悬架开发培训

out-of-phase_iso_view.avi
• Root cause:
Front left and right tire/wheel has its dynamic unbalance but with out-of-phase configuration
6.6B 悬架模态常见问题实例 – Brake Roughness/Judder
4.2 主销内倾
Kingpin Inclination
• Steering effort • Braking load • Knuckle and ball joint durability
4.3 车轮前束
Toe-in
• Under/over steering • Tire wear • Front toe-out produces understeer • Rear toe-in produces understeer
4.4 车轮外倾
Camber
• Tire wear • Tire grip • Front increase negative less understeer • Rear increase negative more understeer • If LF and RF camber are not equal, the vehicle will pull to the side with the most Positive Camber.
主观评价标准：国际化的潜规则—10分制
– – – – – – – – 基本合格（马马虎虎）--6分 需要整改—小于等于5分 有明显缺陷或工作不正常—4分以下 0 ~ 2分基本没功能 7分良好、8分优秀 发烧时给8.5分 9分、10分建议别给—留给行业国内、国际顶尖级大师 两点具体建议：
• 给到8分、5分或更低需慎重，必要时重复体验 • 用5.5分和稀泥—希望改，看着办，有能力或费用就使出来
5.4 悬架主要参数与性能
整车重量 Kg 前轴 空 载 半 载 满 载 垂向刚度 N/mm 自振频率Hz 侧倾刚度Nm/deg 前轴 前轴 后轴 前轴 后轴 带稳 定杆 1527 无稳 定杆 700 后轴 带稳 定杆 857 无稳 定杆 / 前轴 后轴 Hf /Hr 前轴 后轴 前轴 后轴 侧倾中心高度/mm 侧向刚度 N/mm 纵向刚度N/mm 1060 后轴 902 a 1394 b 1600 内倾角 12.5 主销定位 后倾角 3.16 纵向偏距 15.3mm 侧向偏距 14.2mm 外倾 -0.5 ° 前轮偏角 前束 0.5′±3 后轮偏角 外倾 -0.5 前束 -0.5 °
系统中的每一弹性体都对应有一个相应的模态
• 最为熟知的是悬架偏频（常见为1.1Hz ~ 1.4Hz） – 习惯上设计为人体心脏跳动频率 – 过坎时影响较强 • 影响最为直接的模态—轮胎Bounce（常见为11Hz ~ 14Hz） • 影响最为宽泛的模态—Top Mount （高频振动和噪声） • 柔化冲击模态—悬架fore—aft模态（常见为12Hz ~ 17Hz）
抓地力强 性能易控 质量轻 降低发动机和整车重心高度 左右不相互牵制 结构复杂 成本高 维修不便
3.2 悬架选型 —麦弗逊滑柱
MacPherson Strut
• • • • • Economical/family East-west engine High hood line Less camber gain Least sensitive to build variation
5.1 硬点选取/优化布置 – 轮跳前束轨迹
Bump Steer
• Steep toe gradient makes vehicle unstable
• Front toe-out produces understeer • Rear toe-in produces understeer
5.2 硬点选取/优化布置 – 轮跳外倾轨迹
6.6C 悬架模态常见问题实例 – Pinion Pitch
6.6D 悬架模态练习题
某车辆在行驶至车速为95Km/h时出现Shimmy，其麦弗逊 悬架的三角臂前后衬套fore-aft刚度均为310N/mm，测 得Shimmy时三角臂的fore-aft模态频率为13.5Hz，车轮 滚动周长为1960mm，假设该车的Shimmy为前轮动平 衡问题所引发，试问若将Shimmy车速提高至120km/h， 三角臂衬套fore-aft刚度应做何调整？

侧滑（甩尾） 侧倾 俯仰 转向中间间隙大 转向左右不对称 转向手力不合适 转向唐突性 控制松旷 过坎冲击 路感强
7.5 底盘/悬架匹配 – 通常匹配范围
• • 弹簧匹配
基于偏频计算根据主观感受选择
稳定杆匹配
基于K&C测量的侧倾刚度的贡献量， 根据主观感受选择
•
3.3A 悬架选型 — 高转向节双叉臂
Tall Spindle SLA
• Expensive & luxury performance • Good combination of camber curve & roll center height • Good combination of kingpin offset and scrub radius • Smaller control arm loads & less friction • Less tire wear • Wide track or north-south engine required
3.3B 悬架选型 — 低转向节双叉臂
Short Spindle SLA
• Good combination of camber curve & roll center height • Ball joints packaged inside wheel • Lower hood line • Most sensitive to build variation
空 载 半 载
30.64
.81
1.21
1.21
130
185 同向 3571 同向 250 制动454 制动667
满 载
前轴
后轴 -2.2 1.5
外倾变化率（°/m） -15 -10mm~10mm
前束变化率（°/m） -8.7 -10mm~10mm
Camber Curve
Toe-in curve
6.1 悬架模态 – 概述
纵向柔性策略2：
三角臂前衬套三向大刚度固定 三角臂后衬套Y方向柔 过坎时三角臂绕前点Z轴转动
6.5A 悬架模态 – 三角臂前后点液压衬套
6.5B 悬架模态 – 三角臂前后点液压衬套有的考量
• 液压方向应与模态振型一致 • 液压阻尼峰值频率应与模态频率一致 • 液压阻尼比峰值应超过40%
6.6A 悬架模态常见问题实例 – Vehicle Shimmy
– Stiffer front spring & larger stabar (less roll) understeer – Stiffer rear spring & larger stabar (less roll) oversteering – Rolling center height – Body stiffness
悬 架 、 转 向 结 构 选 型 目 标 制 定
悬 架 、 转 向 设 计 参 数 硬 点 初 定
CAE 优化 总布置、车身 及底盘设计等
优异整车 动力学性能
N
CAE 评估
Y
滑 柱 总 成
悬 架 弹 簧
衬 套 元 件
稳 定 杆 直 径
转 向 系 微 调
N
K&C试 验台确认
Y
轮胎包络 硬点输出
转 向 系 统
7.1 底盘/悬架匹配 – 概要 • 主观评价 --- 判定匹配需求 • 匹配顺序考量 • 性能主要考察内容 • 常见问题 • 通常匹配范围
• 常用匹配手段
7.2 底盘/悬架匹配 – 主观评价
• • 以主观评价判定匹配的范围和方向 主观评价结合客观测量和CAE分析进行具体开发
•
•
以主观判定最终调校结果
X_Translation_iso_view.avi
除了轮跳有柔性要外 车轮纵向也有柔性要求 过坎要柔 掉坑要缓冲 偶遇路面障碍物不至于引起冲击 损坏 。。。 纵向柔性策略1：
三角臂前后衬套相对柔软
6.4 悬架模态 –悬架fore-aft模态—三角臂绕前点转动
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• Root cause:
Brake disk thickness variation (DTV) usually cause brake force uneven during 1 wheel turn. When the front let and right DTV forms a out-of-phase configuration, steering wheel will strike on driver’s hands.
以性能为导向 优化悬架开发
北汽研究院 车辆动力学总工程师 张乐意 2013.9.15
内容提要
1．自我介绍
2. 车辆动力学开发的主要阶段
3．悬架选型
4．主销角与四轮定位 5. 硬点选取与布置优化 6．悬架模态 7. 底盘/悬架调教与匹配
2. 车辆动力学开发的两阶段
项目总监
已 知 硬 点 基 础 车 型 参 照 车 型
3.5 悬架选型 — 其它
• • • •
空气弹簧 扭杆弹簧 双“工”字梁 主动悬架
4.1 主销后倾
Caster Angle
• Vehicle stability/returnability • Steering effort • Lateral load (caster trail) sensitivity • If LF and RF caster are not equal, the vehicle will pull to side with the lower caster.