悬架系统计算报告项目名称：03月编号：版本号：V1.0修订记录目次1 概述 (1)1.1 计算目的 (1)1.2 悬架系统基本方案介绍 (1)1.3 悬架系统设计的输入条件 (2)2 悬架系统的计算 (3)2.1 弹簧刚度 (3)2.2 悬架偏频的计算 (3)2.2.1 前悬架刚度计算 (4)2.2.2 前悬架偏频计算 (4)2.2.3 后悬架刚度计算 (5)2.2.4 后悬架偏频计算 (6)2.3 悬架静挠度的计算 (6)2.4 侧倾角刚度计算 (7)2.4.1 前悬架的侧倾角刚度 (7)2.4.2 后悬架的侧倾角刚度.......... 错误! 未定义书签。

2.5 整车的侧倾角计算 (10)2.5.1 悬架质量离心力引起的侧倾力矩 (11)2.5.2 侧倾后, 悬架质量引起的侧倾力矩 (12)2.5.3 总的侧倾力矩 (12)2.5.4 悬架总的侧倾角刚度 (12)2.5.5 整车的侧倾角 (12)2.6 纵倾角刚度 (12)2.7 减振器参数 (13)2.7.1 减振器平均阻力系数的确定错误! 未定义书签。

2.7.2 压缩阻尼和拉伸阻尼系数匹配 (16)2.7.3 减震器匹配参数 (16)3 悬架系统的计算结果 (17)4 结论及分析 (18)参考文献 (18)1概述1.1 计算目的经过计算，求得反映MA02-ME10Q纯电动车悬架系统性能的基本特征，为零部件开发提供参考。

计算内容主要包括悬架刚度、悬架侧倾角刚度、刚度匹配、悬架偏频、静挠度和阻尼等。

1.2 悬架系统基本方案介绍MA02-ME10 0纯电动车前悬架采用麦弗逊式独立悬架带横向稳定杆结构，后悬架系统采用拖曳臂式非独立悬架结构。

前、后悬架系统的结构图如图1、图2:图1前悬架系统图2后悬架系统1.3 悬架系统设计的输入条件悬架系统设计输入参数如表1:表1悬架参数列表22.1 弹簧刚度根据KC试验数据分析，选定弹簧刚度：前悬架弹簧刚度为：C sf 20N/mm；后悬架弹簧刚度为：C sr 21.7N/mm；2.2 悬架偏频的计算悬架系统将车身与车轮弹性的连接起来，由此弹性元件与它所支承的质量组成的振动系统决定了车身的固有频率，这是影响汽车行驶平顺性的重要性能指标之一。

图3前悬架刚度计算示意图式中:K ――悬架刚度，N/mm;b ---- 前弹簧中心线与转向瞬时运动中心距离 ，mm; p ---- 车轮中心面距转向节瞬时运动中心距离，mm 。

根据图3得b=2435mm,p=2578mm 带入式（1）得前悬架刚度为22435 2578取衬套的刚度约为悬架刚度的 15% ,因此前悬架总刚度为K f = 17.84 X ( 1+15 %) =20.52N/mm2.2.2 前悬架偏频计算前悬架偏频按式（2）计算:图4后悬架刚度计算示意图221前悬架刚度计算前悬架刚度按式（1）计算：(1)17 .84 N/mm1204式中:n f ——前悬架偏频 ,K f ——前悬架的刚度 , N/mm; m f ——前悬架簧载质量 , kg;m f 1—— 前悬架满载簧载质量, kg;m f 2—— 前悬架空载簧载质量 , kg 。

根据表 1 得 m f1 630 49 /2290.5kgm f 2 605 49 /2 278kg并把Kf = 20.52N/mm 带入式（2） 得出： 前悬架满载偏频 : n f1 1.34 前悬架空载偏频 ： n f2 1.37 2.2.3后悬架刚度计算K r C sr COS （ ） ....................................................................... （ 3）式中：——弹簧中心线与后轴垂线间的夹角 ，=5.3 ° （见图4） ;则：K r C Sr COS （5.3O ） 21.7 0.9957 21.6N / mm考虑在悬架系统中橡胶块的变形 , 其刚度约为悬架刚度的 15%〜20%,此处取15%,n f1 1000 K f2 \ m f(2)经计算：K r24.84N/mm224 后悬架偏频计算 后悬架偏频按式(4)计算:式中:n r ----- 后悬架偏频；K r ---- 后悬架的刚度，N/mm;m r后悬架簧载质量，kg; m ri -后悬架满载簧载质量 ,kg; m 「2-后悬架空载簧载质量 ,kg 。

根据表 1 得 m r1 770 43 /2363.5kgm r2 495 43 /2226 kg并把 K r 24.84N/mm 带入(4) 式得出：后悬架满载偏频：n r1 1.32后悬架空载偏频：n 「21.672.3悬架静挠度的计算静挠度也是表征悬架性能的参数 ，按式(5)计算：f c mg K ............................................................. ( 5)式中：fc -------------静挠度，mm;f f 空 -- 前悬空载静挠度，mm;n r1000 K rm r(4)f f 满――前悬满载静挠度,mm;f r空――后悬空载静挠度,mm;f r 满――后悬满载静挠度,mm;m—―簧载质量, kg;g——重力加速度，m/s2;K――悬架刚度，N/mm。

因此, 按式( 5) 计算得出:前悬架空载静挠度：f f空m f2g/k f132 . 77mm前悬架满载静挠度：f f满m f1g /k f138.74mm后悬架空载静挠度：匚空m r2g/k r89.13mm后悬架满载静挠度：匚满m r1g/k r143.36mm空载状态后前悬架偏频比： nr2/nf2=1.67/1.37=1.22满载状态后前悬架偏频比： nr1/nf1=1.32/1.34=0.98悬架刚度匹配结论：一般舒适型轿车前悬架偏频在1〜1.45之间，后悬架偏频在1.17〜1.58之间。

开发目标车前后悬架的空、满载静挠度和频率值以及偏频比较合理, 适合舒适型乘用车。

2.4 侧倾角刚度计算2.4.1 前悬架的侧倾角刚度前悬架的侧倾角刚度由两部分共同作用, 即螺旋弹簧引起的侧倾角刚度与横向稳定杆引起的侧倾角刚度。

1) 螺旋弹簧引起的侧倾角刚度按式( 6) 计算：式中:C f --------------- 前螺旋弹簧引起的侧倾角刚度，N • mm/rad;b ---- 前弹簧中心线与转向瞬时运动中心距离 ，mm; p ---- 车轮中心面距转向节瞬时运动中心距离 ，mm;B ---- 前轮距，mm;C sf --------- 前螺旋弹簧刚度，N/mm 。

根据图 3 得 b=2435mm, p=2578mm,根据表 1 得 B=1299 mm, 并把C sf =20 N/mm 带入式（6）得出螺旋弹簧的侧倾角刚度为：C f =1.51 x 107 N • mm/rad参考KC 试验数据衬套扭转时的刚度有约为 15%的影响，则前悬架由螺旋弹簧引起的侧倾角刚度为：C f 1.15 （1.51 107） 1.73 107 N mm/rad2）横向稳定杆引起的角刚度按式（7）计算:3EIL 233L2 22L1a2a b心 C...............................................L/2=472^bB P2C sf(6)(7)—1 2 3 -------------------------------- (t ---------- 〜_ [ ________ z _____ oz ____ 戸白9股 b-S3t5a-189,6图5前横向稳定杆结构示意图式中各参数参见示意图 5:C b ------- 横向稳定杆引起的角刚度，N • mm/rad;d ----- 稳定杆直径，mm;I ――稳定杆的截面惯性矩，mm; E ――材料的弹性模量，(N/mm)2d 4g4前稳定杆直径d=19mm,因此I 一一 6397.1mm 4 5 66464前稳定杆材料为：60si2MnA, 因此E=206000 (N/mm)2前横向稳定杆引起的角刚度为3 2060006397.1 945.23 3222 254.9 189.6472.6 189.6 83.54 170.483.5 199.52.27 107 N.mm/rad考虑固定方式，新的稳定杆在车轮处的等效侧倾角刚度与稳定 杆所提供的侧倾角刚度比为：i=0.5, 稳定杆在车轮处的等效侧倾角刚度为：3^色0.5 C ©b 1.13 107 N.mm/rad由于连接件是橡胶元件，故实际刚度值一般比理论值减小15% ~30% ,取 15%。

贝S 5b 1.13 107 0.85 0.96 107 N.mm/rad因此，前悬架总的侧倾角刚度K $ f C o f 5 b 2.69 107 N.mm/rad2.4.2 后悬架的侧倾角刚度K r 1S F 2C sr COS ......................................................... ( 8)2式中：a ——弹簧中心线与后轴垂线间的夹角5.3deg ；S F --- 弹簧安装间距 S F 896mm ; 以上数据代入公式(8), 得：89627K r21.7 cos5.3 0.86710 N mm / radr2考虑衬套扭转时的刚度有约为 20 %的影响：C 1.2 0.867 1 071.04 1 07N mm/ radr则：后悬架侧倾角刚度为C 1.04 107 N mm/radr一般要求前悬架侧倾角刚度要稍大于后悬架侧倾角刚度 ，以满足汽车稍有不足转向特性的要求，而且前、后悬架侧倾角刚度比值一般在1.4〜2.6之间。

根据以上计算结果得前、 后悬架侧倾 角刚度比值为2.5,显然开发目标车型满足要求。

2.5整车的侧倾角计算车厢侧倾角r 是和汽车操纵稳定性及平顺性有关的一个重要C sr弹簧刚度 C sr 21.7N /mm ;参数。

侧倾角的数值影响到汽车的横摆角速度稳态响应和横摆角速 度瞬态响应。

以下质心及侧倾中心示意图各参数是从装载数模上测 定的。

/////// / / /.ris=1010.9z2 二皿 LI-------L=2332----------------------------------图6整车空载状态下质心及侧倾中心示意图当汽车作稳态圆周行驶时，车厢侧倾角决定于侧倾力矩悬架总的角刚度刀 K 。

以下依据满载状态下稳态回转试验要求的 0.4gm/s2 进行计算。

2.5.1悬架质量离心力引起的侧倾力矩簧载质量离心力引起的侧倾力矩 M r1M ri aMh式中:a y ——侧向加速度；a y 0.4gM -------- 悬上质量， M 1100 49 43 1008 kg ；h ——整车质心到侧倾轴线的距离为：h 316.17mm （见图6）;以上数据代入公式11,可得侧倾力矩M r1:Mr1 a y Mh 0.4 9.8 1 008 316.170.1249 1 07N mm(9)后悬侧倾中心■&前悬测倾中心2.5.2侧倾后，悬架质量引起的侧倾力矩车厢侧倾后，悬架质量的质心偏出距离 e,因此，其重力引起的侧倾力矩为：M r2 G S e G S h r ......................................................................... ( 10)式中：h ——整车质心到侧倾轴线的距离316.17mm （见图6）；r――整车侧倾角；M r2 9878.4 316.17 r 0.312 r 107 N mm2.5.3总的侧倾力矩M r M r1 M r2 (0.12490.312 r2) 107 N mm2.5.4悬架总的侧倾角刚度C 总 C f C r 2.69 1071.042.5.5整车的侧倾角M ①(0.1249 0.312 J 107r7C ①总 3.73 107汽车在转弯时，车身在0.4g 的侧向加速度的作用下，车身侧 倾角不大于3〜5° ,显然开发目标车型满足要求。