【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 響應(yīng)發(fā)生變化。有的汽車(chē)甚 至?xí)牟蛔戕D(zhuǎn)向變?yōu)檫^(guò)多轉(zhuǎn)向。 垂直載荷的變化對(duì)輪胎側(cè)偏特性有顯著影響。如圖 37 所示： 圖 37 垂直載荷對(duì)輪胎側(cè)偏特性的影響 垂直載荷增大后，側(cè)偏剛度隨垂直載荷的增加而加大；但垂直載荷過(guò)大時(shí)，輪胎與地面接觸區(qū)的壓力變得極不均勻，使輪胎側(cè)偏剛度反而有所減小。 無(wú)側(cè)向力作用時(shí)，令 0w 為車(chē)軸左、右車(chē)輪的垂直載荷， 0k 為每個(gè)車(chē)輪的側(cè)偏剛度 有側(cè)向力作用時(shí)，設(shè)左、右車(chē)輪垂直載荷沒(méi)有發(fā)生變化，則相應(yīng)的側(cè)偏角 0? 為 0? =02kFY (314) 實(shí)際上，在側(cè)向力作用下，左、右車(chē)輪垂直載荷均發(fā)生變化。內(nèi)側(cè)車(chē)輪減少Δ W，外側(cè)車(chē)輪增加Δ W，兩個(gè)車(chē)輪的側(cè)偏剛度隨之變?yōu)?1k 、 rk 。由于左、右車(chē)輪的側(cè)偏角相等，故 有 ?? rY kkF ?? 1 (315) 15 或 ? =rYkkF?1 (316) 若令 39。0k = 21 rkk? ，其中 39。0k 為垂直載荷重新分配后每個(gè)車(chē)輪的平均側(cè)偏剛度，則兩個(gè)車(chē)輪的 側(cè)偏角為 ? =39。02kFY (317) 圖 38 側(cè)偏剛度與垂直載荷的關(guān)系 由圖 38 可知，平均側(cè)偏剛度 39。0k 即為梯形 abcd 中線(xiàn) ef 的高度。顯然 0k 39。0k ，即α 0? 。進(jìn)一步分析可知，左、右車(chē)輪垂直載荷差別越大，平均側(cè)偏剛度越小。 由此可知，在側(cè)向力作用下，若汽車(chē)前軸左、右車(chē)輪垂直載荷變動(dòng)量較大，汽車(chē)趨向于增加不足轉(zhuǎn)向量；若后鈾左、右車(chē)輪垂直載荷變動(dòng)量較大，汽車(chē)趨于減少不足轉(zhuǎn)向量一般應(yīng)使汽車(chē)有適度的不足轉(zhuǎn)向特性。 汽車(chē)前軸及后軸左、右車(chē)輪載荷變動(dòng)量決 定于：前、后懸架的側(cè)傾角剛度、懸掛質(zhì)量、非懸掛質(zhì)量、質(zhì)心位置以及前、后懸架側(cè)傾中心位置等一系列參數(shù)的數(shù)值。 ＆Ｃ特性 懸架 系統(tǒng)是底盤(pán)的靈魂，也是汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的靈魂，要研究操穩(wěn)必須研究懸架 。 K代表英文 Kinematics,即不考慮力和質(zhì)量的運(yùn)動(dòng)，而只限懸架連桿有關(guān)的車(chē)輪運(yùn)動(dòng)。 C代表英文 Compliance,也就是由于施加力導(dǎo)致的變形 ， 跟懸架系統(tǒng)的彈簧、橡膠襯套以及零部件的變形有關(guān)的車(chē)輪運(yùn)動(dòng)。懸架系統(tǒng)Ｋ＆Ｃ試驗(yàn)就是在臺(tái)架上模擬道路 激勵(lì)導(dǎo)致垂直載荷 W 側(cè)偏剛度K rk 0k 39。0k 1k 16 的懸架運(yùn)動(dòng)。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)仿真 技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)可 以運(yùn)用軟件對(duì)懸架系統(tǒng)Ｋ＆Ｃ 架必須研究其Ｋ＆Ｃ特性。Ｋ＆Ｃ試驗(yàn)主要分六個(gè)方面：垂直加 載試驗(yàn)、側(cè)傾試驗(yàn)、側(cè)向力試驗(yàn)、回正力矩試驗(yàn)、縱向力加載試驗(yàn)、轉(zhuǎn)向幾何特性試驗(yàn)。 國(guó)內(nèi)關(guān)于懸架的研究非常多，從被動(dòng)懸架到主動(dòng)懸架，從仿真計(jì)算到數(shù)值模擬，從麥弗遜懸架到多連桿懸架，無(wú)所不有無(wú)所不包，但都沒(méi)有回答一個(gè)問(wèn)題，那就是怎樣評(píng)價(jià)懸架。 通過(guò) Ｋ＆Ｃ 特性的研究， 可以起到如下作用：（１）整車(chē)前期開(kāi)發(fā)階段懸架系統(tǒng)的架構(gòu)； （２）在虛擬評(píng)審階段驗(yàn)證懸架和整車(chē)動(dòng)力學(xué)仿真模型 ；（ ３）在逆向設(shè)計(jì)和對(duì)比車(chē)型的研究中，進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)車(chē)型調(diào)查研究； （４）在樣車(chē)試制的各個(gè)不同階段，支持底盤(pán)調(diào)試工作。 懸架受到的垂直外力 F與由此所引起的車(chē)輪中心相對(duì)于車(chē)身位移 f(即懸架的變形 )的關(guān)系曲線(xiàn)稱(chēng)為懸架的彈性特性。其切線(xiàn)的斜率是懸架的剛度。 懸架的彈性特性有線(xiàn)性彈性特性和非線(xiàn)性彈性特性?xún)煞N。當(dāng)懸架變形 f與所受垂直外力 F之間呈固定比例變化時(shí)，彈性特性為一直線(xiàn)，稱(chēng)為線(xiàn)性彈性特性，此時(shí)懸架剛度為常數(shù)。當(dāng)懸架變形 f與所受垂直外力 F之間不呈固定比例變化時(shí)，彈性特性如圖 39所示。 圖 39 懸架的彈性特性 此時(shí)，懸 架剛度是變化的，其特點(diǎn)是在滿(mǎn)載位置 (圖中點(diǎn) 8)附近，剛度小且曲線(xiàn)變化平緩，因而平順性良好；距滿(mǎn)載較遠(yuǎn)的兩端，曲線(xiàn)變陡，剛度增大。 轎車(chē)簧上質(zhì)量在使用中雖然變化不大，但為了減少車(chē)軸對(duì)車(chē)架的撞擊，減少轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)的側(cè)傾與制動(dòng)時(shí)的前俯角和加速時(shí)的后仰角，也應(yīng)當(dāng)采用剛度可變的非線(xiàn)性懸架。 17 第 4章 懸架主要參數(shù)的確定 懸架靜撓度 fc ，是指汽車(chē)滿(mǎn)載靜止時(shí)懸架上的載荷 Fw 與此時(shí)懸架剛度 c 之比， 即cFf Wc /? 。 汽車(chē)前、后懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車(chē)行駛平順性的主要參數(shù)之一。因現(xiàn)代汽車(chē)的質(zhì)量分配系數(shù)ε近似等于 1，于是汽車(chē)前、后軸上方車(chē)身兩點(diǎn)的振動(dòng)不存在聯(lián)系。因此，汽車(chē)前、后部分的車(chē)身的固有頻率 n1 和 n2(亦稱(chēng)偏頻 )可用下式表示 ?2111 m ? ?2222 m ? （ 41） 式中， c c2 為前、后懸架的剛度 (N／ cm)； m m2 為前、后懸架的簧上質(zhì)量 (kg)。 當(dāng)采用彈性特性為線(xiàn)性變化的懸架時(shí)，前、后懸架的靜撓度可用下式表示 111 cgmfc ? 222 cgmfc ? （ 42） 式中， g為重力加速度 將（ 42）代入（ 41）得 11 5 cfn ? 22 5 cfn ? （ 43） 分 析上式可知：懸架的靜撓度 fc 直接影響車(chē)身振動(dòng)的偏頻 n。因此， 欲保證汽車(chē)有良好的行駛平順性，必須正確選取懸架的靜撓度。 在選取前、后懸架的靜撓度值 1cf 和 2cf 時(shí)，應(yīng)當(dāng)使之接近，并希望后懸架的靜撓度2cf 比前懸架的靜撓度 1cf 小些，這有利于防止車(chē)身產(chǎn)生較 大的縱向角振動(dòng)。理論分析證明：若汽車(chē)以較高車(chē)速駛過(guò)單個(gè)路障， 21nn 1時(shí)的車(chē)身縱向角振動(dòng)要比 n1/n21時(shí)小，故 推薦取 2cf =(0． 8～ 0． 9) 1cf ?？紤]到貨車(chē)前、后軸荷的差別和駕駛員的乘坐舒適性，取前懸架的靜撓度值大于后懸架的靜撓度值，推薦 2cf =(0． 6～ 0． 8) 1cf 。為了18 改善微型轎車(chē)后排乘客的乘坐舒適性，有時(shí)取后懸架的偏頻低于前懸架的偏頻。 用途不同的汽車(chē)，對(duì)平順性要求不一樣。以運(yùn)送人為主的轎車(chē)對(duì)平順性的要求最高，大客車(chē)次之，載貨車(chē)更次之。對(duì)普通級(jí)以下轎車(chē)滿(mǎn)載的情況，前懸架偏頻要求在 ～1． 45Hz，后懸架則要求在 ～ 。原則上轎車(chē)的級(jí)別越高，懸架的偏頻越小。對(duì)高級(jí)轎車(chē)滿(mǎn)載的 情況，前懸架偏頻要求在 ～ ，后懸架則要求在 ～ 。貨車(chē)滿(mǎn)載時(shí)，前懸架偏頻要求在 ～ ，而后懸架則要求在 ～ 。選定偏頻以后，再利用式（ 43）即可計(jì)算出懸架的靜撓度。 現(xiàn)取 n=，于是可以得出，后懸架靜撓度 147 .93m m5 2 ????????nfc df 懸架的動(dòng)撓度 df 是指從滿(mǎn)載靜平衡位置開(kāi)始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)允許的最大變形 (通常指緩沖塊壓縮到其自由高度的 1／ 2或 2／ 3)時(shí)，車(chē)輪中心相對(duì)車(chē)架 (或車(chē)身 )的垂直位移。要求懸架應(yīng)有足夠大的動(dòng)撓度，以防止在壞路面上行駛時(shí)經(jīng)常碰撞緩沖塊。對(duì)轎車(chē)， df 取 7— 9cm；對(duì)大客車(chē) , df 取 5～ 8cm；對(duì)貨車(chē)， df 取 6～ 9cm。 又由于懸架動(dòng)撓度： cd ff ~? 取 mmff cd 4 ???? 了得到良好的平順性，因當(dāng)采用較軟的懸架以降低偏頻，但軟的懸架在一定載荷下其變形量也大，對(duì)于一般轎車(chē)而言，懸架總工作行程（靜擾度與動(dòng)擾度之和）應(yīng)當(dāng)不小于160mm。 而 1 6 0 m m0 m m7 3 .9 7 2 2 1 .91 4 7 .9 3 ???? dc ff 符合要求 已知：已知整車(chē)裝備質(zhì)量： m =1109kg， 取簧上質(zhì)量為 1270kg； 軸荷分配：前軸軸荷765Kg，后軸軸荷 719Kg。 空載后軸單輪軸荷為 48%： kgm 2662 %4811091 ??? 19 滿(mǎn)載后軸單輪軸荷為 48%： 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 kgm 3602 %4815002 ??? 懸架滿(mǎn)載剛度： cWc fFfFC ?? 滿(mǎn)載s = mmN / 15c ???? （ 減震器安裝角度 15176。 ） 空載剛度 cWc fFfFC ?? 空載s = mmN / 15c ???? 后輪外傾角示意圖如圖 所示。 車(chē)輪外傾角是車(chē)輪平面與車(chē)輛坐標(biāo)軸的垂直軸 Z軸的交角，當(dāng)車(chē)輪的上部向外傾斜時(shí)車(chē)輪外傾角為正。 前束角的示意圖如圖 所示。 前束角是車(chē)輛的縱向軸與車(chē)輪平面在車(chē)輛 XOY 面上投影線(xiàn)的夾角，用弧度表示。并且當(dāng)車(chē)輪前方向縱向軸轉(zhuǎn)時(shí)為正。 主銷(xiāo)后傾角示意圖如圖 所示。 主銷(xiāo)后傾角是指在車(chē)輛的側(cè)面（車(chē)輛的 XOZ 平面）內(nèi)主銷(xiāo)與車(chē)輛 Z 軸的交角，并且當(dāng)主銷(xiāo)向上、向后傾斜時(shí)為正。 20 圖 車(chē)輪外傾角 圖 前束角 圖 主銷(xiāo)后傾角 圖 主銷(xiāo)后傾拖距 主銷(xiāo)后傾拖距 主銷(xiāo)后傾拖距示意圖如圖 。 主銷(xiāo)后傾拖距，是指沿著輪胎平面與道路平面的交線(xiàn)，從主銷(xiāo)與道 路平面的交點(diǎn)到輪胎接地中心處的距離。當(dāng)主銷(xiāo)與道路平面的交點(diǎn)在輪胎接地印跡的中心的前方時(shí)為正。 主銷(xiāo)內(nèi)傾角 主銷(xiāo)內(nèi)傾角示意圖如圖 。 主銷(xiāo)內(nèi)傾角是在車(chē)輛橫向平面內(nèi)主銷(xiāo)與車(chē)輛 Z軸的交角，并且當(dāng)主銷(xiāo)向上 、向內(nèi)傾斜