【導(dǎo)讀】可行的技術(shù)之一。電動(dòng)汽車(chē)是由車(chē)載動(dòng)力電池作為能量源的零排放汽車(chē)。電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展依賴(lài)于多學(xué)科技術(shù)的進(jìn)步，尤其需要解決的問(wèn)題是進(jìn)。一步提高動(dòng)力性能，增加續(xù)駛里程，降低成本。對(duì)整車(chē)動(dòng)力學(xué)匹配計(jì)算，主要部件的選擇。4微型電動(dòng)車(chē)總體參數(shù)與性能計(jì)算.....

　　

【正文】 互不影響。 目前汽車(chē)的前、后懸架采用的方案有：前輪和后輪均采用非獨(dú)立懸架；前輪采用獨(dú)立懸架啊，后輪采用非獨(dú)立懸架；前輪與后輪均采用獨(dú)立懸架等幾種。前后懸架均采用縱置鋼板非獨(dú)立懸架的汽車(chē)轉(zhuǎn)向行駛時(shí)，內(nèi)側(cè)懸架處于減載而外側(cè)懸架處于加載狀態(tài)，結(jié)果與懸架固定連接的車(chē)橋的軸線相對(duì)汽車(chē)縱向中心線偏轉(zhuǎn)一角度α。對(duì)前軸，這種偏轉(zhuǎn)使汽車(chē)不足轉(zhuǎn)向趨勢(shì)增加；對(duì)后橋，則增加了汽車(chē)過(guò)多轉(zhuǎn)向趨勢(shì)。另外。前懸架采用 縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架時(shí)，因前輪容易發(fā)生擺振現(xiàn)象，不能保證汽車(chē)有良好的操縱穩(wěn)定性，所以乘用車(chē)的前懸架多采用獨(dú)立懸架。隨著高速公路網(wǎng)的發(fā)展，促使汽車(chē)速度不斷提高，使得非獨(dú)立懸架已不能滿足汽車(chē)行駛平順性和操縱穩(wěn)定性等方面提出的要求。因此，在汽車(chē)懸架系統(tǒng)中采用獨(dú)立懸架已備受關(guān)注，尤其是在橋車(chē)的前懸架中無(wú)一列外地采用了獨(dú)立懸架。 獨(dú)立懸架具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1） 在懸架彈性元件一定的變形范圍內(nèi)，兩側(cè)車(chē)輪可以單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，而互不影響，這樣在不平道路上行駛時(shí)可減少車(chē)架和車(chē)身的振動(dòng)，而且有助于消除轉(zhuǎn)向輪不斷偏擺的不良現(xiàn)象。 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 23 2） 減少汽車(chē)的 非簧載質(zhì)量。在道路條件和車(chē)速相同時(shí)，非簧載質(zhì)量越小，則懸架所受到的沖擊載荷也越小。故采用獨(dú)立懸架可以提高汽車(chē)的平均行駛速度。 3） 采用斷開(kāi)式車(chē)橋，發(fā)動(dòng)機(jī)總成的位置便可降低和前移，使汽車(chē)質(zhì)心下降，提高了汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性。同時(shí)能給車(chē)輪較大的上下運(yùn)動(dòng)的空間，因而可以將懸架剛度設(shè)計(jì)的較小，使車(chē)身振動(dòng)頻率降低，以改善行駛平順性。 以上優(yōu)點(diǎn)使獨(dú)立懸架廣泛地被應(yīng)用在現(xiàn)代汽車(chē)上，特別是轎車(chē)的轉(zhuǎn)向輪普遍采用了獨(dú)立懸架。但是。獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高，維修不便。在一般情況下，車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)，由于車(chē)輪外傾角與輪距變化較大，輪胎磨損較 嚴(yán)重。 獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)形式分析 獨(dú)立懸架又分為雙橫臂式、單橫臂式、雙縱臂式、單縱臂式、單斜臂式、麥弗遜式和扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式等幾種類(lèi)型。 對(duì)于不同結(jié)構(gòu)形式的獨(dú)立懸架，不僅結(jié)構(gòu)特點(diǎn)不同，而且許多基本特性也有較大區(qū)別。評(píng)價(jià)時(shí)常從以下幾個(gè)方面進(jìn)行： 側(cè)傾中心高度 汽車(chē)在側(cè)向力的作用下，車(chē)身再通過(guò)左、右車(chē)輪中心的橫向垂直平面內(nèi)發(fā)生側(cè)傾時(shí)，相對(duì)于地面的瞬時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)中心，稱(chēng)為側(cè)傾中心。側(cè)傾中心到地面的距離，稱(chēng)為側(cè)傾中心高度。側(cè)傾中心位置高，它到車(chē)身質(zhì)心的距離縮短，可使側(cè)向力臂及側(cè)向力矩小些，車(chē)身的側(cè)傾角也會(huì)減小。但側(cè)傾中心過(guò)高， 會(huì)使車(chē)身傾斜時(shí)輪距變化大，加快輪胎的磨損。 車(chē)輪定位參數(shù)的變化 車(chē)輪相對(duì)車(chē)身上下跳動(dòng)時(shí)，主銷(xiāo)內(nèi)傾角、主銷(xiāo)后傾角、車(chē)輪外傾角及車(chē)輪前束等定位參數(shù)會(huì)發(fā)生變化。若主銷(xiāo)后傾角變化大，容易使轉(zhuǎn)向輪產(chǎn)生擺振；若車(chē)輪外傾角變化大，會(huì)影響車(chē)輪直線行駛的穩(wěn)定性，同時(shí)也會(huì)影響輪距的變化和輪胎的磨損速度。 懸架側(cè)傾角剛度 當(dāng)汽車(chē)作穩(wěn)態(tài)圓周行駛時(shí)，在側(cè)向力的作用下，車(chē)廂繞側(cè)傾軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，并將此轉(zhuǎn)動(dòng)角度稱(chēng)之為車(chē)廂側(cè)傾角。車(chē)廂側(cè)傾角與側(cè)傾力矩和懸架總成的側(cè)傾角剛度大小有關(guān)，并影響汽車(chē)的操縱穩(wěn)定性和平順性。 橫向剛度 懸架的橫向剛度影響操 縱穩(wěn)定性。若用于轉(zhuǎn)向抽上的懸架橫向剛度小，側(cè)容易造成轉(zhuǎn)向輪發(fā)生擺振的現(xiàn)象。 不同類(lèi)型的懸架占用的空間尺寸不同，占用橫向尺寸大的懸架影響發(fā)動(dòng)機(jī)的布置和從車(chē)上拆裝發(fā)動(dòng)機(jī)的困難程度。占用高度空間小的懸架，則允許行李箱寬敞，而且底部平整，布置郵箱容易。因此，懸架占用的空間尺寸也用來(lái)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)之一。表河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 24 2分析了不同形式選假的特點(diǎn)。 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)形式 雙橫臂式 單橫臂式 側(cè)傾中心高度 比較低 比較高 車(chē)輪相對(duì)車(chē)身跳動(dòng)時(shí)車(chē)輪定位參數(shù)的變化 車(chē)輪外傾角與主銷(xiāo)內(nèi)傾角均有變化 車(chē)輪外傾角與主銷(xiāo)內(nèi)傾角變化大 輪距 變化小，故輪 胎磨損速度慢 變化大，故輪胎磨損速度快 懸架側(cè)傾角剛度 較小，需要用橫向穩(wěn)定器 較大，可不裝橫向穩(wěn)定器 橫向剛度 橫向剛度大 占用空間尺寸 占用較多的空間 占用較小的空間 其他 結(jié)構(gòu)稍復(fù)雜，前懸架用的多 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、前懸架架用的少 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)形式 單縱臂式 單斜臂式 側(cè)傾中心高度 比較低 居單橫臂式和單縱臂式之間 車(chē)輪相對(duì)車(chē)身跳動(dòng)時(shí)車(chē)輪定位參數(shù)的變化 主銷(xiāo)后傾角變化大 有變化 輪距 不變 變化不大 懸架側(cè)傾角剛度 較小，需要裝橫向穩(wěn)定器 居單橫臂式和單縱臂式之間 橫向剛度 橫向剛度小 橫向剛度較小 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 25 占用空間尺寸 幾乎不占用高度空間 其他 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)形式 麥弗遜式 扭轉(zhuǎn)梁隨動(dòng)臂式 側(cè)傾中心高度 比較高 比較低 車(chē)輪相對(duì)車(chē)身跳動(dòng)時(shí)車(chē)輪定位參數(shù)的變化 變化小 左、右輪同時(shí)跳動(dòng)時(shí)不變 輪距 變化很小 不變 懸架側(cè)傾角剛度 較大，可不裝橫向穩(wěn)定器 橫向剛度 橫向剛度大 占用空間尺寸 占用的空間小 其他 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，乘用車(chē)商用的較多 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，用于發(fā)動(dòng)機(jī)前置前驅(qū)乘用車(chē)的后懸架 由上表及查閱同類(lèi)資料可知采用單橫臂式獨(dú)立懸架用于轉(zhuǎn)向輪時(shí)，會(huì)使主銷(xiāo)內(nèi)傾角和車(chē)輪外 傾角發(fā)生較大的變化，對(duì)于轉(zhuǎn)向操縱有一定的影響，故目前在前懸架中很少采用。雙橫臂式獨(dú)立懸架的兩個(gè)擺臂長(zhǎng)可以相等，也可以不等，在擺臂不等長(zhǎng)的獨(dú)立懸架中如果兩臂長(zhǎng)度選擇適當(dāng)，可以使車(chē)輪和主銷(xiāo)的角度以及輪距的變化都不太大，從而對(duì)汽車(chē)操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性有所改善。不等長(zhǎng)的雙橫臂式獨(dú)立懸架多應(yīng)用于轎車(chē)前輪上。轉(zhuǎn)向輪采用單縱臂獨(dú)立懸架時(shí)，車(chē)輪上下跳動(dòng)將使主銷(xiāo)后傾角產(chǎn)生很大的變化，因此，單縱臂式獨(dú)立懸架一般多用于不轉(zhuǎn)向的后輪。麥弗遜式懸架也稱(chēng)滑柱連桿式懸架，可看作是燭式懸架的改進(jìn)型，由于增加了橫擺臂改善了滑動(dòng)立柱的受力狀 況。這種懸架對(duì)于轉(zhuǎn)向輪來(lái)說(shuō)，當(dāng)懸架變形時(shí)，主銷(xiāo)的定位角不會(huì)發(fā)生變化，僅輪距、軸距稍有變化，因此有利于汽車(chē)的轉(zhuǎn)向操縱和行駛穩(wěn)定性。目前，汽車(chē)上廣河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 26 泛采用上下臂不等長(zhǎng)的雙橫臂式獨(dú)立懸架（主要用于前懸架）和麥弗遜式獨(dú)立懸架。麥弗遜式懸架是目前前置驅(qū)動(dòng)轎車(chē)和某些輕型客車(chē)首選的較好的懸架結(jié)構(gòu)形式，例如國(guó)產(chǎn)桑塔納、高爾夫、奧迪 100 及富康等轎車(chē)； 不等長(zhǎng)的雙橫臂式獨(dú)立懸架在轎車(chē)、輕型汽車(chē)的前輪上應(yīng)用較廣泛。 單斜臂式獨(dú)立懸架是介于單橫臂式和單縱臂式之間的一種懸架結(jié)構(gòu)形式，單斜臂繞與汽車(chē)縱軸線成一定夾角θ的軸線擺動(dòng)。通常這個(gè) 角度小于 45 度適當(dāng)?shù)剡x擇夾角θ，可以調(diào)整輪距、車(chē)輪傾角、前束等，使之變化最小。具有車(chē)輪接地性能好，縱橫兩向承受外力的能力強(qiáng)的特點(diǎn)，從而可獲得良好的操縱穩(wěn)定性。單斜臂式獨(dú)立懸架兼有單橫臂和單縱臂式獨(dú)立懸架的優(yōu)點(diǎn)。它自 20 世紀(jì) 60 年代問(wèn)世以來(lái)多用在后輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)的后懸架上。綜上所述我所設(shè)計(jì)的微型純電動(dòng)車(chē)的前懸架采用雙橫臂式懸架，而后懸架采用單斜臂式獨(dú)立懸架。 雙橫臂式獨(dú)立懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 1．縱向平面內(nèi)上、下橫臂的布置方案 上、下橫臂軸抗前俯角的匹配對(duì)主銷(xiāo)后傾角的變化有較大影響。圖 六種可能布置方案的主銷(xiāo)后傾角λ值隨車(chē)輪跳動(dòng)的曲線。圖中橫坐標(biāo)為λ值，縱坐標(biāo)為車(chē)輪接地中心的垂直位移量。各匹配方案中β β 2角度的取值見(jiàn)圖注，其正負(fù)號(hào)河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 27 按右手定則確定。 圖 1? 、 2? 的匹配 對(duì) ? 的影響 為了提高汽車(chē)的制動(dòng)穩(wěn)定性和舒適性，一般希望主銷(xiāo)后傾角的變化規(guī)律為：在懸架彈簧壓縮時(shí)后傾角增大；在彈簧拉伸時(shí)后傾角減小，用以造成制動(dòng) 時(shí)因主銷(xiāo)后傾角變大而在控制臂支架上產(chǎn)生防止制動(dòng)前俯的力矩。 分析圖 ，第 第 5方案的λ變化規(guī)律為壓縮行程λ減小，拉伸行程λ增大，這與所希望的規(guī)律正好相反，因此不宜用在汽車(chē)前懸架中；第3方案雖然主銷(xiāo)后傾角的變化最小，但其抗前俯的作用也小，所以現(xiàn)代汽車(chē)中也很少采用；第 6方案的主銷(xiāo)后傾角變化規(guī)律是比較好的，所以這三種方案在現(xiàn)代汽車(chē)中被廣泛采用。 2．橫向平面內(nèi)上、下橫臂的布置方案 比較圖 、 b、 c三圖可以清楚地看到，上、下橫臂布置不同，所得側(cè)傾 中心位置也不同，這樣就可根據(jù)對(duì)側(cè)傾中心位置的要求來(lái)設(shè)計(jì)上、下橫臂在橫向平面內(nèi)的布置方案。 圖 上下橫臂在橫向平面內(nèi)的布置方案 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 28 3．水平面內(nèi)上、下橫臂動(dòng)軸線的布置方案 上、下橫臂軸線在水平面內(nèi)的布置方案有三種，如圖 。 下橫臂軸 M— M和上橫臂軸 N— N與縱軸線的夾角，分別用 α 1和 α 2來(lái)表示，稱(chēng)為導(dǎo)向機(jī)構(gòu)上、下橫臂軸的水平斜置角。一般規(guī)定，軸線前端遠(yuǎn)離汽車(chē)縱軸線的夾角為正，反之為負(fù)，與汽車(chē)縱軸線平行者，夾角為零。 圖 水平面內(nèi)上 、下橫臂軸布置方案 為了使輪胎在遇到凸起路障時(shí)能夠使輪胎一面上跳，一面向后退讓?zhuān)詼p少傳到車(chē)身上的沖擊力，還為了便于布置發(fā)動(dòng)機(jī)，大多數(shù)前置發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)的懸架下橫臂軸M— M的斜置角。，為正，而上橫臂軸 N— N的斜置角 α 2則有正值、零值和負(fù)值三種布置方案，如圖 a、 b、 c所示。上、下橫臂斜置角不同的組合方案，對(duì)車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)前輪定位參數(shù)的變化規(guī)律有很大影響。如車(chē)輪上跳、下橫臂斜置角 α l為正、上橫臂斜置角 α 2為負(fù)值或零值時(shí)，主銷(xiāo)后傾角隨車(chē)輪的上跳而增大。如組合方案為上、下橫臂斜置角 α α 2都為正值，如圖 ，則主銷(xiāo)后傾角隨車(chē)輪的上跳較少增加甚至減少 (當(dāng) α 1α 2時(shí) )。至于采取哪種方案為好，要和上、下橫臂在縱向平面內(nèi)的布置一起考慮。當(dāng)車(chē)輪上跳、主銷(xiāo)后傾角變大時(shí)．車(chē)身卜的懸架支承處會(huì)產(chǎn)生反力矩，有抑制制動(dòng)時(shí)前俯的作用。但主銷(xiāo)后傾角變得太大時(shí)，會(huì)使支承處反力矩過(guò)人，同時(shí)使轉(zhuǎn)向系統(tǒng)對(duì)側(cè)向力十分敏感，易造成車(chē)輪擺振或轉(zhuǎn)向盤(pán)上力的變化。因此，希望轎車(chē)的主銷(xiāo)后傾角原始值為 1176。一 +2176。當(dāng)車(chē)輪上跳時(shí)，懸架每壓縮 lOmm，主銷(xiāo)后傾角變化范圍為 10′ 一 40′ 。 為了綜合 1上述要求，選擇恰當(dāng)?shù)目骨案┙?，?guó)外已 根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)制定出一套列線圖，如圖 。該圖由三組線圖組成：圖 (以重力加速度 g的百分?jǐn)?shù)表示 )，前輪上方車(chē)身下沉量 f1，與抗前俯率 η d的關(guān)系；圖 ，為下橫臂擺動(dòng)軸線與水平線夾角β 1不相同時(shí)，主銷(xiāo)后傾角λ的變化；率 dλ／ df1，河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 29 與抗前俯率的關(guān)系；圖 ，主銷(xiāo)后傾角λ的變化率 dλ／ df1與上、下橫臂擺動(dòng)軸線夾角 (β 2— β 1)的關(guān)系。運(yùn)用此圖的步驟如下： 先根據(jù)設(shè)計(jì)的允許前俯角 (在 0． 5g時(shí)為 1176?！?3176。 )確定 f1，然后找到相應(yīng)的 η d，并在 圖 1，求出主銷(xiāo)后傾角變化率 (推薦懸架每壓縮 lOmm時(shí)為 10′ 一40′ )． 如超出范圍，即重新選β 1，直至達(dá)到要求為止。接著可用圖 ，先選定球銷(xiāo)中心距，從圖 dλ／ df1值與初選的球銷(xiāo)中心距在圖上沿虛線所示的路線找到上、下橫臂的夾角 (β 2— β 1)，如布置上允許即認(rèn)為初選成功。此圖適用于軸距 2． 8～ 3． 2m，質(zhì)心高為 0． 58～ 0． 6m的轎車(chē)。 圖 選擇上、下橫臂橫線縱向傾角的線圖 4．上、下橫臂長(zhǎng)度的確定 雙橫臂式懸架的上、下臂長(zhǎng)度對(duì)車(chē)輪上、下跳動(dòng)時(shí)前輪的定位參數(shù)影響很大?，F(xiàn)代轎車(chē)所用的雙橫臂式前懸架，一般設(shè)計(jì)成上橫臂短、下橫臂長(zhǎng)。這一方面是考慮到布置發(fā)動(dòng)機(jī)方仙。另一方面也是為了得到理想的懸架運(yùn)動(dòng)特性。 河北工業(yè)大學(xué) 2021 屆畢業(yè)論文 30 圖 上、下橫臂長(zhǎng)度之比 1l /2l 改變時(shí)懸架運(yùn)動(dòng)特性 圖 l1保持原車(chē)值不變，改變上橫臂長(zhǎng)度 l2，使 l2／ l1，分別為， 0． 6， 0． 8， 1． 0， 1． 2時(shí)計(jì)算得到的懸架運(yùn)動(dòng)特性曲線。其中 Z— By(1/2輪距 )為車(chē)輪接地點(diǎn)在橫向平面內(nèi)隨車(chē)輪跳動(dòng)的特性曲線。由圖可以看出，當(dāng)上、下橫臂的長(zhǎng)度之比為 0． 6時(shí)， By曲線變化最平緩； l2／ l1增大或減小時(shí)， By曲線的曲率都增加。圖中的 Z— δ 和 Z— γ分別為車(chē)輪外傾角和主銷(xiāo)內(nèi)傾角隨車(chē)輪跳動(dòng)的特性曲線。當(dāng) l2／l1=1． 0時(shí)， δ 和γ均為直線并與橫坐標(biāo)垂直，這時(shí)， δ 和γ在懸架運(yùn)動(dòng)過(guò)程中保持定值。 設(shè)計(jì)汽車(chē)懸架時(shí)，希望輪距變化要小，以減少輪胎磨損，提高其使用壽命，因此應(yīng)選擇 l2／ l1在 0． 6附近；為保證汽車(chē)具有良好的操縱穩(wěn)定性 ，希望前輪定位角度的變化要小，這時(shí)應(yīng)選擇 l2／ l1在 。綜合以上分析，該懸架的 l2／ l1應(yīng)在 0． 6～ 1． 0范圍內(nèi)。美國(guó)克萊斯勒和通用汽車(chē)分司分別認(rèn)為，上、下擺臂長(zhǎng)度之比取 0． 7和 0． 66為最佳。根據(jù)我國(guó)轎車(chē)設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)，在初選尺寸時(shí) , l2／ l1l取 0． 65為宜。 微型純電動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 汽車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)可按轉(zhuǎn)向能源的不同分為機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)兩大類(lèi)。動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是兼用駕駛員體力和發(fā)動(dòng)力的動(dòng)力作為轉(zhuǎn)向能源的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其是在機(jī)械轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加設(shè)一套轉(zhuǎn)向加力裝置而形成的。在設(shè)計(jì)微型電動(dòng)車(chē)時(shí)為 求其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操縱輕便減少整車(chē)質(zhì)量故