汽车悬架动力学模拟系列一

•操 稳
•操 纵 感 觉
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汽车悬架动力学模拟系列一
•前悬架各控制点的确定
•
• 底盘的设计首先要确定（与轮距的变化有关）前悬架的侧倾 中心
• 高度，以便随后确定相应的后桥侧倾中心高度。前悬架侧倾 中心
• 高度在：0—120mm，后悬架侧倾中心高度在：80 —150mm。
1•) 定悬义架侧转倾向中系心统高的度的几方何法尺寸
为了确保所期望的行使特性和直线行驶能力及避免轮胎的过渡 磨
损，我们首先要确定前桥的定位参数。轮距变化的缺点是会引起滚 动轮
胎的侧偏，在独立悬架中，汽车行驶过不平路面时车轮的上下跳动 引起
轮距的变化使轮胎产生侧偏角，从而产生侧向力，较大的滚动阻力 和使
直线行驶能力下降。在所有的独立悬架中，极点P的位置确定了瞬 时轮距
重要。例如：斜置拖曳臂的悬架就没有带横向推力杆的拖曳臂悬架好（ S11后悬架）。 6. 对于采用宽轮胎的汽车，在设计前悬架的车轮外倾时通常将外倾角设计 为0°，以便充分发挥轮胎的接地面积，提高整车性能。在车坐2-3人时 轿车的前轮通常设计的具有微小的正外倾角，以便轮胎尽可能垂直于稍 有拱形的路面滚动，并使磨损均匀和滚动阻力小。理想的值为γ=5’-10’即 约为0.1°，公差通常为＋－30‘。在采用独立悬架和复合式后悬架中，为 提高轮胎的侧偏性能，车轮的外倾角常设计成负值。
用。
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• 悬架的分类
•独立悬架： •双横臂独立悬架（麦弗逊独立悬架），多联杆独立悬架， 斜置拖曳臂独立悬架，纵臂式独立悬架等 •非独立悬架： •采用螺旋弹簧：拖曳臂式，扭转梁式 •采用钢板弹簧
•至于独立悬架和非独立悬架的优缺点在此不多说明，钢板 弹簧作为非独立悬架的最常用结构将在以后讲解。
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• 对前后轮独立悬架的要求
• 前独立悬架： 1. 在负荷变化时，不致引起轮距的的显著变化，而轮距的变化乃是轮胎磨损的原因。 2. 在负荷变化时，不使主销后倾发生显著的变化，而后倾角的变化影响行使平顺性和车
轮的变化。 3. 在负荷变化时，不引起主销内倾角发生显著而急剧的变化，而内倾角的变化影响车轮
2. 在设计悬架时，轮边跳动按上下各跳动100 mm考虑。（M11前悬架总行 程为150 mm，后悬架总行程为180 mm。）如果行程分配不合理，有可能 引起过渡转向。
3. 同时需要考虑传动轴夹角。（发动机的布置位子） 4. 对于导向干系的设计和布置，通常希望竟量的设计的长一些，且设计状
态竟量的水平布置。 5. 对于轮胎承受侧向力而影响整车的转向情况来说，选者悬架的形式就很
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前后悬架布置时轮心与轮罩中心
一般来说，运动感强的车该值就会取较大的正值，越野车一般采 用的是较小值或负值。常规车辆的取值范围是20~30。
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•前 悬 架 预 布 置
•车轮最大尺寸
•车 轮 行 程 •乘 坐 舒 适 性
•方 向 盘 转 角 •最 小 转 弯 半 径
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2020/11/23
汽车悬架动力学模拟系列一
•汽车悬架的主要功用
• 汽车悬架是将车架（或车身）与车轴（或直接与车
轮）弹性联接的部件。其主要功用如下： •（1）缓和，抑制由于不平路面所引起的振动或冲击以保 证汽车具有良好的平顺性。 •（2）迅速衰减车身和车桥（或车轮）的振动。 •（3）传递作用在车轮和车架（车身）之间的各种力（垂 直力，纵向力，横向力）和力矩（制动力矩和反作用力 矩）。 •（4）保证汽车行驶所必要的稳定性。
的稳定与旋转平面的位置。 4. 在负荷变化时，车轮不产生很大的纵向加速度，当汽车在不平路面行使时，纵向加速
度导致纵向冲击，而且所发生的力距作用到转向节上，是方向盘上的力距急剧改变。 5. 侧倾时，保证车轮与悬架质量的倾斜相同，从而增大不足转向效应。 6. 后独立悬架： 7. 在负荷变化时，不致引起轮距的的显著变化，而轮距的变化乃是轮胎磨损的原因及汽
1. 7. 注意整车姿态，悬架决定整车资态，同时又与造型紧密相连 ，一但造型确定再更改悬架行程就十分困难。
2. 8. 一般K和W的取值为越野车取较小值，一般车取中间值，豪华 车取较大值。
3.
K---前悬架轮心与轮罩的距离；
4.
W---后悬架轮心与轮罩的距离；
5. 6. 7. 8. 9.
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• 在转向系统的设计过程中，首先要确定转向梯形，以保证车轮能绕一个 转向中心在不同的圆周上作无滑动的纯滚动。对轿车来说，通常采用断开式 转向梯型机构，有时为了提高车辆的灵活性，减小转弯半径而改变转向梯型 。采用齿轮齿条式转向器时，转向横拉杆内端接头T的运动轨迹与地面平行 ，相反外接头U的运动轨迹是一条圆弧线，当没有主销后倾时，U点的运动 轨迹于转向节轴线EG垂直。
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汽车悬架动力学模拟系列一
• 汽车对悬架的一般要求
• 汽车悬架应该满：
1. 在所有载荷范围内自振频率尽可能不变。 2. 悬架发生碰撞前的动行程不超过一定值（悬架的变刚性）。 3. 发生的振动能迅速衰减。 4. 在侧向力的作用下悬架质量的侧向力较小。 5. 汽车具有某种程度的不足转向。 6. 悬架质量在制动时有抗“点头”作用和在加速时有抗“仰头”作
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如果汽车仅有一个很小的车轮上跳行程，即车身外侧的下沉量小于车身内侧 的抬起量，内侧轮胎载和加剧，从而使质心从w点移动到w’点上质心高为Δ Hw，结果出现临界的难以控制的过渡转向(后悬架尤为明显)。
•F
•W’
•W
•ΔHw
•Hw
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车在不平路面上行使时产生横向冲击的原因。 8. 侧倾时，保证车轮与悬架质量的倾斜反向，从而减小后轮的偏离角和增强不足转向效
应。
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悬架系统的预布置
1. 悬架结构的选用和布置首先考虑今后对四驱布置的影响。通常可采用纵 臂结构或多联杆结构，但如果后轴采用扭转梁结构，则今后不能布置后 驱结构。
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• 悬架设计的基本概念
•㈠悬架设计的矛盾 • 悬架是研究悬架系统的振动特性，讨论悬架设计对 平顺性，稳定性和通过性等性能的影响，从而做出妥善 设计。 •⑴柔与刚 •悬架的发展趋势是弹簧越来越软（既由刚变柔）。 •⑵减振与激振 •⑶悬架特性与路面特性 •⑷坚固与笨重