中级轿车多连杆后悬架设计

中级轿车多连杆后悬架设计-王昱昕-20070306

中级轿车多连杆后悬架设计

--------几何学定义GEOMETRY

二零零七年三月六日

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序言

本文档主要从整车总布置角度出发在总体概念设计阶段进行悬架的

选型硬点几何定义设计从而确定悬架各相关部件的详细结构设计边

界和输入信息

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目录

后悬架常见类型

多连杆优缺点详细分析

预备信息

多连杆后悬架几何详细定义步骤

悬架目标设定

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常见后悬架类型

1 拖曳臂TRAILING ARM

2 扭曲梁TWIST AXLE

3 多连杆MULTILINK

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拖曳臂 TRAILING ARM 后悬架

优点

沿Y和Z方向的尺寸较小因此对于后部车厢布置非常有利能有较好的空间利用率尤其是轮罩之间的宽

度较大和容易布置备胎和油箱

悬架和车身容易装配

悬架结构简单零部件少容易分装

由于没有衬套滞后性较小

容易保护后驱

Compatibility with traction

缺点

在沿着车身与拖曳臂的旋转轴拖曳臂的长度和宽度有比较大的杠杆比因此当存在侧向载荷有不利

的前束

在车身的横向翻转有不利的车轮外倾角如果有一个比较合适的悬转轴有可能纠正外倾角但这样会影

响轮罩之间的宽度

不好的调整潜能所有的几何特征和相应变形参数都是相关联的

由于缺少衬套不能进行有效的衰减震动

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扭曲梁 TWIST AXLE 后悬架

优点

悬架和车身容易装配

悬架结构简单零部件少容易分装

垂直尺寸较小

水平方向尺寸较小有利于布置备胎和油箱

在车轮上下跳动不同可以进行自动调整车轮外倾角

当车身有横向倾斜可以进行前束自动调整

有好的操纵性能尤其是在光滑路面

当存在障碍物有增大轮距的能力

如果设计要求拉焊有比较大的抗误操作强度

缺点

Skoda Fabia

对横向和纵向的梁的拉焊工艺有比较严格的质量要求

不利于进行驱动

对车辆动态最小化比较敏感–轴上的满载变化

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多连杆 MULTILINK 后悬架

多连杆悬架具有下列优点

有良好的操纵稳定性和平顺性这一良好的潜在性能是由下列主要的几何特性所决定

当存在横向载荷前束将自动纠正 Toe-in recovery

当存在纵向载荷前束将自动纠正 Toe-in recovery

在车轮跳动行程中外倾角自动纠正 Camber recovery

当碰到障碍物轮距适当增大

与后轮驱动有很好的兼容性

当后轮驱动有很好的转向力矩控制

多连杆通常有下列缺点

有较多的零部件加工制造复杂

调教实验比较复杂而且与其他车型共用平台适应性研究比较复杂 THREE-LINK AUDI A3 NEW GOLF

对悬架几何参数和弹性元件特性有较高的敏感性

承载能力和悬架重量比值不合理需要副车架

误操纵容易损坏

悬架整体尺寸较大降低后部车厢的空间利用率影响后底板布置

在欧美市场工业制造有较高的成本

Only one archetype is adopted by all makers a longitudinal arm guided by transverse links

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附

前束将自动纠正Toe-in recovery

大多数多连杆独立后悬架都只是某种传统悬架的变体最大的改进应该就在于toe control

arm 不管具体形式再千奇百怪用到的toe control原理大多都是图中所示的平行连杆原理实

际的toe control arm不一定非要和某横摆臂平行它也可能平行于某半拖曳臂甚至悬架总成中

也可能根本没有标准的横摆臂但是因为半拖曳臂实际上可以分解为一条横摆臂和一条拖曳臂

的组合这里面的控制原理都没有改变有的实际甚至不一定出现单独的toe control arm比如

Audi的形连杆后悬架其形连杆实际上就相当于两条不等长半拖曳臂合二为一原理还是

万变不离其宗

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附

前束将自动纠正Toe-in recovery

前束控制臂

下控制臂

等长平行连杆前束控制连杆和下控制臂

上图所示的是前束控制臂和下控制臂等长的情况情况当车轮上下跳

动下控制臂和前束控

制臂末端的运动轨迹是半径相同的圆弧所以车轮在正常的平衡位置下设定的前束不会改变

过弯也一样尽管侧倾导致悬架动作但两侧后轮的前束都能保持稳定

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附

前束将自动纠正Toe-in recovery

前束控制臂

下控制臂

如果平行连杆不等长实际上就组成了所谓形连杆如上图所示如果正常的平衡位置是

图中画的那样当车轮上下跳动由于两条连杆末端运动轨迹是半径