下横臂橡胶衬套刚度对车轮定位参数影响分析

万方数据

ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ现代制造工程２０１０年第９期

图１前双横臂独立悬架模型

参数的影响时，分别讨论轿车车轮垂直跳动、转向、驱动力和制动力的几种工况。

２．１垂直跳动分析

在图２中的四条曲线从上到下分别为：线①为下横臂橡胶衬套刚度不变时的分析结果曲线，线②为橡胶衬套径向刚度变为原来５倍时的分析结果曲线，线③为橡胶衬套轴向刚度变为原来５倍时的结果分析曲线，线④为橡胶衬套扭转刚度变为原来５倍时的分析结果曲线（在图３、图４、图５、图６、图７、图８和图９中，橡胶衬套刚度变化也是如此）。根据图２可知，在车轮垂直跳动时，根据车轮外倾角、主销后倾角和主销内倾角与车轮跳动的曲线（见图２ａ、图２ｂ、图２ｃ）可知，下横臂前橡胶衬套各方向刚度变化对车轮外倾角、主销后倾角和主销内倾角没有影响；根据车轮前束和车轮跳动曲线（见图２ｄ）可知，前橡胶衬套径向刚度变化对车轮前束影响较大，而前橡胶衬套的轴向刚度和扭转刚度对车轮前束基本没有影响。

２．２转向分析

由图３可知，在车轮转向时，根据车轮外倾角、车轮前束与车轮转向的曲线（见图３ａ、图３ｄ）可知，下横臂前橡胶衬套各方向刚度变化对车轮外倾角和车轮前束没有影响；根据主销后倾角与车轮转向的曲线（见图３ｂ）可知，前橡胶衬套扭向刚度变化对主销后倾角没有影响，衬套轴向刚度变化对主销后倾角有影响，衬套径向刚度变化对主销后倾角影响更大；根据主销内倾角与车轮转向的曲线（见图３ｃ）可知，衬套轴向和扭转刚度变化对主销内倾角没有影响，衬套径向刚度变化对主销内倾角影响较大。

２．３制动力分析

由图４可知，在进行制动力分析时，根据车轮外倾

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ａ）车轮外倾角与车轮跳动的关系

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ｂ）主销后倾角与车轮跳动的关系

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车轮跳动／ｍｍ

ｃ）主销内倾角与车轮跳动的关系

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ｄ）车轮前束与车轮跳动的关系

图２下横臂前橡胶衬套刚度、车轮定

位参数与车轮垂直跳动的关系

角、主销内倾角和车轮前束与制动力的关系曲线（见图４ａ、图４ｅ、图４ｄ）可知，下横臂前橡胶衬套扭转刚度变化对车轮外倾角、主销内倾角和车轮前束没有影响，橡胶衬套轴向刚度变化对车轮外倾角、主销内倾角和车轮前束影响较小，但是前橡胶衬套径向刚度变化对车轮外倾角、主销内倾角和车轮前束影响较大；根据主销后倾角与制动力的关系曲线（见图４ｂ）可知，前橡胶衬套的径向刚度和轴向刚度变化对主销后倾角有一点影响，而前橡胶衬套扭转刚度变化对主销后倾角没有影响。

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下横臂橡胶衬套刚度对车轮定位参数影响分析

作者：刘新田， 黄虎， 赵礼辉， 刘长虹， 郭辉， 王岩松， LIU Xin-tian， HUANG Hu，ZHAO Li-hui， LIU Chang-hong， GUO Hui， WANG Yan-song

作者单位：刘新田,黄虎,赵礼辉,郭辉,王岩松,LIU Xin-tian,HUANG Hu,ZHAO Li-hui,GUO Hui,WANG Yan-song(上海工程技术大学汽车工程学院,上海,201620)， 刘长虹,LIU Chang-hong(华东

理工大学机械与动力工程学院,上海,200237)

刊名：

现代制造工程

英文刊名：MODERN MANUFACTURING ENGINEERING

年，卷(期)：2010，(9)

被引用次数：0次

参考文献(7条)

1.余强.郑慕侨汽车悬架控制技术的发展 1994(9)

2.李新耀.张印.周良生.彭莫双横臂扭杆悬架的特性分析及设计计算 2003(1)

3.金叙龙.郭万富双横臂独立悬架运动特性分析 2001(4)

4.洪嘉振计算多体系统动力学 1999

5.杨树凯.宋传学.吴仕赋.姬鹏多连杆悬架与双横臂悬架运动学和弹性运动学特性分析 2006(12)

6.宋传学.蔡章林基于ADAMS/CAR的双横臂独立悬架建模与仿真 2004(4)

7.曾迥立双横臂独立悬架线刚度的非图解法计算 2006(8)

相似文献(3条)

1.期刊论文刘新田.黄虎.赵礼辉.刘长虹.郭辉.王岩松.LIU Xin-tian.HUANG Hu.ZHAO Li-hui.LIU Chang-hong.

GUO Hui.WANG Yan-song上横臂衬套刚度对双横臂独立悬架性能影响-机械设计与制造2010(9)

以某开发车型前双横臂独立悬架为研究对象,运用多体动力学和悬架系统运动学理论,分析并讨论上横臂橡胶衬套的轴向刚度、扭转刚度和径向刚度对该车悬架性能的影响.经过分析可知:橡胶衬套的轴向和扭转刚度对前双横臂独立悬架性能影响不大,但是径向刚度对前双横臂独立悬架性能影响较大.

2.学位论文闵斌云双横臂独立悬架轿车的转向轮运动研究2006

汽车的悬架系统是汽车上一个重要的部分，与整车的操纵性和稳定性有密切关系。双横臂独立悬架可以通过合理选择空间导向杆系的铰接点的位置及导向臂的长度，使得悬架具有合适的运动特性，并且形成恰当的侧倾中心和纵倾中心，从而保证汽车有良好的行驶稳定性，以为中、高级轿车的前悬架所广泛使用。

本文通过研究用于转向车轮的双横臂独立悬架的结构特点和运动特性，采用空间机构运动学，按照Denavit-Hartenberg法的规定在独立悬架上建立坐标系，根据运动副的类型计算出坐标变换矩阵，结合相应的约束方程组，确定出系统中各个部件的运动。同时本文借助矩阵变换的计算力学方法，考虑进了车轮外倾角和前束角，准确的对转向车轮在转向时的运动变化进行理论分析计算。

同时运用多体系统动力软件ADAMS对双横臂独立悬架建立仿真模型，在建模的过程中充分考虑双横臂独立悬架系统中弹性体的分析和建模，其中轮胎采用具有稳态侧偏特性的Fiala轮胎模型，并对其力学特性进行了详细的介绍和分析。选用具有各向异性的非线性橡胶衬套、非线性特征的弹簧和非线性特征的阻尼器。

在建立该悬架多体模型的过程中，采用总成测量与部件测量相结合的办法采集原始数据，正确使用该双横臂独立悬架系统零件的质量、转动惯量、质心位置等动力学参数。通过前轮定位参数的实际测量来检验模型的正确性，从而使建立的仿真模型与实际模型最大的接近，保证ADAMS/Car仿真结果的真实有效，为工程分析和设计提供较高价值的参考。

3.学位论文管西强基于多体理论的城市客车空气悬架系统分析与实验研究2004

基于多体系统动力学原理,该文开发了包括前独立空气悬架、转向系、后非独立空气悬架以及轮胎路面模型的整车多体系统虚拟样机仿真模型.建模过程中,对所涉及到的约束关系进行了严格的分析,力求合理体现各部件之间的相对运动关系,并通过各种途径对模型中所需运动学、动力学等各种参数进行了收集,力求模型的精确化,并利用最小二乘法拟合了空气弹簧的非线性负载特性,通过试验数据计算得到橡胶衬套的线性刚度.就橡胶弹性元件对双横臂独立悬架运动学参数的影响作了深入研究,弹性元件的合理使用使得转向轮定位参数向有利于操纵稳定性的趋势发展.提出了空气悬架动态刚度计算的方法,并分析了双横臂导向机构对悬架动刚度的影响.在低地板城市客车道路试验的基础上,利用所开发的整车虚拟样机对操纵稳定性和平顺性进行了仿真研究,内容包括稳态转向特性、开环瞬态操纵稳定性、包括驾驶员模型的移线瞬态操纵稳定性、脉冲路面平顺性和随机路面平顺性.仿真与试验数据的比较证明,当前开发的虚拟样机的精度是高的,包括弹性元件的刚柔耦合多体动力学模型能够较好的反映车辆的实际工作状态;并且同时亦表明,该低地板城市客车具有灵敏而稳健的操纵稳定性和较好的乘坐舒适性.空气悬架具有很强的非线性刚度特性,所以其设计和匹配与普通悬架相比要复杂的多.该文从空气弹簧的静态负载特性试验数据入手,对空气弹簧的刚度特性和有效截面积的变化规律进行了研究,拟合了有效截面积与弹簧高度之间的关系曲线.对空气弹簧的刚度特性的分析表明,在设计高度,空气弹簧的刚度随囊腔压力的变化关系是线性的.在此基础上,提出了以设计高度的空气弹簧刚度取代虚拟样机空气悬架的非线性负载特性,按照固定刚度悬架的优化方法进行了悬架参数优选,再恢复到空气弹簧的负载特性的空气悬架参数优选方法.分析了非独立后空气悬架四连杆式导向机构的布置型式,通过调整横向推力杆的前后位置,仿真计算了导向机构对车辆稳态转向特性的影响,并进行了弹簧刚度改变后导向机构参数的相应匹配.应用所开发的虚拟样机的仿真结果显示空气悬架参数优选和匹配的有效性.低地板城市客车的开发成功论证了虚拟样机技术在车辆系统开发中的作用,同时也有力的证实了该文基于城市客车虚拟样机所进行的车辆系统的研究工作具有重要的学术借鉴和工程应用价值.

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下载时间：2011年1月20日