悬架系统运动校核

第一章悬架系统运动校核

第一节概述

悬架是现代汽车上的重要的大总成之一，他把车身（或车架）与车轮（或车轴）弹性的连接起来。它的主要作用是传递作用在车轮和车身（或车架）之间的力和力矩；缓和路面传递给车身（或车架）的冲击载荷。衰减由此给乘员或货物的震动，提高汽车的平顺性；保证汽车在不平路面上或载荷变化时有良好的运动特性，保证汽车操纵稳定性，使汽车有良好的高速行驶能力。

发动机前置前轮驱动的乘用车（轿车或MPV），常采用麦弗逊式前悬架和拖曳臂或扭力梁后悬架。

发动机中置后轮驱动的微型客车或微型货车，常采用麦弗逊式前悬架，钢板弹簧和整体车桥式后悬架。

第二节悬架运动校核

在汽车的行驶过程中，在车辆跳动极限和转向极限范围内，悬架运动件之间不能产生干涉，且保持一定的间隙，以保证汽车行驶的安全性及操纵稳定性。

悬架运动校核术语的定义：

1、前悬架上跳极限

前悬架上跳极限是指前限位块压缩1/2~2/3时的状态为准。轿车、小型客车推荐取1/2，SUV推荐取2/3。

2、前悬架下跳极限

前悬架下跳极限是指前减震器活塞杆拉出最长长度0～1mm位置时的状态，其中所加的0～1mm为减震器活塞杆固定橡胶块在非悬挂质量作用下向下的变形量。

3、后悬架上跳极限

后悬架上跳极限是指后限位块压缩1/2～2/3时的状态为准。轿车、小型客车推荐取1/2，SUV推荐取2/3。

4、后悬架下跳极限

后悬架下跳极限是指后减震器活塞杆拉出最长长度0～2mm位置时的状态，其中所加的0～2mm为减震器活塞杆固定橡胶块在非悬挂质量作用下向下的变形量。

5、左转极限

左转极限是指方向盘逆时针旋转至极限位置时，悬架所在位置。

6、右转极限

右转极限是指方向盘顺时针旋转至极限位置时，悬架所在位置。

下面已某轿车为例说明悬架运动校核的方法：

麦弗逊式前悬架（如图1所示）运动校核主要是分析悬架在上跳左转极限、上跳右转极

限、下跳左转极限、下跳右转极限四个状态下，悬架各运动件的干涉情况。由于悬架与转向均具有对称性，本次对前悬架运动校核，采用左侧悬架校核分析，悬架左转极限和右转极限分别采用各自的最大值。

由图纸查得转向器齿条最大行程为143mm，车轮最大转角在转向器极限行程下测量。

左车轮左转极限值：40°；左车轮右转极限值：33.7°，弹簧采用简化处理方法。建立DMU悬架运动校核数模。

图1 麦弗逊式前悬架

1、弹簧与车身轮包最小间隙校核

弹簧采用简化处理，用圆柱代替弹簧，圆柱的外直径与弹簧的外径相同。装配位置与长度和弹簧一样。其在极限位置与车身轮包最短距离不应过小，推荐10～20mm以上为宜。经校核下跳右转极限时最小间隙为31.1mm。如图2所示

图2弹簧与车身轮包间隙

2、摆臂球头销与球碗校核

由图纸（或样件扫描）得，摆臂球头销轴线旋转角度应在0º～25.5º测量范围内。经校核上跳左转极限夹角最大为16.8 º，满足要求，如图3所示。

图3 摆臂球头销与球碗夹角

3、扭力梁式后悬架（如图4所示）主要分析上跳和下跳极限位置，后减震器与后轮包最小间隙，以及扭力梁与周边件最小间隙

图4 扭力梁式后悬架

4、后减震器与后轮包最小间隙校核

后悬架减震器在极限位置时，其与后轮包校核距离要求应不小于5mm。经校核最小间隙为13 mm，满足要求，如图5所示。

图5 后减震器与后轮包最小间隙

5、扭力梁与排气管最小间隙校核

后悬架扭力梁总成与排气管间隙要求不小于10mm，经校核最小间隙值为10.1mm，满足要求，如图6所示。

图6 扭力梁与排气管最小间隙

6、结论

悬架各运动件布置合理，各运动件在极限状态下的间隙及干涉情况符合相关标准要求，可以满足悬架运动的要求。

第二章转向系统运动校核

第一节概述

转向系统是用来保持和改变汽车行驶方向的机构，在汽车转向行驶时，保证各转向轮之间有协调的转向关系。机械转向系依靠驾驶员的手力转动转向盘，经转向器和转向机构使车轮偏转，由于机械转向系统没有转向助力，低速转向时沉重，驾驶员使用起来费力，由于成本低，有些汽车仍在使用。为了减轻驾驶员的手力，液压助力转向系统应用普遍，技术上已比较成熟，近年来电动助力转向在乘用车上得到了应用，并有良好的发展前景。

第二节转向系统运动校核

转向系统运动过程中要保证操纵方便，与周边件有合理的间隙现提出转向系统运动设计的一些要求；

（1）转向管柱轴夹角一般情况下相差不大于10°，以小于6°为宜；

（2）转向管柱与周边件间隙大于8mm；

（3）转向节与轮辋间隙大于12mm；

（4）转向拉杆在齿条行程范围内两端球头销的摆角应在允许范围内。

现以某轿车为例，具体介绍液压助力转向系统的运动校核内容。转向系统的布置型式如图1所示，轮转向角和跳动最大行程采用各自的最大值，查图纸得：

a)汽车转向轮最大转角：内轮为40°，外轮为33.7°；

b)车轮上跳最大行程为100mm；

c)车轮下跳最大行程为90mm；

d)转向器齿条行程为143mm；

e)转向管柱设计状态与X0平面夹角为111.1°，与Y0平面夹角为1.9°，与Z0平面夹

角为21°；管柱可调，角度调节范围为向上1.8°，向下2.4°。

由于悬架与转向均具有对称性，本次对转向运动校核，采用左侧悬架与转向机构校核分析。

图1 转向系统布置型式

转向系统运动校核具体内容如下：

1、转向管柱为上下可调式。转向管柱与转向联轴节轴线夹角，设计状态为153.6°，上调极限为155.4°，下调极限为151.3°，如图2所示。

转向联轴节与转向器输入轴轴线夹角为150.8°。转向管柱轴夹角差最大为155.4°-150.8=4.6°，小于要求值6°。