【文章內(nèi)容簡介】 39。 及C 的表達式，可求出需要的最小圓角半徑 R。通常為了減小扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，推薦 R 的取值不小于 。載荷作用下，B處的彎曲應(yīng)力應(yīng)小于等于 1250MPa。取R=40mm所選尺寸可用其尺寸參數(shù)如下表:參 數(shù)Labcl1l 2d尺寸1256028025020（2）后多連桿懸架 = ,取d=18mm，R=40mm一般情況下，如圖 2 所示的穩(wěn)定桿的最大應(yīng)力發(fā)生在截面 B 的內(nèi)側(cè)，其大小只與B處的圓角半徑有關(guān)，因為 R 決定了此處的 曲度系數(shù)。對于穩(wěn)定桿，最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力不應(yīng)超過 700MPa，式中K 39。 ——曲度系數(shù)，K 39。 = +； C ——彈簧指數(shù)。 由式(公式1)和K 39。 及C 的表達式，可求出需要的最小圓角半徑 R。通常為了減小扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，推薦 R 的取值不小于 。載荷作用下，B處的彎曲應(yīng)力應(yīng)小于等于 1250MPa。取R=40mm。 所選尺寸可用其尺寸參數(shù)如下表參 數(shù)LabcL2L1d尺寸1256025028018 麥弗遜前懸架導(dǎo)向機構(gòu)的要求：1）懸架上載荷變化時，輪距的變化不應(yīng)超過177。4．0mm，變化大會引起輪胎早期磨損，不應(yīng)產(chǎn)生縱向加速度。2）制動時，應(yīng)使車身有抗前俯作用；加速時，有抗后仰作用。3）側(cè)傾軸線應(yīng)大致與地面平行，盡可能高，側(cè)重中心高度為0~120mm.多連桿后懸架導(dǎo)向機構(gòu)的要求：1）懸架上載荷變化時，輪距無明顯變化，汽車轉(zhuǎn)彎時，應(yīng)使側(cè)傾角小，車輪車身傾斜方向相反，避免過多轉(zhuǎn)彎效應(yīng).2) 導(dǎo)向機構(gòu)應(yīng)有足夠的強度，可靠傳遞除垂直方向以外的各種力和力矩。3) 側(cè)傾軸線應(yīng)大致與地面平行，盡可能高，側(cè)重中心高度為80~150mm。通過計算或者進行仿真分析得出側(cè)傾中心坐標，依據(jù)軸距等可計算出抗制動縱傾性（前俯角）與抗驅(qū)動縱傾性（后仰角）。第四章 懸架的三維建模 后多連桿懸架裝配圖正視圖 第五章 懸架系統(tǒng)的運動學(xué)仿真動畫仿真的操作總結(jié)如下：①從UG中選取所需裝配圖，以TXT格式導(dǎo)出②在adams/view中新建，并導(dǎo)入此文件③將模型實體化，設(shè)置工作網(wǎng)格，重力，設(shè)置并選取工作單位④畫出車輪以及測試平臺并定位⑤對裝配圖重新進行約束⑥以螺旋彈簧代畫出原始彈簧以及減震器⑦設(shè)置懸架運動方程及力的作用點⑧運動公式 Function(time): 100*sin(360d*time)，d=π/180,周期為一秒⑨加載動畫、調(diào)整步長及記錄速度，運行并導(dǎo)出 [10]仿真分析的操作總結(jié)如下:① 在adams/car中創(chuàng)建子系統(tǒng)② 創(chuàng)建裝配系統(tǒng)③ 數(shù)據(jù)導(dǎo)入④ 創(chuàng)建圖表并導(dǎo)出 主銷是個虛擬的轉(zhuǎn)向軸線，許多獨立懸架的汽車已經(jīng)沒有主銷了，是上擺臂球銷與下擺臂球銷中心的連接線，通常主銷與減震器中心線是存在角度的，一般商用車的非獨立懸掛車橋用到主銷，作用于轉(zhuǎn)向節(jié)的主銷孔內(nèi)。主銷是相對于汽車轉(zhuǎn)向而定義的。 Caster angle 前輪主銷后傾角 從汽車的側(cè)面看去，主銷的位置略微向后傾斜。主銷軸線與通過前輪中心的鉛垂線所形成的夾角，就是主銷后傾角。前輪在轉(zhuǎn)向時，會以主銷為軸線向左右轉(zhuǎn)動。主銷后傾角不僅能增加汽車直線行駛時的穩(wěn)定性，而且在轉(zhuǎn)向后使前輪自動回正。由于主銷在汽車內(nèi)側(cè)當汽車轉(zhuǎn)彎時，由于受到離心力的作用，地面對前輪的側(cè)向反力作用在主銷的后面，主銷的反作用力使車輪有自動回正的趨勢。如果轉(zhuǎn)向軸向后傾斜，即上端的球形接頭或支桿安裝點在下端的球形接頭后面，則后傾角就是正的；如果轉(zhuǎn)向軸向前傾斜，則后傾角就是負的。本次設(shè)計中汽車的主銷后傾角176。~6176。，滿足3176。~10176。主銷后傾角可以減小，也可以為負值，從而避免回正力矩過大引起的前輪擺振。 主銷后傾角太小會使轉(zhuǎn)向不穩(wěn)定，并使車輪晃動，會加劇前輪的杯狀化磨損。如果主銷后傾角左右不等，則汽車將會駛向后傾角較小的一側(cè)。簡單的說，后傾角的存在意義靠主銷后端的反作用力保持行駛的平穩(wěn)回正，預(yù)防轉(zhuǎn)向過大。后輪不必檢測后傾角。 kingpin inclination 從車前后方向看輪胎時，主銷軸向相對車身向內(nèi)側(cè)傾斜，與鉛垂面所形成的夾角稱為主銷內(nèi)傾角。當車輪以主銷為中心回轉(zhuǎn)時，車輪的最低點將會陷入路面以下，事實上這時不可能的，而是將轉(zhuǎn)向車輪連同整個汽車前部向上太高，借助汽車的重力迫使車輪轉(zhuǎn)正，預(yù)防轉(zhuǎn)向過大。 主銷內(nèi)傾角還使得主銷軸線與路面交點到車輪中心平面與地面交線的距離為主銷偏距，即調(diào)整主銷偏距。減少主銷偏距，可以減輕轉(zhuǎn)向時的摩擦阻力。從而減小轉(zhuǎn)向時駕駛員加在方向盤上的力，便于操縱，由于角度的產(chǎn)生，出現(xiàn)了分力的效果，從而也可減少從轉(zhuǎn)向輪傳到方向盤上的沖擊力。主銷內(nèi)傾不能過大，否則轉(zhuǎn)向過于沉重。主銷內(nèi)傾角一般為8176。~13176。，本次設(shè)計中為11176。~176。，主銷內(nèi)傾角過大會加速輪胎的磨損，可以通過轉(zhuǎn)向力矩的補償進行優(yōu)化設(shè)計。 angle前輪外傾角 前輪所在平面與地面不是完全垂直的，而是與地面有一個向外的傾斜角，這個傾斜角有著特殊的作用，當汽車在比較平坦的路面上行駛時，行駛的方向會有一定的誤差的偏離，當這個傾角存在時，在一定等到誤差范圍內(nèi)，前輪能夠自己回到中間向前的方向的位置，這樣，路面的不平對行駛影響也不會很大，從而保證汽車的行進方向基本不變。外傾角可對車軸上的車輪軸承施加適當?shù)臋M推力，使車輪緊靠輪轂內(nèi)軸承，以減少外軸承及輪轂螺母的負荷，轉(zhuǎn)向輕便。車輪外傾角理想的的變化為2176。~176。/50mm,~,變化范圍很小，比較理想。 angle 前輪前束，是使汽車兩前輪的前端距離小于后端距離。其距離之差叫做前束值。采用這種結(jié)構(gòu)目的是修正上述前輪外傾角引起的車輪向外側(cè)轉(zhuǎn)動[10]。由于車輪傾斜，左右前輪分別向外側(cè)轉(zhuǎn)動，為了修正這個問題，如果左右兩輪帶有向內(nèi)的角度，則正負為零，左右兩輪可保持直線行進，減少輪胎磨損。176。~176。/100mm，范圍較小，比較理想。 radius /car后多連桿懸架的參數(shù)設(shè)置 angle angle Scrub radius摩擦半徑 center location 過高的側(cè)傾中心可能導(dǎo)致車輪跳動時過大的輪距變化，加劇輪胎磨損。常用的轎車前獨立懸架側(cè)傾中心高度為0～120mm，本次設(shè)計中側(cè)傾中心高度為80～150mm，輪距無明顯變化，滿足要求[13]。第六章 整車懸架的主動化改造 由彈性元件和減震器所構(gòu)成的懸架系統(tǒng)其彈性和阻尼特性是一定的，但當路面不平時，只能被動地作出相應(yīng)，成為被動懸架。這種懸架有一些局限性：1） 彈簧不能太軟，太軟的彈簧需要很大的工作空間，汽車上無法布置，還容易引起乘客暈車。2） 阻尼特性不僅影響平順性，同時影響著接地能力。3） 在平坦的路上，為了增強舒適性，阻尼小點好，在坑洼不平的路上，為了減少顛簸，阻尼取大點的好，懸架的特性是一定的，汽車的載荷，路面情況以及行駛速度是變化的，因此懸架無法在所有工況下都具有良好平順性。 電控懸架就是根據(jù)路面情況和汽車運動狀態(tài)，主動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的剛度、減震器阻尼系數(shù)、車身高度和姿態(tài)、使懸架系統(tǒng)始終處于最佳減震狀態(tài)，高汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。 相對于傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)而言，電子控制懸架系統(tǒng)是以電子控制為模塊中心，對汽車懸架的彈簧剛度、減震器系數(shù)、傾斜剛度和車身高度等進行實時控制，從而提高汽車的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性的懸架系統(tǒng)。[2] 根據(jù)控制目的不同，電子控制懸架系統(tǒng)可分為：車高控制系統(tǒng)、剛度控制系統(tǒng)、阻尼控制系統(tǒng)和綜合控制系統(tǒng)，而現(xiàn)在大多都是前三種控制的綜合，來最大限度的提高穩(wěn)定性和舒適性。 根據(jù)懸架的結(jié)構(gòu)形式，可分為電控空氣懸架系統(tǒng)和電控液壓懸架系統(tǒng)。 根據(jù)控制系統(tǒng)有源和無源，可以分為主動懸架和半主動懸架。 主動懸架就是根據(jù)路面情況和汽車運動狀態(tài)，主動調(diào)節(jié)系統(tǒng)的剛度、減震器阻尼系數(shù)、車身高度和姿態(tài)、使懸架系統(tǒng)始終處于最佳減震狀態(tài)，這種調(diào)節(jié)消耗能量，需要有動力源支持，所以是有源的。主動懸架工作時，會把傳感器檢測到的狀態(tài)信號反饋給控制模塊，然后由ECU發(fā)出指令給執(zhí)行機構(gòu)。提高汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。 半主動懸架只能對減震器的阻尼力進行調(diào)節(jié)，不需要專門提供動力，是無源的，還對橫向穩(wěn)定器的剛度進行調(diào)節(jié)。半主動懸架系統(tǒng)采用的的為可調(diào)阻尼器，ECU輸出信號，使步進電動機（步進電機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進電機件，當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度）帶動驅(qū)動桿轉(zhuǎn)動，從而改變阻尼器阻流孔的面積來改變阻尼。半主動懸架按阻尼級又可以分成有級式和無級式兩種。有級式半主動懸架由駕駛員根據(jù)路面情況或汽車行駛狀態(tài)選擇或根據(jù)傳感器信號自動進行選擇阻尼級。從而使懸架適應(yīng)外界環(huán)境的變化，提高汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。主動懸架比半主動和被動懸架擁有更好地減震效果，但也消耗了更大的能源，因此能量反饋式懸架也在研究之中，把直流電機作動器當做阻尼，在其充當阻尼的同時，也是一個直流發(fā)電機，這樣可以把振動的動能轉(zhuǎn)化為電能，儲存在蓄電池之中進行主動減震。 電子控制懸架主要包括：傳感器，電子控制模塊（ECU），調(diào)節(jié)懸架的執(zhí)行機構(gòu)[7]。 傳感器的作用就是把汽車行駛的速度，加速度，轉(zhuǎn)向和振動情況輸送給電子控制模塊。汽車懸架系統(tǒng)中用到的傳感器主要有：車身高度傳感器、車身加速度傳感器、車速傳感器、節(jié)氣門傳感器、方向盤轉(zhuǎn)角傳感器等。 電子控制模塊（ECU）的功能是接受各種傳感器的輸入信號并進行各種運算，輸出控制懸架爹剛度、車身高度和阻尼力給執(zhí)行器，同時還監(jiān)測各傳感器是否正常。通過指示燈給出提示。 通常所用的執(zhí)行單元是步進電動機，電磁閥和氣泵電動機等，執(zhí)行元件受到ECU的信號后，即使準確地操作，進而調(diào)節(jié)阻尼力、懸架剛度和車身高度?？諝鈶壹埽?空氣懸架由空氣彈簧、減震器、空氣管路和執(zhí)行器等組成，通過調(diào)節(jié)空氣懸架的、改變剛度，通過減震器改變阻尼?？諝鈴椈稍趬嚎s時會產(chǎn)生彈性，從而達到工作目的。[2]有以下兩種。 1） 空氣彈簧有主氣室，和副氣室，在其中間有個通道，通過步進電動機帶動空氣 閥控制桿旋轉(zhuǎn)，改變通道的大小就可以改變空氣彈簧的剛度，通過閥芯控制這個 通道的大小，閥芯控制桿由ECU控制執(zhí)行器進行控制。 2） 還有一種空氣彈簧，不改變阻尼孔的大小，而是將一個電磁閥利用壓卡和擰鎖 機構(gòu)固定在空氣彈簧上，并將空氣壓縮機的空氣管路連接到空氣彈簧上，不通 電時，電磁閥空氣通道關(guān)閉，通電時，閥孔打開，利用ECU控制充氣或者放氣。林肯，凱迪拉克， 三菱GALANT ，凌志LS400等使用的都是用自動空氣懸架。有級可調(diào)減震器： 如下圖，活塞桿內(nèi)部為中空的回轉(zhuǎn)閥，活塞桿上開有油孔，阻尼桿圓周上開有3對截面不同的阻尼孔，阻尼調(diào)節(jié)桿與回轉(zhuǎn)閥鏈接，通過ECU通過控制執(zhí)行器驅(qū)動帶動步進電動機，步進電動機帶動阻尼桿轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，進而選擇阻尼空大小改變減震器阻尼孔截面的大小，一對一地來實現(xiàn)其阻尼的調(diào)節(jié)。[4]1阻尼調(diào)節(jié)桿，2阻尼空，3活塞桿，4回轉(zhuǎn)閥 以上屬于有級可調(diào)，能實現(xiàn)“軟、中、硬”三種變化，只是調(diào)節(jié)桿的轉(zhuǎn)動角度不同。但在工況和道路變化的情況下，有一定的局限性，不能連續(xù)變化。連續(xù)可調(diào)阻尼減震器有以下兩種方法。1）通過步進電動機調(diào)節(jié)電磁閥中節(jié)流閥阻尼孔的大小，如下圖所示，為ADS（可 調(diào)式減震）系統(tǒng)的阻尼閥和電磁閥，兩個電磁閥流量相對，阻尼活塞的節(jié)流孔 大小不同，通過控制電磁閥的工作，使油液流經(jīng)不同硬度的彈簧盤和大小不同 通道，即阻尼不同的通道，電磁閥不工作時，油液流經(jīng)兩個活塞，此阻尼最大。 這種方法雖然連續(xù)可調(diào)，但節(jié)流閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜成本較高，且占用額外空間。2） 使用黏度連續(xù)可調(diào)的電流變或者磁流變作為減震液，電流變液體在外加力場， 材料性能，如剪切強度、黏度發(fā)生變化，同樣控制磁場強度可實現(xiàn)連續(xù)無阻尼 調(diào)節(jié)。 奔馳，沃爾沃，豐田，雪鐵龍，日產(chǎn)無線Q45等使用的都是電控液壓懸架。 傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)其彈性和阻尼特性是一定的，這種懸架有一些局限性，麥弗遜懸架和多連桿懸架典型地使用螺旋彈簧作為彈性元件，只能通過改變阻尼來改善振動特性。 由于電磁閥結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，成本過高，且占用額外空間； 電流變減震器的阻尼閥結(jié)構(gòu)簡單，成本低，無振動，沖擊與噪聲，但屈服強度小，工作范圍不寬，穩(wěn)定性較差； 綜合經(jīng)濟型與可靠性,選擇有級可調(diào)減震器。 即活塞桿內(nèi)部為中空的回轉(zhuǎn)閥，活塞桿上開有油孔，阻尼桿圓周上開有3對截面不同的阻尼孔，阻尼調(diào)節(jié)桿與回轉(zhuǎn)閥鏈接，通過ECU通過控制執(zhí)行器驅(qū)動帶動步進電動機，步進電動機帶動阻尼桿轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動，進而選擇阻尼空大小改變減震器阻尼孔截面的大小，一對一地來實現(xiàn)其阻尼的調(diào)節(jié)。主動化改造之后，可以通過ECU對懸架阻尼進行以下控制：1） 抗后坐：首先由傳感器檢測到油門踏板的速度和位移，當車加速度大，車速低于20km/h時，ECU通過執(zhí)行器增大減震器阻尼，抵抗汽車起步時的后坐。2） 抗側(cè)傾：由于光電式轉(zhuǎn)向傳感器的存在，在汽車緊急轉(zhuǎn)向時增大阻尼以抵抗車身側(cè)傾。3） 抗振性：舒適性的前提是建立在安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)之上,高速行駛時應(yīng)增大阻尼以抑制顛簸。4） 抗點頭：當車速高于80km/h，緊急剎車時，ECU通過執(zhí)行器調(diào)節(jié)阻尼以抵抗車身的