悬架动力学

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1悬架：

悬架模块计算了悬架的运动学特性以及作用在弹簧、减震器、稳定杆上的力。

悬架运动学特性的含义是：轮胎中心的相对位置，轮胎方向，弹簧阻尼减震器的全坐标运动（例如，垂直轮胎的左边（q1）和右边（q2）运动）以及转向栏杆对前悬和后悬造成的位移。通过计算弹簧、阻尼器和减震器的运动来确定它们施加的力。

平顺性运动学将由于悬架弹性引起的有限运动描述为关于轮胎力和扭矩的函数。

悬架运动学由8个查询表格或几何连接点配置而成。柔顺性由查询表格配置而成。运动学和柔顺性查询表格由K&C Tester (Kinematics and Compliances Tester)或者一个如ADAMS/Car Suspension Ki t的悬架分析软件生成。几何连接点包含在悬架设计数据中。

悬架在下面描述的更加详细。通过查询System of Coordinates ( ASM Vehicle Dynamics Addendum)可以获取坐标系统的细节描述。

1.1前悬

前悬子系统计算前悬的运动学，平顺性运动学和悬架在弹簧、阻尼器、减震器上的力。

子系统

悬架动力学是通过对称或不对称查询表格或者几何类型来计算的(McPherson Strut)。在这个模型中的每个悬架动力学系统可以由ASM汽车动力学库的中的相关系统替换。要想获取如何替换悬架动力学的详细信息，可以查找How to Change Suspension Kinematics Model （ASM Vehicle Dynamics Model Description）。悬架平顺性子系统计算弹性位移和方向作为轮胎所受力和扭矩的函数。

有5个变量来计算前悬的悬架动力学：通过对称或不对称查询表格（作为两个或三个变量的函数）或者通过几何描述（McPherson strut）。每个悬架动力学系统都要计算车轮中心，车轮方向和弹簧、阻尼器以及减震器的位移。

1.1.1前悬运动学特性（对称）

在这个模块中计算了车轮中心的位置，车轮方向，弹簧，阻尼器和减震器的的位移。

这些运动学由含两个输入量的2维查询表格来描述：转向拉杆位置q St

⏹

车轮垂直自身方向的位移q FL, q FR

⏹

这些是用于前悬的自由度。查询表格的输出如下

⏹轮胎中心x方向的的位移

⏹ 轮胎中心y 方向的的位移 ⏹ α角，绕x 轴旋转 ⏹ β角，绕y 轴旋转 ⏹ γ角，绕z 轴旋转

⏹ z sp ，弹簧在z 方向的位移 ⏹ z d ，阻尼器在z 方向的位移 ⏹

z st ，减震器在z 方向的位移

例如，对左前轮而言，车轮相对位置的改变可以如下计算：

(,)FL FL FL st q r r q ∆=∆

总的车轮相对位置可以如下计算：

FLO FL r r r =∆+

FLO

就是车轮中心在零位置时所测量的运动学位移。

轮胎方向

θ的方程是：

(,)FL

q q θθ=

其中

[,,]FL

θαβγ=使车轮万向节的角度。

转动顺序是先绕z 轴，然后是y 轴，然后是x 轴，即：otZY ‘X ’。下面的图示说明了旋转顺序：

这些角度用来计算车轮相对于汽车系统的方向：

()()()FL

T v T T T γβα=

弹簧、阻尼器和减震器的连接点在运动学上也取决于车轮中心的位移和转向输入。主要依赖于车轮中心的垂直位移。

(,)sp

z z q q =,(,)d

z z q q =,(,)stab

stab

z z q q =

这些位移用来计算弹簧，阻尼器和减震器的力。为了建立这个运动方程，必须对上面所述关系的求偏微分，即车轮中心和方向关于车轮垂直运动和转向输入的变化

1_FL

q Front r ∂∂,2_FL

q Front r ∂∂,FL

stt

r q ∂∂,1_FL Front q ω

∂∂,

2_FL

Front q

ω∂∂,

q ω∂∂

同样，为了计算在转向轮中心运动方向的等效力，也必须求下面的微分：

____1_2_1_2_1_2_,

sp FL

D FL

stabi

Front

z z z z z q

∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂∂

参数

⏹依据ASM命名传统，以“Map”开头的参数名是查询表格。在前悬运动学中，有

以转向拉杆位移为行，以车轮垂直位移为列的二维查询表格。

⏹仅仅定义了左侧的运动学表格，右侧通过镜像获得。