汽车悬架系统动力学研究

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汽车悬架系统优化设计及性能分析

汽车悬架系统优化设计及性能分析

汽车悬架系统优化设计及性能分析一、介绍汽车悬架系统是车辆不可或缺的部分。

它主要负责车辆的支撑和减震工作,为行驶过程提供了舒适性和稳定性。

因此,汽车制造商在设计汽车悬架系统时非常重视性能和稳定性,尤其是在高速行驶和曲线驾驶方面。

在本文中,将探讨汽车悬架系统的优化设计和性能分析。

首先,我们将了解悬架系统的基本概念和组成部分。

接着,将讨论悬架系统的优化设计和性能分析方法,其中会包括液压悬挂系统和空气悬挂系统。

最后,我们将介绍一些常见的汽车悬架问题,并给出解决方案。

二、汽车悬架系统的基本概念和组成部分汽车悬架系统是由许多组成部分组成的。

基本上,悬架系统包括垂直弹簧、水平限制器、减震器、保持器和底盘等部件。

这些部分的设计和性能影响着车辆的轻重平衡、转向能力、制动力等。

垂直弹簧是悬架系统中最基本的部分之一。

其主要作用是支持车载负载和路面扭曲。

在一般情况下,垂直弹簧采用钢制线圈弹簧或橡胶制减震器。

水平限制器是悬挂系统中的一种保护设备。

其主要作用是控制车辆在水平和纵向方向上的运动。

减震器是悬架系统的关键部分。

它负责控制车辆在行驶过程中发生的震动。

减震器的作用是将垂直弹簧支持的能量转换成热能。

保持器主要是为了使车辆在转向时保持稳定。

在悬架系统中,保持器往往被视为弹簧与减震器之间的连接。

底盘是整个悬挂系统的核心部分。

它由上下两个零件组成。

下部通常由车身连接杆和悬架机构组成,而上部是用于固定悬架和与车体连接的结构。

底盘的作用是支撑整车负荷和稳定性。

三、悬架系统的优化设计和性能分析方法悬架系统的优化设计和性能分析一直是汽车工业中的重要问题。

优化设计方法的主要目标是减少悬架系统重量和体积,并增加车辆的稳定性和操纵性。

在性能分析方面,主要是采用试验、仿真和计算三种方法,以获得更准确的结果。

试验是最常用的分析方法之一。

它包括车辆实际测试、路试和底盘试验。

这种方法可以测量和分析悬架系统的各种性能参数,例如侧倾角、轮胎接地面、悬架行程、制动力等。

基于ADAMS的悬架系统动力学仿真分析与优化设计

基于ADAMS的悬架系统动力学仿真分析与优化设计

基于ADAMS的悬架系统动力学仿真分析与优化设计一、概述本文以悬架系统为研究对象,运用多体动力学理论和软件,从新车型开发中悬架系统优化选型的角度,对悬架系统进行了运动学动力学仿真,旨在研究悬架系统对整车操纵稳定性和平顺性的影响。

文章提出了建立悬架快速开发系统平台的构想,并以新车型开发中的悬架系统优化选型作为实例进行阐述。

简要介绍了汽车悬架系统的基本组成和设计要求。

概述了多体动力学理论,并介绍了利用ADAMS软件进行运动学、静力学、动力学分析的理论基础。

基于ADAMSCar模块,分别建立了麦弗逊式和双横臂式两种前悬架子系统,多连杆式和拖曳式两种后悬架子系统,以及建立整车模型所需要的转向系、轮胎、横向稳定杆等子系统,根据仿真要求装配不同方案的整车仿真模型。

通过仿真分析,研究了悬架系统在左右车轮上下跳动时的车轮定位参数和制动点头量、加速抬头量的变化规律,以及汽车侧倾运动时悬架刚度、侧倾刚度、侧倾中心高度等侧倾参数的变化规律,从而对前后悬架系统进行初步评估。

1. 悬架系统的重要性及其在车辆动力学中的作用悬架系统是车辆的重要组成部分,对车辆的整体性能有着至关重要的作用。

它负责连接车轮与车身,不仅支撑着车身的重量,还承受着来自路面的各种冲击和振动。

悬架系统的主要功能包括:提供稳定的乘坐舒适性,保持车轮与路面的良好接触,以确保轮胎的附着力,以及控制车辆的姿态和行驶稳定性。

在车辆动力学中,悬架系统扮演着调节和缓冲的角色。

当车辆行驶在不平坦的路面上时,悬架系统通过其内部的弹性元件和阻尼元件,吸收并减少来自路面的冲击和振动,从而保持车身的平稳,提高乘坐的舒适性。

同时,悬架系统还能够根据车辆的行驶状态和路面的变化,自动调节车轮与车身的相对位置,确保车轮始终与路面保持最佳的接触状态,以提供足够的附着力。

悬架系统还对车辆的操控性和稳定性有着直接的影响。

通过合理的悬架设计,可以有效地改善车辆的操控性能,使驾驶员能够更加准确地感受到车辆的行驶状态,从而做出更为精确的操控动作。

汽车底盘系统的动力学分析

汽车底盘系统的动力学分析

汽车底盘系统的动力学分析汽车底盘系统是车辆的重要组成部分,它直接影响着车辆的操控性、舒适性和安全性。

对汽车底盘系统进行动力学分析,有助于我们更好地理解其工作原理,优化设计,提升车辆的整体性能。

汽车底盘系统主要包括车架、悬架、转向系统和制动系统等部分。

这些部件相互协作,共同实现车辆的行驶、转向和制动等功能。

车架作为底盘的基础结构,承载着车辆的各种零部件和载荷。

其强度和刚度对于车辆的稳定性和耐久性至关重要。

良好的车架设计能够有效地分散和承受来自不同方向的力,减少车架的变形和疲劳损伤。

悬架系统在汽车底盘中起着关键作用。

它连接车架和车轮,能够缓冲路面冲击,减少车身的振动,同时保持车轮与路面的良好接触。

常见的悬架类型有独立悬架和非独立悬架。

独立悬架能够使每个车轮独立运动,提供更好的操控性和舒适性。

例如麦弗逊式悬架,结构简单,占用空间小,常用于前轮;多连杆悬架则能更精确地控制车轮的运动姿态,提升车辆的稳定性和操控性能。

转向系统决定了车辆的转向特性。

传统的机械转向系统依靠驾驶员的力量通过转向机构传递到车轮,而现代车辆更多地采用了助力转向系统,如电动助力转向(EPS)和液压助力转向(HPS)。

助力转向系统能够根据车速和转向角度提供适当的助力,使转向更加轻便灵活。

同时,转向系统的几何参数,如主销内倾、主销后倾、前轮外倾和前轮前束等,对车辆的操控稳定性和自动回正能力有着重要影响。

制动系统是保障车辆安全的关键。

常见的制动类型有盘式制动和鼓式制动。

盘式制动散热性能好,制动效能稳定,多用于前轮;鼓式制动结构简单,制动力较大,常用于后轮。

制动系统的性能不仅取决于制动部件的性能,还与制动管路的布局、制动液的特性以及制动控制系统的精度有关。

在对汽车底盘系统进行动力学分析时,我们需要考虑多个因素。

首先是路面条件,不同的路面粗糙度和坡度会对车辆底盘产生不同的激励。

例如,在崎岖不平的路面上行驶时,悬架系统需要更好地吸收冲击,以减少车身的颠簸;而在湿滑路面上制动时,制动系统的防滑性能就显得尤为重要。

二分之一车辆悬架系统的动力学仿真研究

二分之一车辆悬架系统的动力学仿真研究

摘 要 :建 立 了二 分 之 一 车 辆 悬 架 系统 的 数 学 模 型 , 应用 MA TL A B / S i mu l i n k建 立 该 系统 的 仿
真模型 , 对车辆以两种速度分别通过 台阶和坡 路 时悬架各 性能指 标的 响应进行 研 究, 分析 不 同路
面激励 、 不同速度对悬架性能的影响 ; 提 出在 悬 架 设 计 时 应 考 虑 车辆 行 驶 在 特 殊 路 面 的 情 况 以 实 现 悬架 参 数 最佳 匹 配 , 从 而 使 悬 架性 能达 到 最优 , 扩 大 悬 架在 更 大 范 围 内的 适 应 性 和 实用 性 。
关 键 词 :汽 车 ;悬 架 ;路 面激 励 ;MA TI AB / S i mu l i n k ;仿 真 分 析 中图分类号 : U4 6 1 . 1 文献 标 志 码 : A 文章编号 : 1 6 7 1 —2 6 6 8 ( 2 0 1 5 ) O 1 —0 0 0 5 —0 4
二 分之一 车 辆悬 架系 统模 型如 图 1所示 。
z 3 ) ; FI 为质 心惯 性力 , F1 一 z 。

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半 个 车 身 的 受 力 分 析

m 为 二 分 之 一 车 身 质 量 ; J 为 二 分 之 一 车 身转 动 惯 量 ; 0 为 车 身 质 心 处 的俯 仰 角 ; 为 质心 垂直位 移 ; z z 、 z 为 前 、 后 车身垂 直 位移 ; n、 b为 车 身 质 心 至 前 、 后 轴 的距 离 ; L为轴 距, L— n +b ; m m 为 前、 后轮非 簧载质量 ; K “ K 为前 、 后轮胎 的刚度 ; Z o f 、 o 为 前 、 后

基于ADAMSCar的汽车悬架系统_动力学建模与仿真分析毕业设计

基于ADAMSCar的汽车悬架系统_动力学建模与仿真分析毕业设计

毕业设计(论文)题目:基于ADAMS/Car的汽车悬架系统动力学建模与仿真分析毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。

尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。

对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。

作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。

作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。

除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。

本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。

本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

涉密论文按学校规定处理。

作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日指导教师评价:一、撰写(设计)过程1、学生在论文(设计)过程中的治学态度、工作精神□优□良□中□及格□不及格2、学生掌握专业知识、技能的扎实程度□优□良□中□及格□不及格3、学生综合运用所学知识和专业技能分析和解决问题的能力□优□良□中□及格□不及格4、研究方法的科学性;技术线路的可行性;设计方案的合理性□优□良□中□及格□不及格5、完成毕业论文(设计)期间的出勤情况□优□良□中□及格□不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?□优□良□中□及格□不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?□优□良□中□及格□不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)指导教师:(签名)单位:(盖章)年月日评阅教师评价:一、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?□优□良□中□及格□不及格二、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?□优□良□中□及格□不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格建议成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)评阅教师:(签名)单位:(盖章)年月日教研室(或答辩小组)及教学系意见教研室(或答辩小组)评价:一、答辩过程1、毕业论文(设计)的基本要点和见解的叙述情况□优□良□中□及格□不及格2、对答辩问题的反应、理解、表达情况□优□良□中□及格□不及格3、学生答辩过程中的精神状态□优□良□中□及格□不及格二、论文(设计)质量1、论文(设计)的整体结构是否符合撰写规范?□优□良□中□及格□不及格2、是否完成指定的论文(设计)任务(包括装订及附件)?□优□良□中□及格□不及格三、论文(设计)水平1、论文(设计)的理论意义或对解决实际问题的指导意义□优□良□中□及格□不及格2、论文的观念是否有新意?设计是否有创意?□优□良□中□及格□不及格3、论文(设计说明书)所体现的整体水平□优□良□中□及格□不及格评定成绩:□优□良□中□及格□不及格(在所选等级前的□内画“√”)教研室主任(或答辩小组组长):(签名)年月日教学系意见:系主任:(签名)年月日********大学毕业设计(论文)任务书姓名:院(系):专业:班号:任务起至日期:毕业设计(论文)题目:基于ADAMS/Car汽车悬架系统动力学建模与仿真分析立题的目的和意义:汽车悬架是车架(或车身)与车轴(或车轮)之间的弹性联结装置的统称。

汽车悬架系统动力学模型的研究

汽车悬架系统动力学模型的研究

1 绪论随着社会的发展和文明的进步,汽车作为一种交通工具,已成为人们出行的主要选择,汽车乘坐的安全性、舒适性已成为世人关注的焦点。

汽车作为高速客运载体,其运行品质的好坏直接影响到人的生命安全,因此,与乘坐安全性、舒适性密切相关的轿车动力学性能的研究就显得非常重要。

悬架系统汽车的一个重要组成部分,它连接车身与车轮,主要由弹簧、减震器和导向机构三部分组成。

它能缓冲和吸收来自车轮的振动,传递车轮与地面的驱动力与制动力,还能在汽车转向时承受来自车身的侧倾力,在汽车启动和制动时抑制车身的俯仰和点头。

悬架系统是提高车辆平顺性和操作稳定性、减少动载荷引起零部件损坏的关键。

一个好的悬架系统不仅要能改善汽车的舒适性,同时也要保证汽车行驶的安全性,而提高汽车的舒适性必须限制汽车车身的加速度,这就需要悬架有足够的变形吸收来自路面的作用力。

然而为了保证汽车的安全性,悬架的变形必须限定在一个很小的范围内,为了改善悬架性能必须协调舒适性和操作稳定性之间的矛盾,而这个矛盾只有采用这折衷的控制策略才能合理的解决。

因此,研究汽车振动、设计新型汽车悬架系统、将振动控制在最低水平是提高现代汽车性能的重要措施[1][2]。

1.1 车辆悬架系统的分类及发展按工作原理不同,悬架可分为被动悬架(Passive Suspension)、半主动悬架(Semi-Active Suspension)和主动悬架(Active Suspension)三种,如图1.1所示[3]。

(a)被动悬架 (b)全主动悬架 (c)半主动悬架图 1.1 悬架的分类图1.1中Mu为非簧载质,Ms为簧载质量,Ks为悬架刚度,Kt为轮胎刚度;C1为被动悬架阻尼,C2为半主动悬架可变阻尼,F为主动悬架作动力。

目前我国车辆主要还是采用被动悬架(Passive Suspension)。

其两自由度系统模型如图1.1(a)所示。

传统的被动悬架一般由参数固定的弹簧和减振器组成,其弹簧的弹性特性和减振器的阻尼特性不能随着车辆运行工况的变化而进行调节,而且各元件在工作时不消耗外界能源,故称为被动悬架。

汽车悬架系统动力学研究剖析

汽车悬架系统动力学研究剖析

汽车悬架系统动力学研究剖析汽车悬架系统是汽车重要的组成部分之一,它承担着减震、支撑车身、提供舒适性、保证车辆操控性的重要功能。

随着汽车技术的不断发展,对汽车悬架系统的要求也越来越高。

本文将对汽车悬架系统的动力学研究进行剖析,从力学角度探讨悬架系统的运动规律和影响因素。

汽车悬架系统的动力学研究主要包括悬架系统的振动、冲击与控制。

悬架系统的振动是指汽车在不同路面条件下的颠簸现象,这种振动会直接影响到车辆的行驶舒适性和操控性能。

冲击则是指车辆在行驶过程中遇到的突然上升或下降的力,这种冲击会对车辆的稳定性和安全性造成影响。

控制则是指通过悬架系统的特性调整,来保持车辆的稳定性和操控性能。

悬架系统的振动主要通过弹簧和减振器来吸收和控制。

弹簧是悬架系统的主要支撑元件,它能够通过储存和释放能量,来实现对车身的支撑。

而减振器则主要用于控制车身在弹簧的作用下产生的振动,使车身保持平稳。

这两个元件的组合和特性对车辆的振动特性起着至关重要的作用。

悬架系统的冲击主要通过减震器来控制。

减震器是悬架系统中的关键元件,它能够通过阻尼力来减缓车身的冲击,从而使车辆在行驶过程中更为稳定和安全。

减震器的阻尼特性和调节方式对车辆的冲击响应有着直接的影响。

悬架系统的控制主要是通过悬架系统的参数调节和悬架控制系统来实现。

悬架系统的参数调节包括弹簧刚度、减振器的阻尼特性等,通过调整这些参数,可以实现对车辆振动和冲击的控制。

而悬架控制系统则是指通过电子控制单元(ECU)来感知车辆的运动状态,并通过调节悬架系统的特性,来实现对车辆悬架系统的控制。

这种控制方式可以使得悬架系统根据不同的路面、驾驶条件和驾驶模式进行调节,从而提供更好的行驶舒适性和操控性能。

除了悬架系统的振动、冲击和控制外,悬架系统的动力学研究还包括悬架系统的动力学建模和优化设计。

动力学建模是指通过建立悬架系统的数学模型,来研究悬架系统的振动、冲击和控制特性。

优化设计则是指通过分析悬架系统的动力学特性和需求,对悬架系统的结构和参数进行优化,以提高悬架系统的性能和效能。

汽车悬架多刚体动力学分析及九点控制

汽车悬架多刚体动力学分析及九点控制

D 为横 摆 臂与 车 身 2个 铰接 点,构 成横 摆臂 自身 的转
轴 ,A 上 A D B;C为麦 氏悬 架 上端 与 车 身 铰接 点;
目前 汽车广 泛 采用 的是 一种 麦克 弗森 滑柱 式前 悬 为后悬 架 与车身 铰接 点 ; 为后轮 T DA元件 上 支点 。 T DA元 件 为机 械系 统 动力 学 中的常 见元 素 , 即移 动 S 过横 摆臂 和伸缩 式 滑柱 支杆 组件 与车 身相 连 ,悬架 弹 弹簧 一阻尼器 一作动器 的组合 。 分别 以各 质心 为 原点 , 簧和 阻尼 器与支 杆 组件 同轴 ,而后 悬 可视 为一 个铰 接 建 立 各 构 件 自身 的 局 部 坐 标 系 0
p i tc n r lsr t g sa o t d t e f r t e r t a n l ssa d c mp t r smu a in. e r s lss o d t a o n o to t ae y wa d p e o p r o m h o e i l a y i n o c a u e i lto Th e u t h we h t
是 大位移 和 空 间非线性 的,在建 立动 力 学方程 时 面 临 在 后 纵摆 臂和 车身 间的弹簧 以及 阻尼 零 件作 为车 身 的
繁重 的数 学运 算 ,又 由于方程 的非线 性和 复杂 性 ,很 支 撑 ,缓 冲 轮 胎 路 面 力 。 汽 车 悬 架 系 统 是 一 个 典 型 难求 得真解 。多刚体 系 统动 力学 善于进 行 复杂 系统 的 的多质 量 振动 系统 ,为 了便 于 分析 ,将模 型进 行 如下
Ab t a t M o ei g a a y i n ov n f e i l me h n c l y t m h e r b e o y a c . n o d r o s l e sr c : d l , n l ss d s l i g o h ce n a v c a i a se i t e k y p o lm f n mi s I r e o v s s d t a d a a y e q ik y a d a c r t l , n l ss o e il u p n i n b h g a g ’ me h d o l — o y d n m is n n l z u c l n c u a ey a ay i n v h c e s s e so y t e La r n e S t o fmu t b d y a c i

电动汽车悬架系统动力学性能开发设计

电动汽车悬架系统动力学性能开发设计
t r i c c a r i s i n t r o d u c e d,a n d s o me k e y p a r a me t e r s’e f f e c t s o n v e h i c l e d y n a mi c s a r e a n a l y z e d.T he e l e c — t r i c c a r s u s p e n s i o n s y s t e m d e s i g n s y n t h e s i z e s b e t t e r id r e a n d h a n d l i n g p e r f o r ma n c e . Th e v e hi c l e d y - na mi c mo d e l i s e s t a b l i s h e d t o ma k e a c o mpa r i s o n wi t h t he p r e v i o u s g e n e r a t i o n mo d e l b y t h e s i mu l a t i o n me t h o d,b a s e d o n k i n e ma t i c a n d c o mp l i a n c e c h a r a c t e is r t i c s .Be s i d e s ,t h e c o r r e l a t i o n b e t we e n t e s t a n d s i mu l a t i o n i S a n a l y z e d t o v a l i d a t e d e s i g n.
【 A b s t r a c t 】 T h e d e v e l o p m e n t p r o c e s s o f s u s p e n s i o n s y s t e m d y n a m i c s p e f r o r m a n c e f o r t h e e l e c -

浅析汽车悬架的研究现状和发展

浅析汽车悬架的研究现状和发展

浅析汽车悬架的研究现状和发展1. 引言1.1 背景介绍汽车悬架是指支撑和连接汽车车身与车轮的重要部件,它对汽车的行驶稳定性、舒适性和安全性起着至关重要的作用。

随着汽车工业的发展和人们对驾驶体验要求的提高,汽车悬架的设计和研究也日益受到重视。

背景介绍中,首先要了解汽车悬架的作用,它不仅起到支撑车身的作用,还能减少行驶过程中的震动,提高乘坐舒适性。

不同类型的悬架会影响汽车的操控性和行驶性能,因此研究汽车悬架的类型和特点至关重要。

在汽车行驶过程中,悬架系统承受着来自路面不均匀和车辆加速、制动等复杂的力学环境,需要满足高强度、高刚度和高耐久性的要求。

研究汽车悬架的新材料、新工艺以及优化设计方法,对提升汽车性能和安全性具有重要意义。

汽车悬架作为汽车工程中的关键技术之一,其研究和发展对提升汽车性能、提高行驶舒适性以及保障行车安全具有重要意义。

随着汽车工业的不断进步和技术的不断创新,汽车悬架的研究也将不断取得新的突破和成就。

1.2 研究意义汽车悬架作为汽车重要的组成部分,对于汽车的性能和安全性具有至关重要的作用。

通过对汽车悬架的研究,可以不断改进汽车的行驶稳定性、悬挂舒适性和操控性,提高汽车的行驶性能和安全性。

随着汽车工业的不断发展和进步,汽车悬架技术也在不断创新和改进,为汽车制造业的发展提供了重要支撑。

研究汽车悬架的意义在于不断推动汽车工业的发展,提升汽车的竞争力和市场需求,同时也为消费者提供更加安全、舒适的驾驶体验。

通过深入研究汽车悬架技术,我们可以更好地了解和掌握这一领域的发展趋势和未来的发展方向,为汽车制造业的发展做出贡献。

2. 正文2.1 汽车悬架的定义与作用汽车悬架是指支撑汽车车身的装置,是连接车身和车轮的重要组成部分。

汽车悬架系统的主要作用包括减震、支撑、保持车身平稳和提高车辆操控性能等。

它不仅影响着车辆的舒适性和稳定性,还直接关系到车辆的通过性、悬架寿命和行驶安全性。

1. 减震:汽车行驶中会受到来自不平路面的冲击,悬架系统通过减震器能够减少这些冲击对车身的影响,提高乘坐舒适性。

浅析汽车悬架的研究现状和发展

浅析汽车悬架的研究现状和发展

浅析汽车悬架的研究现状和发展【摘要】汽车悬架是汽车重要的组成部分之一,直接影响到车辆的操控性能和驾驶舒适性。

本文通过对汽车悬架研究现状和发展趋势的分析,揭示了目前汽车悬架领域的研究热点和重点,以及新技术的应用情况。

同时深入探讨了汽车悬架研究中存在的问题,并对未来的发展进行了展望。

文章旨在总结当前汽车悬架技术的现状,为未来研究提供参考,并提出建议和改进建议,以促进汽车悬架领域的不断发展和进步。

【关键词】汽车悬架、研究现状、发展趋势、新技术、问题、总结、展望、建议、改进建议1. 引言1.1 研究背景汽车悬架是指支撑车身并能灵活应对路面不平的重要组成部分,对车辆的操控性、舒适性和安全性起着至关重要的作用。

随着汽车工业的发展和人们对驾驶体验的不断提升,对汽车悬架系统的研究越来越受到重视。

汽车悬架系统的设计与调校直接影响着车辆的行驶性能。

传统的悬架系统主要通过弹簧和减震器来减少车身的振动,提高行驶舒适性。

随着科技的不断进步和人们对驾驶感受的不断追求,新型悬架系统也不断涌现,如电子悬架、主动悬架等。

这些新技术的应用为汽车悬架系统的研究带来了新的机遇与挑战。

在当前汽车行业竞争激烈的背景下,对汽车悬架系统的研究也变得更加迫切。

深入研究汽车悬架系统的作用、研究现状、发展趋势以及挑战,对于提升汽车行驶性能,提高车辆安全性和舒适性具有重要的意义。

部分的深入探讨将有助于更好地理解汽车悬架系统的意义和研究价值。

1.2 研究目的研究目的是为了进一步探讨汽车悬架在车辆性能和安全方面的重要性,并且深入了解当前汽车悬架研究的现状。

通过对文献的综述和分析,可以为未来汽车悬架的发展提供一定的指导和借鉴。

通过研究可以更好地了解新技术在汽车悬架领域的应用情况,并且发现目前研究中存在的问题,为下一步改进和完善提供思路和方向。

研究的目的是为了促进汽车悬架领域的发展,提高汽车性能和行车安全水平。

1.3 文献综述在汽车悬架研究领域,已经有大量的文献开展了相关的研究工作。

浅析汽车悬架的研究现状和发展

浅析汽车悬架的研究现状和发展

浅析汽车悬架的研究现状和发展【摘要】汽车悬架是汽车中至关重要的部件之一,对于车辆的操控性、舒适性和安全性起着至关重要的作用。

本文从悬架的分类和特点入手,探讨了目前汽车悬架领域的研究现状,以及悬架性能优化所面临的挑战。

展望了汽车悬架未来的发展趋势,探讨了对汽车悬架研究的启示以及未来可能的研究方向。

通过对现有文献和技术的总结和分析,文章提出了汽车悬架技术在未来的发展方向,并对研究现状进行了全面的总结。

汽车悬架的研究不仅仅是为了提高车辆性能,更是为了提升驾驶体验和乘车舒适度。

在未来,汽车悬架技术的不断发展将为汽车工业注入新的动力。

【关键词】汽车悬架、研究现状、性能优化、发展趋势、启示、未来方向、结论1. 引言1.1 汽车悬架的重要性汽车悬架作为整车的重要组成部分,承担着支撑车身、减震、影响车辆操控性能等多重功能。

在车辆行驶过程中,悬架系统能够有效减少路面不平带来的震动,提高行驶稳定性和舒适性,保证驾驶员和乘客的舒适感受。

良好的悬架系统还能够延长车身和车辆其他部件的使用寿命,减少维修成本,提高车辆的安全性。

对汽车悬架的研究和优化具有重要的意义,能够为汽车制造商提供更加安全、舒适和高性能的车辆,满足消费者对汽车的不断提升的需求。

通过不断深入研究和优化悬架系统,还可以为未来汽车的智能化、自动化驾驶等发展方向提供支持和保障。

1.2 研究背景汽车悬架系统是汽车重要的组成部分之一,对车辆行驶性能和乘坐舒适性起着至关重要的作用。

随着汽车工业的迅猛发展和市场竞争的加剧,对汽车悬架系统的研究和改进也变得愈发重要。

汽车悬架系统的研究背景可以追溯到汽车诞生的早期。

最初,车辆的悬架系统主要是为了减震和支撑而设计的,以提高乘坐舒适性和稳定性。

随着科技的不断进步和汽车工业的飞速发展,悬架系统不断演变和创新,逐渐成为影响汽车整体性能的关键因素之一。

当前,随着市场需求的不断增加和技术的不断更新,汽车悬架系统的研究也在不断深入。

研究人员对悬架系统的结构、材料、工艺等方面进行了大量的探索和实验,以提高悬架系统的稳定性、舒适性和耐久性。

汽车悬架运动学与动力学概述

汽车悬架运动学与动力学概述
在理论研究方面,张洪欣、陈欣[11]讨论了分析独立悬架运动学的矢量方法。林逸、张洪欣等[12]采用多 刚体系统动力学中的 R-W 方法建立了一种分析独立悬架空间运动的通用方法。该方法相比于传统的几何 作图法,不仅易于为计算ห้องสมุดไป่ตู้编程实现,计算速度快,而且结果精度高,为悬架设计提供了便捷的方案比较 和参数选择工具。在此研究的基础上,林逸、张越今等[13]进一步将之推广到汽车转向及整车分析上。宋健 等[14]采用瞬时螺旋轴方法确定了多连杆前悬架的主销轴线,为设计分析多连杆悬架的主销参数提供了依 据。
拖曳臂式悬架作为一种半独立悬架,在一些轿车的后悬上也获得了较多的应用。此外,多轴汽车还多 采用平衡悬架,包括等臂式平衡悬架和摆臂式平衡悬架[1]。
悬架根据其刚度和阻尼是否可调,又可分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架。被动悬架的刚度和阻 尼均不可调,半主动悬架的阻尼可调但刚度不可调,主动悬架的刚度和阻尼均可调[1]。半主动悬架和主动 悬架是控制技术在汽车悬架上应用的结果,通过主动调节悬架的性能来获取最佳减振状态,提高乘坐舒适 性。国外很多公司已开展了对半主动悬架和主动悬架的研究试验,并逐渐应用于实际车辆上[1]。王国丽、 顾亮等综述了车辆主动悬架技术的现状,并指出了其发展方向[8]。
28.2 悬架发展技术现状
28.2.1 悬架类型概述
悬架通常按导向机构的结构特点分为非独立悬架和独立悬架两大类。介于二者之间,还有一种通常应 用于汽车后悬架的半独立悬架— — 拖曳臂式悬架(又称复合纵臂式后支持桥悬架)[2][3]。非独立悬架的结构特 点是两侧的车轮由一根整体式车桥相连,车轮连同车桥一起通过弹性悬架悬挂在车架或车身的下面,当一 侧车轮跳动时会影响另一侧车轮的运动[1]。独立悬架则是每一侧的车轮单独地通过弹性悬架悬挂在车架或 车身的下面,因此两侧车轮的跳动相对独立,互不影响[1]。在拖曳臂式半独立悬架中,两侧车轮的拖曳臂 通过一根扭转梁连接,因而可使两侧车轮的运动具有一定的独立性[3]。

汽车后悬架弹簧刚度特性与动力学分析

汽车后悬架弹簧刚度特性与动力学分析

汽车后悬架弹簧刚度特性与动力学分析摘要:利用 Hypermesh与 Abaqus的联合仿真技术,对其在不同工况下的振动特性及动力学进行深入研究。

以弹性支承装置为例,利用摇杆之转动方式,模拟车辆行驶时之实际工况,并利用后处理模组,对车辆移动时之位移量与接触反应进行分析。

在此基础上,对车辆悬挂系统中的弹簧进行了参数校核,并与理论值进行对比。

汽车在公路上行驶时,其一阶自振频率远远高于由路面起伏产生的激振频率,且无谐振现象,证明汽车在公路上行驶时具有较高的安全性。

关键词:汽车后悬架;弹簧刚度;动力学引言弹簧是车辆悬挂系统中的能量储存装置,是车辆悬挂系统的主要承载部件,其工作特性对车辆悬挂系统的减振、阻尼和行车安全有很大的影响。

采用有限元方法进行准确的仿真与计算,可为设计、验证与仿真的弹簧工况提供新的方法。

在弹簧的研制中,必须要保证其刚性及系统的稳定。

通过合理的有限元建模,能够对弹簧的刚度、强度及疲劳强度进行精确、高效的计算,同时能够揭示不同参数对弹簧特性的影响机制。

一、汽车扭杆弹簧后悬架系统建模(一)悬架系统的三维模型车辆悬挂系统的造型分为零件造型和整体组装两个部分。

在此基础上,提出了一种新型的扭杆后悬挂系统。

在运用 SolidWorks完成各部件建模的基础上,对其进行组装,得到了扭杆弹簧后悬架机构的实体模型。

采用弹簧座-弹簧-下摆臂组合结构的组合模型,对弹簧的组合状态进行仿真[1]。

(二)在ADAMS/Car中创建仿真模型在建模时,假定悬挂部件中只有弹性部件和橡胶部件为刚性部件,因此,对悬挂部件的变形进行了不计及。

横向稳定器是一种由弹性钢板组成的扭杆簧,它的作用是防止车辆产生过度侧翻。

为使模型更简单,将系统化为一种具有扭转杆的刚体机构。

在 ADAMS/Car软件中,基于 SolidWorks测试得到的特征点坐标,建立了悬挂系统的模型。

第一,研究阻尼系统的动力学建模问题。

在汽车悬挂系统中,减振器是最重要的减振部件,所以,汽车和轮胎的相对振动,主要是由减振器来抑制。

汽车悬架减振器研究现状与发展趋势

汽车悬架减振器研究现状与发展趋势

汽车悬架减振器研究现状与发展趋势摘要:汽车悬架控制系统的研究与开发是车辆动力学与控制领域的国际性前沿课题,开发具有安全、舒适和清洁高效、节能、智能控制悬架是车辆悬架系统发展的方向。

悬架系统是汽车的重要组成部分之一。

汽车悬架系统是指连接车身和车轮之间全部零部件的总称,主要由弹簧、减振器和导向机构三大部分组成,其作用是传递车轮和车架之间的一切力和力矩,并且缓和由不平路面传给车架(或车身)的冲击载荷,衰减由此引起的承载系统的振动,以保证汽车的平顺行驶。

而减振器主要作用正是衰减承载系统的振动,对汽车行驶舒适性有着不可或缺的作用关键词:汽车悬架减振器发展趋势前言:在汽车悬架中,如果只有弹性元件而没有摩擦或阻力元件,那么车身的振动将会永无休止地延续下去,使汽车的行驶平顺性和操纵稳定性变坏。

因此,悬架设计必须考虑带有衰减振动的阻尼力。

汽车悬架中广泛采用的阻尼元件是内部充有液体的液力式减振器。

汽车车身和车轮振动时,减振器内的液体在流经阻尼力孔时的摩擦和液体的粘性摩擦就会形成振动阻力,将振动能量转变为热能,并散发到空气中去,实现衰减振动的目的。

一、汽车悬架减振器研究1.根据悬架的阻尼和刚度是否随着行驶条件的变化而变化,可将悬架分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架。

随着人们生活水平的不断提高,用户对汽车舒适性的要求也越来越高,传统的汽车悬架系统已不能满足人们的要求。

人们希望汽车车身的高度、悬架的刚度、减振器的阻尼大小能随汽车行驶速度以及路面状况等行驶条件的变化而自动调节,从而达到乘坐舒适性的提高。

其基本原理是:用可调刚度弹簧或可调阻尼的减振器组成悬架,并根据簧载质量的加速响应等反馈信号,按照一定的控制规律调节弹簧刚度或减振器的阻尼,以达到较好的减振效果。

半主动悬架分为刚度可调和阻尼可调两大项。

目前,在半主动悬架的控制研究中,以对阻尼控制的研究居多。

阻尼可调半主动悬架又可分为有级可调半主动悬架和连续可调半主动悬架。

有级可调半主动悬架的阻尼系数只能取几个离散的阻尼值,而连续可调半主动悬架的阻尼系数在一定的范围内可连续变化。

基于SIMULINK悬架系统动力学仿真分析

基于SIMULINK悬架系统动力学仿真分析

基于SIMULINK悬架系统动力学仿真分析悬挂系统是车辆动力学中非常关键的一个部分,它对提高汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性有着重要的作用。

在汽车设计和开发过程中,悬挂系统的性能评估通常需要进行系统动力学仿真分析。

基于SIMULINK的悬挂系统动力学仿真分析可以有效地预测和评估悬挂系统在不同工况下的性能。

悬挂系统的主要任务是将车轮与车身连接起来,同时能够减少路面不平度对车身的影响。

在悬挂系统中,主要包括弹簧、减震器和悬挂杆等组成部分。

弹簧起到支撑车身和保持车轮与路面接触的作用,减震器则用于消除车身由路面不平度引起的振动,并提供对车身姿态的控制。

悬挂杆则用于连结车轮与车身。

在进行悬挂系统动力学仿真分析前,需要首先确定悬挂系统的参数,包括弹簧刚度、减震器阻尼、悬挂杆刚度等。

这些参数可以通过实验或者模型计算得到。

在悬挂系统分析时,可以考虑不同工况下的路面激励,例如障碍物冲击、转向、加速和刹车等。

在SIMULINK中建立悬挂系统的动力学模型时,主要考虑以下几个方面:1.悬挂系统的约束条件:悬挂系统在运动中要满足一定的约束条件,例如车轮与车身的相对运动不能脱离一定范围。

在模型中,可以使用约束块来实现这些约束条件。

2.路面输入信号:通常通过使用数字信号发生器模块产生路面输入信号,可以根据需要设置不同的路面类型和激励频率。

3.悬挂系统参数模型:根据实际悬挂系统的参数,建立相应的数学模型。

可以使用传输函数模块来表示弹簧和减震器的特性,使用刚度和阻尼系数来描述。

4.车辆模型:悬挂系统是车身和车轮之间的连接,因此需要建立车辆模型。

可以使用多体模块来建立车身和车轮的动力学关系,并考虑其质量、惯性矩阵和阻尼系数等参数。

5.结果分析和评估:仿真完成后,可以通过对输出信号进行分析来评估悬挂系统的性能。

常见的性能指标包括车辆的悬挂系统响应、抗滚动性能和路面舒适性等。

总之,基于SIMULINK的悬挂系统动力学仿真分析可以为悬挂系统的设计和优化提供重要的参考。

悬架实验报告

悬架实验报告

悬架实验报告悬架实验报告悬架是汽车的重要组成部分,它直接影响着车辆的操控性、舒适性以及安全性。

为了深入了解悬架的性能和特点,我们进行了一系列的悬架实验。

本报告将详细介绍实验过程、结果以及分析。

一、实验目的我们的实验目的是通过测试不同类型的悬架系统,比较它们在不同路况下的表现,以及对车辆的影响。

通过实验结果,我们可以了解悬架系统对车辆的稳定性、操控性以及乘坐舒适性的影响。

二、实验装置我们使用了一辆标准轿车作为实验对象,并安装了不同类型的悬架系统。

实验中使用的悬架系统包括:独立悬架、扭力梁悬架以及多连杆悬架。

我们还使用了专业的测试设备,包括悬架位移传感器、加速度计以及悬架力传感器。

三、实验过程1. 静态测试:我们首先对车辆进行了静态测试,通过测量悬架系统的压缩和释放过程中的位移来评估其刚度和回弹特性。

结果显示,独立悬架在压缩和释放过程中表现出较好的回弹特性,而多连杆悬架则表现出较高的刚度。

2. 动态测试:接下来,我们进行了动态测试,包括在不同路况下的行驶测试和悬架系统对车辆操控性的影响测试。

在不同路况下的行驶测试中,我们发现扭力梁悬架在平坦路面上表现出较好的稳定性,而独立悬架在颠簸路面上表现较好。

在悬架系统对车辆操控性的影响测试中,我们发现多连杆悬架具有更好的悬架刚度和操控性能。

四、实验结果分析通过实验结果的分析,我们可以得出以下结论:1. 不同类型的悬架系统在不同路况下表现出不同的特点和优势。

独立悬架适合用于颠簸路面,能够提供更好的乘坐舒适性;而扭力梁悬架在平坦路面上表现出较好的稳定性,适合用于高速行驶。

2. 多连杆悬架具有较高的刚度和操控性能,适合用于需要更好悬架响应和操控稳定性的场景,如赛车等。

3. 悬架系统的调整和优化对车辆的性能有着重要影响。

通过调整悬架系统的参数,可以改善车辆的操控性、稳定性以及乘坐舒适性。

五、结论悬架是汽车重要的组成部分,对车辆的操控性、舒适性以及安全性起着重要的作用。

汽车动力总成悬置系统多体动力学分析

汽车动力总成悬置系统多体动力学分析

汽车动力总成悬置系统多体动力学分析作者:东风汽车技术中心钱留华郭静摘要:论述了动力总成悬置系统力学特性的一般原理。

以某车型动力总成三点悬置系统为例,利用多体动力学分析了该动力总成悬置解耦特性及动力总成在多种工况下质心的位移、悬置位移及支撑处反力进行了计算。

文中论述了多体动力学法分析动力总成解耦计算及位移控制计算对动力总成悬置设计具有一定的指导意义。

关键词:动力总成悬置系统,解耦,位移控制,多体动力学1. 前言动力总成悬置系统是指动力总成与车架或车身之间的弹性连接系统,包括汽车动力总和悬置元件,该系统设计的优劣直接影响汽车的乘坐舒适性。

近年来,随着汽车的轻量化设计及平衡性较差的四缸发动机的广泛使用,尤其是发动机前置(横置)前驱动型式在轿车中的广泛应用,动力总成的振动对汽车平顺的影响越来越突出。

至今,有大量对动力总成悬置进行振动分析和优化的研究文献。

动力总成悬置系统基本设计中,以下两点为基本设计内容:(1)涉及动力总成悬置系统的六阶固有频率,以避免悬置系统与汽车的其他零部件系统(如车身、悬架系统)共振;尽可能使悬置系统在六个方向的振动互不耦合,尤其是动力总成在垂直方向的振动和沿曲线方向的扭转振动和其他方向的振动解耦。

(2)在汽车的各种行驶工况下(东风公司技术中心规定了20 种工况),动力总成质心的位移应控制在制定的范围内,悬置在各弹性主轴方向的变形应处于设定的工作刚度位置。

本文利用多体动力学,针对以上两点内容分别进行了分析动力总成悬置解耦分析及动力总成悬置系统位移及支撑点力在各种工况下受力计算。

2. 动力总成悬置系统的力学特性进行动力总成悬置系统力学分析时,动力总成视为六自由度刚体,由n 个悬置支撑在车架、副车架或车身上。

悬置简化为三个垂直的弹性主轴方向(u、v 和w 方向)具有刚度和阻尼的元件(如图1)。

图 1 动力总成悬置系统动力学模型动力总成悬置系统强迫振动方程为:振动系统的固有频率由其自由振动方程的特征值决定,动力总成悬置系统的自由振动方程为:由于阻尼的主要作用是降低共振峰值,对频率和振型没有影响,所以上式可简化为:由式3 可求解得到特征值Wij (圆频率)和与之对应的特征向量动力总成悬置系统的模态频率(j=1,2 (6)向量组成振型矩阵[φ]。

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汽车悬架系统动力学研究 This manuscript was revised by the office on December 22, 2012(研究生课程论文)汽车动力学论文题目:汽车悬架系统动力学研究指导老师:乔维高学院班级:学生姓名:学号:2015年 1月汽车悬架系统动力学研究摘要:汽车悬架类型的选择和悬架参数的差异对汽车的操纵稳定性和行驶平顺性具有重要的影响。

主要分析了麦弗逊悬架的结构特点,并通过ADAMS软件建立麦弗逊悬架的3D模型,对其进行仿真分析,得出悬架参数的优化设计方法。

关键词:麦弗逊悬架;ADAMS多刚体动力学;仿真分析The automobile suspension system dynamics researchCaisi Vehicle141Abstract: Different kinds of suspension systems and of differences in suspension parameters on the vehicle steering stability and riding comfort have important influence. Mainly analyzed the structure characteristics of Macpherson suspension, and by using ADAMS software to establish 3D model of Macpherson suspension, carry on the simulation analysis, the method of optimal design parameters of the suspension.Key words: Macpherson suspension; ADAMS /Car; multi-rigid-body dynamics;simulation and analysis引言汽车悬架是汽车车轮与车身之间一切装置的总称。

其功用在于:在垂直方向能够衰减振动和起悬挂作用;在侧向可防止车身侧倾和左右车轮载荷转移;在行驶方向上能够保证驱动与制动的实现并保持行驶方向的稳定性。

不同的悬架设置会使驾驶者有不同的感受。

看似简单的悬架系统综合多种作用力,决定着轿车的稳定性、舒适性和安全性,是现代轿车十分关键的部件之一。

悬架系统起着传递车轮和车身之间的力和力矩、引导与控制汽车车轮与车身的相对运动、缓和路面传递给车身的冲击、衰减系统的振动等作用,汽车悬架系统对汽车的操纵稳定性、行驶平顺性都有很大的影响[1]。

通过对麦弗逊悬架的仿真提出其优化分析方法。

麦弗逊悬架系统由两大基本部分组成:支柱式减震器和三角形托臂,具有结构简单,占用空间小,非簧载质量小,且与减震器弹簧配合使用组成一个可相对运动的结构体,可以实现车身高度和悬架刚度的自由调节。

但是,由于主销轴线位置在减振器与车身连接铰链中心和横摆臂与转向节连接铰链中心的连线上,当悬架在变形时,主销轴线也随之改变,前轮定位参数和轮距也都会相应改变,且变化量可能很大。

因此,如果悬架结构设计不当,就会大大影响汽车产品的使用性能[2]。

1 ADAMS软件简介ADAMS模块是美国前MDI公司( Mechanical Dynamics Inc.) 与德国宝马( BMW)、奥迪(Audi)、法国雷诺(Renault)和瑞典沃尔沃(Volvo)等公司合作开发的整车设计软件包。

ADAMS软件使用交互式图形环境和零件库、约束库、力库,创建完全参数化的机械系统几何模型,其求解器采用多刚体系统动力学理论中的拉格朗日方程方法,建立系统动力学方程,对虚拟机械系统进行静力学、运动学和动力学分析,输出位移、速度、加速度和反作用力曲线。

其由基本模块、扩展模块、接口模块、专业领域模块及工具箱5类模块组成。

利用该软件不仅能快速建立高精度的整车虚拟样机模型,其中包括车身、悬架、转向系、发动机、传动系和制动系等。

用户还能够利用后处理模块通过高速动画观察各种复杂工况的车辆运动学和动力学响应,并输出表征操纵稳定性和安全性的性能参数。

为了分析某车型麦弗逊悬架的性能,在ADAMS/Car 模块中搭建汽车前转向轮的麦弗逊悬架模型,使用 ADMAS/Insight 虚拟样机进行试验设计,进行相应的优化设计,提出改进方案,并验证了方案的可行性。

2悬架系统建模以某轿车的麦弗逊前独立悬架为例进行建模和仿真分析。

由于麦弗逊悬架左右对称,所以在CAR环境下只需要输入单侧模型的参数,系统会自动地建立另一边的模型。

因此,这里建模过程只涉及到左侧悬架。

2.1 物理模型的简化麦弗逊悬架系统主要由车身 1、上下摆臂2、转向横拉杆3、减震器及减震弹簧4、转向齿条 5、车轮总成6和转向节带制动器总成7组成。

悬架各刚体之间的连接关系为:减震器4的上端用螺栓和橡胶衬垫与车身相连接,减震器4下端固定在转向节7上,转向7通过球铰接与下摆臂连接;下摆臂一端通过两个转动铰接与车身相连(其中一个为虚约束),另一端通过球铰接与转向节总成7相连;转向横拉杆一端通过球铰接与转向节总成相连,另一端通球铰接与转向齿条相连。

在进行运动分析时,转向齿条通过固定副与车身相连,车轮总成和转向节总成也通过固定副相连,车身相对地面不动。

对于单侧车轮的麦弗逊悬架约束方程数目为:n=6+1+5+3+4+3+3+2=39;对于单侧车轮的麦弗逊悬架自由度数目为:DOF=6+7-n=3。

这意味着单侧车轮的麦弗逊悬架有3个自由度,包括:车轮绕车轴的转动自由度;车轮绕主销的转动自由度;车轮上下方向跳动的自由度。

2.2 系统坐标系的确立在建立多体模型时,坐标系的选择对建立样机模型的力学方程的难易程度起到很大的作用。

该模型的坐标原点为两侧车轮接地印迹中心点连线的中点。

以地面为XY平面,汽车中心对称面为XZ平面,通过前轮轮心连线,垂直XY、XZ两平面的面为YZ平面,取竖直向上为Z轴正向,车身右侧为Y轴正向,以车前进方向的反方向为X轴正向。

2.3 模型关键硬点的获取硬点是各零件之间连接处的关键几何定位点,确定硬点就是在子系统坐标系中给出零件之间连接点的几何位置。

模型关键硬点的空间位置坐标和相关系数是建立运动学模型的关键,从厂家提供的零/部件装配图上可以得到硬点的坐标值。

2.4 仿真模型的建立根据某乘用车的前悬架及整车设计参数,计算或测量整合零件的质量、质心位置及绕质心坐标系三个坐标轴的转动惯量,将这些动力学参数填写到对应的对话框中。

然后在硬点的基础上创建零件的几何模型,并定义各零件间的运动关系确定约束类型,通过约束将各零件连接起来,从而构成子系统结构模型。

最后将建好的子系统模型组装成悬架系统模型,完成ADAMS /CAR模型下的建模过程。

在多体动力学软件ADMAS/Car中建立该车带转向系统的麦弗逊前悬架及整车多体动力学仿真模型。

如图1所示。

图1 前悬架总成模型3 前悬架运动性能分析3.1主销后倾角对整车运动学性能的影响主销后倾角是指主销轴线和地面垂直线在汽车纵向平面内的夹角。

由于有主销内倾角的存在, 使得主销延长线接地点落在轮胎接地点前面,产生回正力矩,从而保证汽车稳定直线行驶。

回正力矩不易过大,否则将使驾驶员转动方向盘过于吃力,影响整车的操纵稳定性。

现代汽车设计主销后倾角一般不超过2°-3°。

3.2主销内倾角对整车运动学性能的影响主销内倾角是指主销轴线与地面垂直线在汽车横向平面内的夹角。

同主销后倾角一样,也使车轮有自动回正作用。

由于有主销内倾角的存在,使得驾驶员转向操纵轻便,也可以减小从车轮传递到方向盘的冲击力。

但内倾角不易过大,否则在汽车转向时,轮胎与路面产生较大的滑动,使得转向操纵沉重,影响整车稳定性,同时加剧轮胎磨损。

3.3车轮外倾角对整车运动学性能的影响车轮外倾角是指通过车轮中心的汽车横向平面与车轮平面的交线与地面垂线之间的夹角。

由于车轮外倾角的存在,保证汽车直线订驶稳定性的同时,使得驾驶员转向操纵轻便,同时也与拱形路面相适应。

3.4前束角对整车运动学性能的影响因前轮有外倾角的存在,将导致两侧车轮有向外滚开的趋势,由于转向横拉杆等一些构件对车轮有约束作用,车轮会出现既有滚动又有滑动的情况。

因此为了消除前轮外倾角的存在而带来的不良后果,在汽车设计时添加前轮前束,前束也可用前束角来表示。

前束角选择的合理可以延缓轮胎磨损。

3.5主销偏距对整车运动学性能的影响主销偏距是指主销延长线与地面的交点到轮胎接地中心的距离。

主销偏距的大小对转向操纵轻便与否起到非常关键作用,主销偏距小,则转向时阻力也小,主销偏距大,则使转向沉重的同时加剧轮胎磨损。

3.6轮距变化量对整车运动学性能的影响汽车在行驶时,车轮会产生上下跳动,这样会导致轮距变化。

轮距变化一方面会使轮胎加剧磨损,另一方面也会影响汽车行驶的直线稳定性和操纵稳定性。

因此,轮距变化量越小对整车行驶越有利。

4 仿真分析本仿真试验分析主要采用双轮同向激振仿真,保持左右车轮相同高度,对车轮施加设定数值的上挑和回弹运动,从而获取悬挂特征参数。

通过进行双侧车轮平行跳动仿真来分析前轮前束角、车轮外倾角、主销后倾角。

跳动的范围选择为轿车经常用的±50 mm,前轮定位参数变化曲线如图2~图4所示。

图2 前轮前束角的变化曲线图3 车轮外倾角的变化曲线图4 主销后倾角的变化曲线5 结论主销后倾角越大,越有助于保持车辆行驶的方向稳定性,但过大的主销后倾角可能导致不平顺的行驶状况,若在低速,甚至会导致转向前轮产生摆振,因此主销后倾宜在2°-3°范围内。

在车轮跳动过程中,车轮外倾角对轮胎的侧滑影响小,但是,外倾角过大,会使轮胎出现偏磨损现象,故车轮外倾角应在0.5°-2°范围内,。

对于前束角应配合车轮外倾角的取值,控制在0.2°-1.0°。

在车轮跳动过程中,特别在低速行驶过程中,主销内倾角过大,会使转向发飘。

在车轮上跳过程中外倾角减小,能有效补偿由于车身侧倾引起的不良影响。

主销后倾角对内倾角变化影响较大,并且随着车轮的上跳,主销内倾角增加,能有效补偿由于载荷增加而降低汽车转向轻便性的趋势,有利于提高汽车的转向轻便性。

主销内倾角对后倾角的变化影响最大,并且,主销后倾角随车轮上跳而增大,由侧向力引起的不足转向特性将得到提高。

根据某车型存在的问题,研究的车轮跳动过程中车轮定位参数与轮胎磨损的关系以及定位参数相互之间的影响将为汽车的初始设计提供可靠的技术依据,为有效地减小车轮侧滑、降低轮胎磨损以及提高汽车的操纵稳定性进行了探索。

本文分析了悬架运动学参数对整车性能的影响’利用多体动力学软件ADAMS/Car对麦弗逊悬架进行建模与仿真,分别得到主销后倾角、车轮外倾角等参数随车轮行程的变化曲线,为麦弗逊悬架设计及整车的操纵稳定性和平顺性分析提供了基础。

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