电动汽车麦弗逊前悬架设计及参数优化
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下图为典型麦弗逊式前悬架结构以及双叉式后悬架结构双叉臂式悬架通常采用上下不等长叉臂(上短下长),让车轮在上下运动时能自动改变外倾角并减小轮距变化、减小轮胎磨损,并且能自适应路面,轮胎接地面积大,贴地性好。
上下控制臂能分担横向力,令车身在过弯时更加平稳。
能承受住越野时崎岖路面对底盘的强大冲击但更占用空间,结构复杂成本高,不适合经济型小车双叉臂式独立悬架拥有出色的侧向支撑、精确的车轮方向控制,但由于使用上下控制臂结构,过于稳定的特性却使车轮的响应速度较其他形式悬架要缓慢,上下控制臂的结构也导致这种悬架的横向安装空间大。
上叉臂式悬架常出现在车身宽大的豪华轿车、全尺寸SUV、皮卡甚至超级跑车,如凯迪拉克赛威SLS、雪铁龙C6、奥迪Q7、大众途锐,甚至国产中兴威虎皮卡,以及兰博基尼盖拉多、玛莎拉蒂3000GT等注重操控性能的跑车。
在这个言必谈操控、论必说运动的年代里,几乎所有汽车品牌多在大力的宣传自己产品优秀的操控性能,从欧系的宝马、奥迪、萨伯到日系的讴歌、英菲尼迪等高端品牌无不在极力宣传自己良好的操控性和运动性,就连一向以舒适性能为取向的奔驰、凯迪拉克、雷克萨斯等高端品牌也在新近的设计中加入了更多的运动取向。
从以福克斯为代表的紧凑型轿车到以迈腾为代表的中级车到以宝马5系Li为代表的高档车无不标榜自己的运动性能。
那么他们是否如宣传所说这么优秀,此次汽车探索就为大家解读影响汽车运动性能的汽车底盘的核心——悬挂系统,并分析不同悬挂对汽车操控性及舒适性的影响。
『悬挂在汽车底盘安放位置的示意图』●悬挂的概念和分类首先让我们来了解一下什么是悬挂:悬挂是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩,比如支撑力、制动力和驱动力等,并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷。
典型的汽车悬挂结构由弹性元件、减震器以及导向机构等组成,这三部分分别起缓冲,减振和力的传递作用。
Qiye Keji Yu Fazhan0引言麦弗逊式独立悬架结构是汽车上应用最广泛的结构,从入门车到中高端各类车型均能见到此结构的身影。
国内外关于麦弗逊式前悬挂结构的研究层出不穷,国外学者S.Dehbari ,J.Marzbanrad 于2020年9月2日发表了关于麦弗逊式前悬架的研究,该文采用一个完整的多体系统,并考虑了两个自由度,使用位移矩阵对麦弗逊式前悬架进行了动力学研究[1]。
2020年6月15日,国内学者王健、薛少科等人也在《汽车实用技术》一刊中发表了他们借助ADAMS 动力学软件对麦弗逊式前悬架侧向力优化的见解[2]。
然而,关于麦弗逊式前悬挂的主要研究均在动力学方面,而制造领域方面关于麦弗逊式独立悬架的研究相对较少。
事实上,小型乘用车的悬架大都采用自下向上的方式,麦弗逊式前悬架存在安装困难、安装精度不足等缺点。
本文在研究麦弗逊式前悬架的动力学之余,提出了一种辅助安装麦弗逊式前悬架的装置,以提高该悬架实际在工程应用中的制造效率和装配质量。
1麦弗逊式独立悬架的结构与原理目前,大多数汽车的悬架结构大致分为5类:1〇麦弗逊结构;2〇双叉臂结构;3〇多连杆结构;4〇扭力梁结构;5〇整体桥结构[3]。
这5种结构各有特点,其中麦弗逊式结构以其成本低、横向空间占用率低、杠杆比高等特性,相比其他结构具有更广泛的应用。
麦弗逊悬架可细分为两种,传统麦弗逊悬架和先进麦弗逊悬架,两者主要是在一体式下摆臂和分体式下摆臂,转向节与减震器下端和下摆臂连接形式,以及有无传动轴的细节上进行区分。
麦弗逊悬架结构主要由减震器和下摆臂两个部分组成,与其他结构不同的是,它的主销与减震器通常不在同一条直线上,以保证减震器的使用寿命。
因此,麦弗逊悬架结构中的主销和减震器存在一定角度。
麦弗逊式独立悬架的原理相对简单,弹簧与减震器一体,弹簧承受汽车行驶时所受到的来自前后左右各个方向的绝大部分力。
弹簧固定在减震器上,只能沿其做上下运动,以此起到缓冲的作用。
毕业披廿(论文)奇瑞轿车前麦弗逊悬架设廿可修编・X 11Abstract21绪论31.1课题背景和意义 (3)1.2悬架的发展历史和现状 (4)1.3悬架的发展體势 (5)1.4课题主要容和研究目的 (5)2悬架结构方案分林62.1悬架总成分析 (6)2.2独立悬架优缺点分析 (6)2.3独立悬架特点与分类 (7)2.3.1双横臂式悬架构造及其特征分析 (7)2.3.2单横臂式悬架构造及其特征分析 (7)2.3.3单斜臂式悬架构造及其特征分析 (9)2.3.4麦弗逊式悬架构造及其特征分析 (10)3麦弗遜戏数立悬架atm3.1麦弗逊式独立悬架设计ffliS 113.3麦弗逊悬架的结构分林 (12)3.4悬架的耶性特性设计 (13)3.5悬架挠度£的设计 (13)3.5.1悬架静挠度£的设计 (13)3.5.2悬架动挠度办设计 (14)3.6悬架呷性元件设计 (14)3.6.1螺旋耶簧分林 (14)3.6.2螺旋耶簧地质料及许用应力选取 (15)3.6.3弹簧参数的计算选择 (15)3.6.4计算空载M度 (16)3.6.5计算满载M度 (16)3.6.6按照満载运算弹簧拥丝的直径 (16)3.6.7螺旋耶簧校核 (17)3.6.8 小结 (17)3.7导向机构设计 (18)3.7.1导向机构地设计要求 (18)3.7.2导向机构的布置参数 (19)3.7.3导向机构的受力分林 (22)3.7.4横臂轴线安81方法地选取 (22)3.7.5横瞿臂参数对车轮定位参数地改变 (23)3.7.6导向机构建模 (24)3.8减振器的设计 (24)3.8.1城振器的简单分类 (24)3.8.2双向筒贰液力械振器工作原理 (25)3.8.3相对阻力系数屮 (25)3.8.4城振器阻尼系数6地确定 (26)3.8.5城振器工作缸直径D地确定 (26)3.8.6 小结 (27)3.9横向稳定器 (28)3.10悬架結构元件 (29)4甫轮定位参数304.1主舗后頓角 (30)4.2主细蹶角 (31)4.3前轮外倾角 (33)4.4前轮前束 (34)结東培35辞36参考文It 37ft要悬架为当今汽车组成必不可少得一部分,他完成让车身与轮胎有效的術接地作用。
麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧优化设计麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧优化设计J. LIU, D. J. ZHUANG1, F. YU and L. M. LOU International Journal of Automotive Technology, V ol. 9, No. 1, pp. 2935 2008 Copyright © 2008 KSAE 译[ 摘要] 采用某乘用车作为例,建立详细的麦弗逊悬架多体动力学模型,将减振器侧向力仿真结果作为侧载弹簧设计目标, 并结合有限元分析中的多体动力学优化它的设计,有限元分析结果传回的悬挂系统导入后,可以进行动力学仿真,进行试验验证。
实验表明,采用经过化设计的侧载螺旋弹簧后可显著降低悬架侧载,该系统可增加阻尼杆的偏磨擦和促进阻尼器的内部摩擦,降低悬挂系统的行驶性能,代以一个新的与常规的螺旋弹簧弯曲中心线侧载弹簧已经被证明能够解决这些问题。
关键词多体系统动力学优化设计麦弗逊式悬挂侧载螺旋弹簧一.前言由于结构简单和较低的制造/服务成本,麦弗逊式悬架一直是最流行的悬架系统之一。
对于麦弗逊悬架而言, 作用于减振器上座处的力F 与作用于控制臂处的力FL 地面垂直反力FA 平衡, 如图1所示。
从图中可以看出, 由于麦弗逊悬架系统本身结构的原因, 力 F 与减振器轴线偏离一定角度A, 不可避免地存在侧向分力FQ, 使得减振器零件间的摩擦增大, 造成减振器活塞杆球头及其它零件快速磨损, 导致减振器早期失效。
而且麦弗逊悬架的侧向力会导致减振器摩擦功无法消除,从而恶化了车辆的行驶平顺性。
此外,悬挂麦弗逊悬架的汽车行驶在一个平坦的道路时,垂直振动可能会被转移到身体直接部位,因为轻微的路面激励,不能克服的内摩擦正确操作暂停。
因此,它是非常重要的,以减少侧负载FQ,使得优化的悬挂系统可以保护阻尼器部分,并提高行驶性能的悬架系统。
传统解决方案是将弹簧倾斜,但悬架中安装空间的限制,制约了弹簧倾斜角度,以使侧负载不能完全消除。
悬架系统计算说明书1.整车有关参数1.1 轴距:L=2610mm1.2 轮距:前轮B1=1530mm后轮B2=1510mm1.3 轴荷(kg)1.4 前后轮空满载轮心坐标(Z向)1.4 前、后悬架的非簧载质量(kg):G u1=108kg G u2=92kg1.5 悬架单边簧载质量(kg)悬架单边簧载质量计算结果如下:=(795-108)/2=343.5kg 前悬架:空载单边车轮簧载质量为M01=(872-108)/2=382kg半载单边车轮簧载质量为 M03满载单边车轮簧载质量为M02=(891-108)/2=391.5kg=(625-92)/2=266.5kg 后悬架:空载单边车轮簧载质量为M1半载单边车轮簧载质量为M=(773-92)/2=340.5kg3满载单边车轮簧载质量为M2=(904-92)/2=406kg2、前悬架布置前悬架布置图见图1图1 T21前悬架布置简图3、前悬架设计计算3.1 前悬架定位参数:3.2 前悬架采用麦弗逊式独立悬架,带稳定杆,单横臂,螺旋弹簧,双向双作用筒式减震器。
(1) 空满载时缓冲块的位置和受力情况 空载时,缓冲块起作用,不受力 满载时,缓冲块压缩量为13.8mm ,(由DMU 模拟得知,DMU 数据引自T21 M2数据)。
根据缓冲块的特性曲线,当缓冲块压缩13.8mm 时,所受的力为:125N (2) 悬架刚度计算螺旋弹簧行程杠杆比:1.06悬架刚度为K 1= ((391.5-343.5)*9.8-125/1.06)/(5-(-15))= 17.62N/mm(3)前螺旋弹簧①截锥螺旋弹簧②螺旋弹簧行程杠杆比:1.06③刚度C1=K1*(1.06)2*0.9=17.62*(1.06)2*0.9=17.81N/mm(4)静挠度和空满载偏频计算空载时挠度 f 1= N 1/K 1=( M 01*9.8)/K 1=(343.5*9.8)/17.81=18.9cm 静挠度 f 01= f 1 +(5-(-15))/10=20.9 偏频n:空载为 Hz f n 15.19.18/5/511===满载为 Hz f n 09.19.20/5/50101===结论:前悬架偏频在1.00~1.45Hz 之间,满足设计要求。
前言悬架是现代汽车的重要组成部分之一。
虽然并非汽车在行进必不可少的装备,但如果没有悬架,将极大的影响汽车的操纵稳定性和平顺性。
悬架对整车性能有着重要的影响。
在汽车市场竞争日益加剧的今天,人们对汽车的性能的认识更多的靠更为直接的感观感受,而非他们不太懂得的专业术语。
因此,对汽车操纵稳定性﹑平顺性的提升成为了各大汽车厂商的共识。
与此关系密切的悬架系统也被不断改进,主动半主动悬架等具有反馈的电控系统在高端车辆上的应用日趋广泛。
无论定位高端市场,还是普通家庭的经济型轿车,没有哪个厂家敢忽视悬架系统及其在整车中的作用。
这一切,都是因为悬架系统对乘员的主观感受密切联系。
悬架系统的优劣,乘员在车上可以马上感受到。
“木桶理论”,很多人都知道,整车就好比是个“大木桶”,悬架是它的一片木板。
虽然,没有悬架的汽车还是可以跑动的,但是坐在上面是很不舒服的。
坐过农用车货厢的人,对此应该是颇有些体会的,即便是较好的路况,在上面也是颠来颠去的。
因为它的悬架很简单,对平顺性和操纵稳定性考虑的很少。
只有当悬架这块木板得到足够重视,才能使整车性能得以提升。
否则,只能是句空话。
正因为悬架在现代汽车上的重要重要作用,应该重视汽车悬架的设计。
只有认真,严谨的设计才能确保其与整车的完美匹配。
而要做到这一点,就必须,查阅大量相关书籍,图册,行业和国家标准。
这些是对我们这些将来要从事汽车设计,制造工作的工科出身的大学毕业生的必须经历的一个必不可少的训练。
没有经过严格的训练的洗礼,是不可能具备这种专业精神和素质的。
目录前言 (1)第一章悬架的功用 (3)第二章悬架系统的组成 (4)第三章悬架的类型及特点 (5)§3.1非独立悬架的分类及特点 (5)§3.2独立悬架分类及特点 (7)第四章匹配车型的选择 (9)第五章悬架主要参数的确定 (10)§5.1悬架静挠度f............................................................. 错误!未定义书签。
4.4.4主销内倾角的优化 (23)4.4.5轮距优化 (23)4.4.6各定位参数同时优化 (24)4.4.6.1前束优化后的图形 (25)4.4.6.2车轮外倾角优化后的图形 (25)4.4.6.3主销后倾角优化后的图形 (25)4.4.6.4主销内倾角优化后的图形 (25)4.4.6.5轮距变化优化后的图形 (26)4.4.6.6各参数优化前后的数值表 (26)4.4.6.7小结 (27)结论 (27)致谢 (27)参考文献 (27)引言汽车悬架是汽车一个非常重要的部件。
汽车悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。
另外,悬架系统能配合汽车的运动产生适当的反应,当汽车在不同路况作加速、制动、转向等运动时,能提供足够的安全性,保证操纵不失控。
所以,悬架是汽车底盘中最重要、也是汽车改型设计中经常需要进行重新设计的部件。
汽车行驶中路面的不平坦、凸起和凹坑使车身在车轮的垂直作用力下起伏波动,产生振动与冲击;加减速及制动和转弯使车身产生俯仰和侧倾振动。
这些振动与冲击会严重影响车辆的平顺性和操纵稳定性等重要性能。
悬架作为上述各种力和力矩的传动装置,其传递特性能的好坏是影响汽车行驶平顺性和操纵稳定性最重要、最直接的因素。
只有当汽车底盘配备了性能优良的悬架,才会得到整车性能优良的汽车。
悬架按照结构分大体可以分为独立式悬架和非独立式悬架。
非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点,但由于其舒适性及操纵稳定性都较差,在现代轿车中基本上已不再使用,多用在货车和大客车上。
独立悬架是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架悬挂在车架或车身下面的。
其优点是:质量轻,减少了车身受到的冲击,并提高了车轮的地面附着力;可用刚度小的较软弹簧,改善汽车的舒适性;可以使发动机位置降低,汽车重心也得到降低,从而提高汽车的行驶稳定性;左右车轮单独跳动,互不相干,能减小车身的倾斜和震动。
微型电动汽车悬架系统设计与平顺性分析陈鑫;兰凤崇;陈吉清;翁楚滨;曾文波【摘要】为了开发一款微型纯电动汽车,针对其乘坐舒适、安全可靠的设计要求,分析了悬架系统设计参数并完成了初步设计.为了保证汽车有良好的操纵稳定性,基于Adams/Insight对设计的麦弗逊悬架进行了前轮定位参数优化.在3种极限工况下,对设计的扭转梁悬架模型进行有限元强度分析,以验证其可靠性.为评估整车的平顺性,在随机沥青路面上进行仿真,并经过功率谱密度变换和频率加权得到了3个轴向的加权加速度均方根值.结果表明:优化后的前轮定位参数随车轮跳动有着良好的变化特性;设计的扭转梁悬架满足强度要求;设计的悬架系统使汽车具有良好的平顺性.【期刊名称】《重庆理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(032)008【总页数】8页(P24-31)【关键词】微型纯电动汽车;麦弗逊悬架;扭转梁悬架;平顺性【作者】陈鑫;兰凤崇;陈吉清;翁楚滨;曾文波【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院/广东省汽车工程重点实验室,广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院/广东省汽车工程重点实验室,广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院/广东省汽车工程重点实验室,广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院/广东省汽车工程重点实验室,广州510640;中国电器科学研究院工业产品环境适应性国家重点实验室,广州 510300【正文语种】中文【中图分类】U463.33近年来,微型电动汽车逐渐受到一些消费者的青睐,但其也存在着操纵稳定性和平顺性较差、安全得不到保障等问题,这不仅会影响到乘员的乘坐体验,甚至会危及乘员的生命安全。
汽车悬架系统作为汽车重要的组成部分,对于确保汽车的舒适性和安全性有着重要意义。
国内外关于汽车悬架系统的研究主要围绕以上性能展开,并且多以基准车为基础,针对已有悬架系统以改善性能为目标进行分析和优化。
一方面,在已有悬架系统结构基础上进行结构参数化,根据悬架的综合性能要求进行参数协同设计优化。
增强型麦弗逊式前独立悬架系统C5应用特殊技术加强了麦弗逊式前独立悬架系统。
悬架与高强度的副车架连接,具备卓越的舒适性能和操控稳定性。
新C5的前悬架与普通的麦弗逊悬架相比:1) 三角臂采用非调质钢锻造工艺,强度超过了铝合金、铸铁或钢板焊接件。
天籁:铝合金迈腾:铸铁件凯美瑞:冲压钢板焊接2) 三角臂与副车架连接处的橡胶衬套采用液压减振技术,抑制高频和低频振动。
而天籁、迈腾和凯美瑞都采用普通橡胶块,只能吸收高频振动,无法避免低频振动对车身的冲击。
弹簧与托盘一体化设计前副车架:进口双面镀锌高强度钢板液压减振 橡胶套3) 弹簧上托盘与轴承采用整体设计,提高了与弹簧支撑的可靠性。
4) 独立悬挂的横向稳定杆与紧固橡胶块经硫化处理成为整体,在其工作时橡胶块与横向稳定杆是个整体,消除了横向稳定杆与橡胶块的摩擦噪音,提高了舒适性能和操控稳定性。
多连杆后独立悬架系统C5先进的多连杆式后悬架,代表欧系车后悬架的最高水平。
主要包含了以下技术:♦分离式减震器♦适应性可调节前束♦矩形截面贯通式高强度后副车架♦按照人体行走频率设计的弹簧♦多级非线性阻尼减振器♦整体式硫化橡胶横向稳定杆分离式减震器C5的悬架减振器固定在副车架上,避免减振器直接冲击座舱。
其他车型将减振器直接固定在车身上,对车身的冲击很大,引起车身变形从而影响操控稳定性。
适应性可调节前束车辆长期使用后,其车轮的“前束值”会发生变化,而普通车型的后悬架通常是不可调的,这就会造成轮胎滑移和不正常磨损。
C5引入可调前束的后悬架系统,可以减少轮胎磨损,保持正常驾驶性能。
矩形截面贯通式高强度后副车架新C5采用矩形横梁,与同级的中高级车比较起使用的钢板和结构最优,强度最好。
可以良好吸收悬架和减震器的振动,极大地提高乘坐舒适性与操控稳定性。
竞品后副车架结构分离式减震器适应性可调节前束按照人体行走频率设计的弹簧螺旋弹簧的刚度与整车质量的技术匹配,使得车身的振动频率处于 1.05~1.2Hz 范围之内,该频率接近人散步的频率1Hz ,能够使乘客感到非常舒适。
(此文档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)摘要随着汽车工业技术的发展,人们对汽车的行驶平顺性,操纵稳定性以及乘坐舒适性和安全性的要求越来越高。
汽车行驶平顺性反映了人们的乘坐舒适性,而舒适性则与悬架密切相关。
因此,悬架系统的开发与设计具有很大的实际意义。
本次设计主要研究的是比亚迪F3轿车的前、后悬架系统的硬件选择设计,计算出悬架的刚度、静挠度和动挠度及选择出弹簧的各部分尺寸,并且通过阻尼系数和最大卸荷力确定了减振器的主要尺寸,最后进行了横向稳定杆的设计以及汽车平顺性能的分析。
本设计在轿车前后悬架的选型中均采用独立悬架。
其中前悬架采用当前家庭轿车前悬流行的麦弗逊悬架。
前、后悬架的减振器均采用双向作用式筒式减,后悬则采用半拖曳臂式独立悬架振器。
这种结构的设计,有效的提高了乘座的舒适性和驾驶稳定性。
采用CAXA软件分别绘制前后悬架的装配图和部分主要零件图。
关键词:悬架;平顺性;弹性元件;阻尼器;AbstractWith the development of the automobile industry of motor vehicles on ride comfort, handling and stability as well as comfort and safety of the increasingly demanding, Vehicle Ride also closely related with the suspension. Therefore, the design of the suspension system has a practical significance.The main design of the study is BYD F3 car front and rear the suspension system of choice of hardware design, calculate the suspension stiffness, static and dynamic deflection deflection. By damping and unloading of the largest absorber identified the main dimensions. Finally, the design of the horizontal stabilizer. The design of the car before and after the suspension are used in the selection of independent suspension. Suspension of them adopted before the current family sedan before hanging popular McPherson suspension, was suspended after a drag arm suspension. Before and after the suspension of the shock absorber have adopted a two-way role-Shock Absorber. The design of this structure, effectively raising theof comfort and driving stability. By CAXA software were drawn before and after the suspension of the assembly and parts plans.Key words: suspension; ride comfort; elastic element;buffer;目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章绪论 (1)1.1悬架系统概述 (1)1.2悬架的构成和类型 (3)1.2.1构成 (3)1.2.2类型 (3)1.3课题研究的目的及意义 (4)第2章前、后悬架结构的选择 (5)2.1悬架的结构形式 (5)2.2非独立悬架 (5)2.3独立悬架 (6)2.4 前后悬架方案的选择 (7)2.5主要元件 (8)2.5.1弹性元件 (8)2.5.2减振器 (9)2.6辅助元件 (9)2.6.1横向稳定器 (9)2.6.2缓冲块 (10)第3章技术参数确定与计算 (11)3.1悬架性能参数的选择 (11)3.2悬架的自振频率 (11)3.3侧倾角刚度 (12)3.4悬架的动、静挠度选择 (12)第4章弹性元件的设计计算 (14)4.1前悬架弹簧 (14)4.2后悬架弹簧 (15)第5章悬架导向机构的设计 (17)5.1导向机构设计要求 (17)5.2麦弗逊独立悬架示意图 (17)5.3导向机构受力分析 (18)5.4横臂轴线布置方式 (20)5.5导向机构的布置参数 (20)5.5.1 侧倾中心 (20)第6章减振器设计 (22)6.1减振器的概述 (22)6.2减振器的分类 (22)6.3减振器参数选取 (23)6.4减振器阻尼系数 (23)6.5最大卸荷力 (24)6.6筒式减振器主要尺寸 (24)6.6.1筒式减振器工作直径 (24)6.6.2油筒直径 (25)第7章横向稳定杆的设计 (26)第8章平顺性分析 (27)8.1平顺性概念 (27)8.2汽车的等效振动分析 (27)8.3车身加速度的幅频特性 (28)8.4相对动载的幅频特性 (29)8.5悬架动挠度的幅频特性 (31)8.5影响平顺性的因数 (32)8.5.1结构参数对平顺性的影响 (32)8.5.2使用因素对平顺性的影响 (33)第9章总结 (34)参考文献 (35)致谢 (36)附录Ⅰ (37)Suspension Principle Of Work (37)附录Ⅱ (48)第1章绪论1.1悬架系统概述自十九世纪末期出现第一辆汽车以来,汽车工业经历了一百多年的发展过程。
麦弗逊悬架运动学仿真分析及其优化骆钰祺;陈剑【摘要】In this paper, a front Macpherson suspension model of AO vehicle is created and analyzed in the parallel wheel travel situation by using LMS Virtual. Lab Motion module. The important influencing factors of the front wheel alignment parameters and wheel track are found out through the sensitivity analysis of the bushing non-linear stiffness and hardpoints. The multi-objective optimization is carried out by using Optimization module, and the kinematic characteristic of this suspension system is improved. A complete procedure for kinematic analysis and optimization of the suspension is established, and the optimization of the bushing non-linear stiffness is realized. The results of the study have important theoretical significance and engineering value.%文章运用LMS b Motion模块,建立某A0车的麦弗逊前悬架模型并进行平行轮跳仿真分析;对硬点坐标和衬套非线性刚度进行灵敏度分析,确定对前轮定位参数和轮距影响大的因素;运用Optimization模块进行多目标优化,改善了该悬架系统的运动特性,建立了一套较完整的悬架运动学分析优化流程,实现了对衬套非线性刚度的优化,其结果具有重要的理论意义和工程应用价值.【期刊名称】《合肥工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(034)009【总页数】5页(P1290-1294)【关键词】麦弗逊;前轮定位参数;非线性;灵敏度分析;多目标优化【作者】骆钰祺;陈剑【作者单位】合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥 230009;合肥工业大学机械与汽车工程学院,安徽合肥 230009【正文语种】中文【中图分类】U461.40 引言悬架是现代汽车上的重要总成之一,它把车架(或车身)与车轴(或车轮)弹性地连接在一起。
机械工程学院毕业设计(论文)开题报告毕业设计(论文)题目:麦弗逊式悬架的设计****:***指导教师姓名:王晓佳专业:车辆工程2015 年04月8日毛开楠,李叶松,刘禹亭应用ADAMS/Car建立某车的前悬架仿真模型,对麦弗逊前悬架硬点参数的灵敏度进行分析和优化,解决了前轮磨损严重的问题,又提高该车型的综合性能[3];武汉理工大学汽车工程学院的张俊.何天明在Adam/view模块中对麦弗逊前悬架进行虚拟设计及优化,研究分析了前轮定位参数随车轮上下跳动时的变化规律,评价了悬架数据的合理性,采用优化分析方法进行优化处理,缩短了开发周期[4];重庆长安有限责任公司汽车技术中心的褚志刚,邓兆祥,胡玉梅,朱明,李伟研究了麦弗逊悬架刚度对汽车稳态转向特性的影响,得出结论是合理选择前悬架刚度参数是提高麦弗逊前悬架汽车稳态转向特性的有效途径[5];清华大学汽车工程系,汽车安全与节能国家重点实验室的孙学军,王霄锋,李克强,金达锋分析了驱动力对麦弗逊悬架力学性能影响的可靠性灵敏度,该研究对悬架有针对性的定量设计提供了理论依据[6];武汉理工大学汽车工程学院的诸葛晓宇基于Catia/ADASM对麦弗逊悬架的运动进行了分析,确定了车轮定位参数的选择范围,以及悬架的优化设计方法[7];上海汽车集团股份有限公司技术中心的李锦灿分析了扭力转向对麦弗逊前驱车的影响,此研究对解决车辆的实际扭力转向问题及整车开发前期的设计优化都具有借鉴意义[8];南京工程学院汽车与轨道交通学院的任成龙,吴冬铃研究了普及型轿车悬架性能优化及整车平顺性,结果表明:随机路面输入下汽车具有较好的平顺性,脉冲路面输入下对乘员健康无危害[9];合肥工业大学机械与汽车工程学院的伊安东,王欢,豆力对电动汽车麦弗逊悬架的下摆臂进行了轻量化研究,此研究结果表明,采用铝材料的下摆臂可以在保证静、动态性能的前提下有效降低自身重量[10];沈阳理工大学汽车与交通学院的岳峰丽,蔡玲对车辆麦弗逊悬架进行了运动仿真研究,通过改变支管的曲率半径和弯曲角度能够减小排气阻力,减少能量损失,改善排气质量[11];上海交通大学汽车工程研究所的柳江,喻凡,楼乐明对麦弗逊悬架侧载螺旋弹簧进行了优化设计,采用优化设计的侧载螺旋弹簧后可显著降低悬架侧载,为悬架系统及其元件的优化提供了一种参考方法[12];奇瑞汽车工程研究院的李成基于OptiStruct对麦弗逊悬架下控制臂进行了优化,结果表明该优化能减轻控制臂质量、增强下控制臂刚度[13]。
目录1前言 (1)2 总体方案论证 (3)2.1 非独立悬架与独立悬架 (3)2.2 独立悬架结构形式分析 (3)2.3 悬架选择的方案确定 (3)3 前后悬架系统的主要参数的确定及对整车性能的影响 (5)3.1 悬架静挠度 (5)3.2 悬架动挠度 (6)3.3悬架弹性特性 (6)3.4前悬架主销侧倾角与后倾角 (7)4弹性元件的设计 (9)4.1螺旋弹簧的设计 (9)4.2钢板弹簧的设计 (9)4.2.1钢板弹簧的布置方案 (9)4.2.2钢板弹簧主要参数的确定 (9)4.2.3钢板弹簧各片长度的确定 (12)4.2.4钢板许用静弯曲应力验算 (13)4.2.5钢板弹簧总成在自由状态下的弧高及曲率半径计算 (14)4.2.6钢板弹簧总成弧高的核算 (15)4.2.7钢板弹簧强度验算 (16)5减震器机构类型及主要参数的选择计算 (18)5.1减震器的分类 (18)5.2相对阻尼系数 (18)5.3减震器阻尼系数的确定 (19)5.4最大卸荷力的确定 (20)5.5筒式减震器工作缸直径的确定 (20)6 结论 (21)参考文献 (22)致 (23)附录 (24).1前言悬架是保证车轮或车桥与汽车承载系统(车架或承载式车身)之间具有弹性联系并能传递载荷、缓和冲击、衰减振动以及调节汽车行驶中的车身位置等有关装置的总称。
悬架最主要的功能是传递作用在车轮和车架(或车身)之间的一切力和力矩,并缓和汽车驶过不平路面时所产生的冲击,衰减由此引起的承载系统的振动,以保证汽车的行驶平顺性。
为此必须在车轮与车架或车身之间提供弹性联接,依靠弹性元件来传递车轮或车桥与车架或车身之间的垂向载荷,并依靠其变形来吸收能量,达到缓冲的目的。
采用弹性联接后,汽车可以看作是由悬挂质量(即簧载质量)、非悬挂质量(即非簧载质量)和弹簧(弹性元件)组成的振动系统,承受来自不平路面、空气动力及传动系、发动机的激励。
为了迅速衰减不必要的振动,悬架中还必须包括阻尼元件,即减振器。
前言:悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称,其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭,并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力,并衰减由此引起的震动,以保证汽车能平顺地行驶。
典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成,个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。
弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧,个别高级轿车则使用空气弹簧。
悬架是汽车中的一个重要总成,它把车架与车轮弹性地联系起来,因此悬架与车辆的行驶平顺性、操控稳定性具有极大的关系。
悬架设计的好坏直接影响到整车的性能。
因此开发出高品质的悬架是车辆工程师的一项重要任务。
而悬架部分涉及的专业知识也比较高深,本文期望通过对悬架进行初级设计以达到对悬架有进一步了解的目的。
关键词:悬架;减震器;弹簧计算11悬架1.1悬架的功用汽车悬架是车架(或车身)与车轴(或车轮)之间的弹性联结装置的统称。
它的作用是弹性地连接车桥和车架(或车身),缓和行驶中车辆受到的冲击力;保证货物完好和人员舒适;衰减由于弹性系统引进的振动,使汽车行驶中保持稳定的姿势,改善操纵稳定性;同时悬架系统承担着传递垂直反力,纵向反力(牵引力和制动力)和侧向反力以及这些力所造成的力矩作用到车架(或车身)上,以保证汽车行驶平顺;并且当车轮相对车架跳动时,特别在转向时,车轮运动轨迹要符合一定的要求,因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳动的导向作用。
1.2 悬架的组成一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。
1.弹性元件弹性元件用来承受并传递垂直载荷,缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。
弹性元件种类包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧和橡胶弹簧等,这里我们选用螺旋弹簧。
2.减振器减振器用来衰减由于弹性系统引起的振动,减振器的类型有筒式减振器,阻力可调式新式减振器,充气式减振器。
3.导向机构导向机构用来传递车轮与车身间的力和力矩,同时保持车轮按一定运动轨迹相对车身跳动,通常导向机构由控制摆臂式杆件组成。
摘要随着汽车工业技术的开展,人们对汽车的行驶平顺性,操纵稳定性以及乘坐舒适性和平安性的要求越来越高。
汽车行驶平顺性反映了人们的乘坐舒适性,而舒适性那么与悬架密切相关。
因此,悬架系统的开发与设计具有很大的实际意义。
本次设计主要研究的是比亚迪F3轿车的前、后悬架系统的硬件选择设计,计算出悬架的刚度、静挠度和动挠度及选择出弹簧的各局部尺寸,并且通过阻尼系数和最大卸荷力确定了减振器的主要尺寸,最后进展了横向稳定杆的设计以及汽车平顺性能的分析。
本设计在轿车前后悬架的选型中均采用独立悬架。
其中前悬架采用当前家庭轿车前悬流行的麦弗逊悬架。
前、后悬架的减振器均采用双向作用式筒式减,后悬那么采用半拖曳臂式独立悬架振器。
这种构造的设计,有效的提高了乘座的舒适性和驾驶稳定性。
1绪论:1.1悬架的功用悬架是车架〔或承载式车身〕与车桥〔或车轮〕之间弹性连接装置的总称。
1.传递它们之间一切的力〔反力〕及其力矩〔包括反力矩〕。
2.缓和,抑制由于不平路面所引起的振动和冲击,以保证汽车良好的平顺性,操纵稳定性。
3.迅速衰减车身和车桥的振动。
悬架系统的在汽车上所起到的这几个功用是严密相连的。
要想迅速的衰减振动、冲击,乘坐舒服,就应该降低悬架刚度。
但这样,又会降低整车的操纵稳定性。
必须找到一个平衡点,即保证操纵稳定性的优良,又能具备较好的平顺性。
悬架构造形式和性能参数的选择合理与否,直接对汽车行驶平顺性、操纵稳定性和舒适性有很大的影响。
由此可见悬架系统在现代汽车上是重要的总成之一。
1.2 悬架的组成现代汽车,特别是乘用车的悬架,形式,种类,会因不同的公司和设计单位,而有不同形式。
但是,悬架系统一般由弹性元件、减振器、缓冲块、横向稳定器等几局部组成等。
它们分别起到缓冲、减振、力的传递、限位和控制车辆侧倾角度的作用。
弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,现代轿车悬架多采用螺旋弹簧,个别高级轿车那么使用空气弹簧。
螺旋弹簧只承受垂直载荷,缓和及抑制不平路面对车体的冲击,具有占用空间小,质量小,无需润滑的优点,但由于本身没有摩擦而没有减振作用。
麦弗逊悬架设计⽬录摘要 (4)1 前⾔ (6)1.1 课题背景及研究意义 (6)1.2 课题来源、要求和研究⽅法 (6)1.3 研究⽬的和主要内容 (7)2 悬架的结构分析及选型 (8)2.1 悬架的分类 (8)2.2 独⽴悬架的分类及⽐较 (9)3悬架主要参数的选择和计算 (12)3.1 汽车质量的确定 (12)3.2 悬架总体参数的计算 (16)3.3麦弗逊悬架结构分析 (17)4 螺旋弹簧的设计计算................................................................. 错误!未定义书签。
4.1 螺旋弹簧材料的选择.............................................................. 错误!未定义书签。
4.2 弹簧的受⼒及变形.................................................................. 错误!未定义书签。
4.3 弹簧所受的最⼤⼒.................................................................. 错误!未定义书签。
4.4 车轮到弹簧的⼒及位移传递⽐.............................................. 错误!未定义书签。
4.5 弹簧在最⼤压缩⼒作⽤下的变形量...................................... 错误!未定义书签。
4.6 弹簧⼏何参数的计算.............................................................. 错误!未定义书签。
4.7 弹簧校核.................................................................................. 错误!未定义书签。
悬架的布置及现有零部件的校核和优化2.1 悬架设计应满足的要求:1、具有良好的行驶平顺性(1)悬架结构应具有较低的固有频率(0.9~2.2Hz);(2)具有合适的减振性能(具有良好的阻尼特性),与悬架弹性特性匹配,减小车身和车轮在共振区域的振幅,快速衰减振动;(3)当转向时,车身应具有较小的侧倾角。
2、具有良好的操纵稳定性(1)当汽车转向时,具有一定的不足转向特性;(2)当车轮跳动时,避免车轮定位参数变化过大;(3)协调转向杆系与悬架导向机构的运动,避免车轮摆振;(4)当汽车制动和加速时,保证车身稳定(减小俯仰角位移)。
3、具有良好的传递力特性(1)能有效地传递车身与车轮之间的力和力矩;(2)悬架的零部件质量尽可能的小,并且有足够的强度和寿命。
2.2、原悬架基本情况:原悬架采用了夏利轿车(TJ7100型)前悬架即麦弗逊悬架。
麦弗逊悬挂通常由两个基本部分组成:支柱式减震器和A(或L型)字型托臂。
之所以叫减震器支柱是因为它除了减震还有支撑整个车身的作用,他的结构很紧凑,把减震器和减震弹簧集成在一起,组成一个可以上下运动的滑柱;下托臂通常是A字型的设计,用于给车轮提供部分横向支撑力,以及承受全部的前后方向应力。
整个车体的重量和汽车在运动时车轮承受的所有冲击就靠这两个部件承担。
所以麦弗逊的一个最大的设计特点就是结构简单,结构简单能带来两个直接好处那就是:悬挂重量轻和占用空间小。
我们知道,汽车悬挂属于运动部件,运动部件越轻,那么悬挂响应速度和回弹速度就会越快,所以悬挂的减震能力也就越强;而且悬挂质量减轻也意味着弹簧下质量减轻,那么在车身重量一定的情况下,舒适性也越好。
占用空间小带来的直接好处就是设计师能在发动机仓布置下更大的发动机,而且发动机的放置方式也能随心所欲。
在中型车上能放下大型发动机,在小型车上也能放下中型发动机,让各种发动机的匹配更灵活。
但同时也有很多不足比如稳定性差,抗侧倾和制动点头能力弱,增加稳定杆以后有所缓解但无法从根本上解决问题,耐用性相对较差,减震器容易漏油需要定期更换.。
电动汽车麦弗逊前悬架设计及参数优化
作者:陆建辉, 周孔亢, 郭立娜, 侯永涛, LU Jianhui, ZHOU Kongkang, GUO Lina, HOU Yongtao
作者单位:陆建辉,周孔亢,郭立娜,LU Jianhui,ZHOU Kongkang,GUO Lina(江苏大学汽车与交通工程学院 镇江212013), 侯永涛,HOU Yongtao(江苏大学机械工程学院 镇江212013))
刊名:
机械工程学报
英文刊名:JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING
年,卷(期):2012,48(8)
被引用次数:1次
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