Y 增大时 e y 大的轴,轮荷转移加剧,会导致侧偏角急
剧增大
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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 =非独立四连杆悬架 ━ 求轮心轨迹和
P X2
PZ2
Mg
Mg
PX2
PZ2
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§2.侧向轮荷转移
=侧向轮荷转移的主要组成(
& & X=0
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
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PYZ λY 1 λY2
二,轮荷转移分析
§1. 纵向轴荷转移
l在坡道上的轴荷转移 l在驱动与制动时的轴荷 转移 l为何不能用侧向分析 法? — 不对称
PX1 PZ1
PX1
PZ1
α
k2 λ k1 + k 2
中性面
ex
N2 N1 X2 Z1
N1 N
X2 Z2 N2
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=大侧倾角下力矩中心的变化
Mg
N2 N N1 c
ey
S1 Z1
S2 N2 N1 Z2
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ρ
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五,纵向力转向
=制动时的板簧卷曲
造成制动转向
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=多杆随动转向后悬架
底盘平台设计的灵魂 —
悬架与相关技术
郭 孔 辉 2003 年 2 月
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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
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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(Jacking effect) 非独悬架的R.C. 纵倾是否也有"摆动中心"?
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§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
M g
N1
Mg Mg
ey
Mg
P1
N2
N P2
δk
六,车轮位
§1 .车轮定位参数
车轮前束 车轮外倾 主销后倾 主销内倾 主销纵偏距 主销侧偏距 toe
Dkx
Fy
γ
βk
Dky
γ
αk
βk
D kx
ξ
k
ρ
Fyγ
(外向) γ (外张)
D xy
M zγ
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S2
ey 0
h1
c1
c2
h2
a
λ
b
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§3.侧倾性能小结
θy l 取决于 Cθy 与 e y & & y & M &e y 0 y θ = l y ∑ C θ y Mge
y0
l C θy
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l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(影响转弯时的驱动 力)
θ
C1
r
C2
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§8. 结构比较与案例分析
l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 B e 通常较小,特 殊布置可以不同
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= 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
Fy
Fy
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五,纵向力转向
=刹车转舵问题:ρ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 ρ<0