汽车悬架主要性能参数的匹配研究王宇,秦峰,高连兴(沈阳农业大学工程学院,沈阳110161摘要:通过对汽车悬架结构的比较,对悬架静挠度和动挠度的匹配和车身侧倾中心高度与悬架侧倾角刚度在车轮的分配问题进行分析,利用生产试验的方法,总结了车辆运动特性要求下的悬架设计规则,为确定汽车悬架系统主要性能参数的设计和初始值提供了依据,进而合理地匹配确定其主要性能指标。关键词:汽车;悬架系统;设计规则;性能匹配中图分类号:U461.4文献标识码:B文章编号:1006-0006(200602-0083-02StudyonMainParametersMatchingofVehicleSuspensionSystemWANGYu,QINFeng,GAOLian-xing(CollegeofEngineering,ShengyangAgriculturalUniversity,Shenyang110161,ChinaAbstrac:tBycomparisonamongdifferentsuspensionstructuresandanalysesonthematchingbetweenthestaticflexibilityandmoveflexibilityofsuspensionaswellasthedistributionofthebodywork.slistcenterheightandthesuspension.slistanglerigidityamongwheels,thepapersummarizedthesuspensiondesignrulesundertherequirementsofmovementcharacteristicsaccordingtothemanufacturingtestmethod.Theoptmialparametersofvehiclesuspensionsystemcanbedeterminedbythemodelandthemethodpresentedinthispaper,soastherationalmatchingandthemainperformancetargetbereached.Keywords:Automobile;Suspension;Designingrules;Performancematching汽车悬架是车架或承载式车身与车桥(或车轮之间的一切传力连接装置的总称,是汽车的一个重要组成部分,它的作用是把路面作用于车轮上的支承力、牵引力、制动力和侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架或承载式车身,是影响汽车行驶平顺性、制动性和操纵稳定性的重要因素[1]。1前后悬架静挠度和动挠度的匹配经过理论研究和使用经验证明,汽车前、后悬架与其簧载质量组成的振动系统频率是影响汽车行驶平顺性的主要参数之一。现代汽车的质量分配系数E=Q2/ab=0.8~1.2,可以近似地认为E=1[2]。因此,前后轴上方车身两点的振动不存在联系,其前后部分车身的振动频率(亦称偏频可由下式表示n1=12P11n2=12P22式中c1,c2前后悬架的刚度,N/mmm1,m2前后悬架的簧载质量,kg而悬架的静挠度与簧载质量和悬架刚度的关系(当采用线性悬架时为:fc1=m1g/c1,fc2=m2g/c2,代入上式(取g=9810mm/s2可得n1U5c1n2U5c2式中n1,n2前后悬架的偏频,Hzfc1,fc2前后悬架在簧载质量m1和m2作用下的静挠度,mm悬架设计中,因为车身振动偏频与悬架的静挠度有关,应先根据行驶平顺性来确定n1和n2,然后再由上式来确定前后静挠度fc1和fc2。现代各种车辆的偏频和静挠度如表1所示。目前,有些汽车的偏频下降至0.8~1.3Hz的趋势,主要目的是为了减小振动加速度和改善车轮的路面附着性能。表1典型汽车的偏频与挠度Tab.1FrequencyandDeflectionofTypicalVehicle车型偏频n/Hz静挠度fc/cm动挠度fd/cm货车1.5~2.25~116~9轿车0.9~1.610~307~9大客车1.3~1.87~155~8越野车1.4~2.06~137~13可知前后悬架系统的偏频及静挠度的匹配,对汽车行驶平顺性也有很大的影响,应使前后悬架的静挠度值及偏频值接近些,以免造成较大的车身纵向角振动。理论分析表明,当车辆以较高车速驶过单个路障时,n1/n2<1时的车身角振动比n1/n2>1时要小,因此推荐取fc2/fc1=0.8~0.9。悬架的静挠度与弹性元件的静挠度可能是一样的(如板簧非独立悬架,也可能是不一样的(如螺簧独立悬架,后者应先按已选定的悬架系统的振动偏频值,去求悬架系统静挠度fc,然后再根据导向机构的型式决定其几何关系,由fc推出弹簧静挠度fcs,例如在双横臂式独立悬架中,fc和fcs的收稿日期:2005-08-24;收修改稿日期:2005-10-20第33卷第2期拖拉机与农用运输车Vo.l33No.22006年4月Tractor&FarmTransporterApr.,2006比值,就近似等于下横臂球销中心至下横臂摆轴的距离与螺旋弹簧中心至下横臂摆轴的距离的比值。为了防止在不平路面上行驶时经常冲击缓冲块,悬架要具备足够的动挠度fd。悬架动挠度指由满载位置开始,压缩到结构允许的最大变形(通常指缓冲块压到其自由高度的1/2或2/3时,车轮中心相对车架(或车身的垂直位移。前后悬架的动挠度常按其相...
