基于麦弗逊式独立悬架的平顺性分析
2014-08-15 21:12韩辉王杨
科技视界 2014年17期
韩辉 王杨
【摘 要】悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架与车轴弹性地连接起来。它的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、减小货物和车辆本身的动载荷，保证乘员的舒适性，以保证汽车的行驶平顺性。
【关键词】麦弗逊式独立悬架；平顺性；动载荷
0 引言
悬架由弹性元件、导向装置、减震器、缓冲块和横向稳定器等组成。汽车悬架往往列为重要部件编入轿车的技术规格表，作为衡量轿车质量的指标之一。完善的汽车悬架系统可以很好的缓解路面给予车辆的冲击，减轻汽车振动给乘客带来头晕，晕车等不良反应，使乘客感受到很好的乘坐舒适性和行驶平顺性。[1]
1 麦弗逊式悬架结构及特性分析
麦弗逊式悬架是当今世界使用最广泛的轿车前悬挂之一。麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减振器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。主要结构简单的来说就是螺旋弹簧套在减震器上组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能作上下方向的振动，并可以用减震器的行程长短及松紧，来设定悬挂的软硬及性能。麦弗逊式悬挂结构简单所以它轻量、响应速度快。在一个下摇臂和支柱的几何结构下能自动调整车轮外倾角，让其能在过弯时自适应路面，让轮胎的接地面积最大化，虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量很高的悬架结构，但麦弗逊式悬挂在行车舒适性上的表现还是令人满意。[5]
特性：侧倾中心高度较高；车轮外倾角与主销内倾角变化小；轮距变化很小，故轮胎磨损速度慢；悬架侧倾角刚度较大可不装横向稳定器；横向刚度大；占用空间尺寸小；结构简单、紧凑乘用车上用得较多。
2 基于adams的悬架仿真分析
2.1 主销内倾角仿真分析
如图1所示为麦弗逊前悬架主销内倾角受瞬时向上力的变化。
由曲线可以看出：
1 车轮的主销内倾角初始值为9.9650，从曲线上可以得出，主销内倾角的变化量在9.920到9.970之间，变化量为0.050。这说明主销内倾角在车轮上下跳动时的变化较小，间接表明汽车的行驶性较好。
2 从图上曲线可以看出车轮主销内倾角时随时间成衰减趋势的，这从侧面说明此悬架有良好的减振效果。
2.2 前轮外倾角分析
由曲线可以看出：
车轮的外倾角初始值在0.00，但最后前轮外倾角随着振动的停止也停止在了-0.150，这说明前轮外倾角为-0.150。 同样从图中还是可以看出振动的衰减来，说明此悬架拥有较好的减振的功能。
3 结论
从上面的仿真分析的结果可以看出，主销内倾角、前轮外倾角的大小和变化范围是符合相关要求的，并且定位参数和变化关系符合要求。同样，从上面仿真的结果中看出了悬架的减振功能，且衰减效果良好，说明其能给汽车带来良好的乘坐舒适性和行驶平顺性。
【参考文献】
[1]陈家瑞.汽车构造3版.[M].机械工业出版社，2009，2.
[2]王望予.汽车设计4版.[M]机械工业出版社，2004，8.
[3]郑凯.ADAMS 2005机械设计高级应用实例[M].机械工业出版社，2006，2.
[4]余志生.汽车理论2版.[M].机械工业出版社，1990.
[5]刘斌.轻型汽车前悬架设计分析[J].河北工业大学，2006，12.
[6]陈文华.ADAMS2007机构设计与分析范例[M].机械工业出版社，2009.
[责任编辑：薛俊歌]
【摘 要】悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架与车轴弹性地连接起来。它的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、减小货物和车辆本身的动载荷，保证乘员的舒适性，以保证汽车的行驶平顺性。
【关键词】麦弗逊式独立悬架；平顺性；动载荷
0 引言
悬架由弹性元件、导向装置、减震器、缓冲块和横向稳定器等组成。汽车悬架往往列为重要部件编入轿车的技术规格表，作为衡量轿车质量的指标之一。完善的汽车悬架系统可以很好的缓解路面给予车辆的冲击，减轻汽车振动给乘客带来头晕，晕车等不良反应，使乘客感受到很好的乘坐舒适性和行驶平顺性。[1]
1 麦弗逊式悬架结构及特性分析
麦弗逊式悬架是当今世界使用最广泛的轿车前悬挂之一。麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减振器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。主要结构简单的来说就是螺旋弹簧套在减震器上组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能作上下方向的振动，并可以用减震器的行程长短及松紧，来设定悬挂的软硬及性能。麦弗逊式悬挂结构简单所以它轻量、响应速度快。在一个下摇臂和支柱的几何结构下能自动调整车轮外倾角，让其能在过弯时自适应路面，让轮胎的接地面积最大化，虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量很高的悬架结构，但麦弗逊式悬挂在行车舒适性上的表现还是令人满意。[5]
特性：侧倾中心高度较高；车轮外倾角与主销内倾角变化小；轮距变化很小，故轮胎磨损速度慢；悬架侧倾角刚度较大可不装横向稳定器；横向刚度大；占用空间尺寸小；结构简单、紧凑乘用车上用得较多。
2 基于adams的悬架仿真分析
2.1 主销内倾角仿真分析
如图1所示为麦弗逊前悬架主销内倾角受瞬时向上力的变化。
由曲线可以看出：
1 车轮的主销内倾角初始值为9.9650，从曲线上可以得出，主销内倾角的变化量在9.920到9.970之间，变化量为0.050。这说明主销内倾角在车轮上下跳动时的变化较小，间接表明汽车的行驶性较好。
2 从图上曲线可以看出车轮主销内倾角时随时间成衰减趋势的，这从侧面说明此悬架有良好的减振效果。
2.2 前轮外倾角分析
由曲线可以看出：
车轮的外倾角初始值在0.00，但最后前轮外倾角随着振动的停止也停止在了-0.150，这说明前轮外倾角为-0.150。 同样从图中还是可以看出振动的衰减来，说明此悬架拥有较好的减振的功能。
3 结论
从上面的仿真分析的结果可以看出，主销内倾角、前轮外倾角的大小和变化范围是符合相关要求的，并且定位参数和变化关系符合要求。同样，从上面仿真的结果中看出了悬架的减振功能，且衰减效果良好，说明其能给汽车带来良好的乘坐舒适性和行驶平顺性。
【参考文献】
[1]陈家瑞.汽车构造3版.[M].机械工业出版社，2009，2.
[2]王望予.汽车设计4版.[M]机械工业出版社，2004，8.
[3]郑凯.ADAMS 2005机械设计高级应用实例[M].机械工业出版社，2006，2.
[4]余志生.汽车理论2版.[M].机械工业出版社，1990.
[5]刘斌.轻型汽车前悬架设计分析[J].河北工业大学，2006，12.
[6]陈文华.ADAMS2007机构设计与分析范例[M].机械工业出版社，2009.
[责任编辑：薛俊歌]
【摘 要】悬架是现代汽车上的重要总成之一，它把车架与车轴弹性地连接起来。它的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩，缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、减小货物和车辆本身的动载荷，保证乘员的舒适性，以保证汽车的行驶平顺性。
【关键词】麦弗逊式独立悬架；平顺性；动载荷
0 引言
悬架由弹性元件、导向装置、减震器、缓冲块和横向稳定器等组成。汽车悬架往往列为重要部件编入轿车的技术规格表，作为衡量轿车质量的指标之一。完善的汽车悬架系统可以很好的缓解路面给予车辆的冲击，减轻汽车振动给乘客带来头晕，晕车等不良反应，使乘客感受到很好的乘坐舒适性和行驶平顺性。[1]
1 麦弗逊式悬架结构及特性分析
麦弗逊式悬架是当今世界使用最广泛的轿车前悬挂之一。麦弗逊式悬挂由螺旋弹簧、减振器、三角形下摆臂组成，绝大部分车型还会加上横向稳定杆。主要结构简单的来说就是螺旋弹簧套在减震器上组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前、后、左、右偏移的现象，限制弹簧只能作上下方向的振动，并可以用减震器的行程长短及松紧，来设定悬挂的软硬及性能。麦弗逊式悬挂结构简单所以它轻量、响应速度快。在一个下摇臂和支柱的几何结构下能自动调整车轮外倾角，让其能在过弯时自适应路面，让轮胎的接地面积最大化，虽然麦弗逊式悬架并不是技术含量很高的悬架结构，但麦弗逊式悬挂在行车舒适性上的表现还是令人满意。[5]
特性：侧倾中心高度较高；车轮外倾角与主销内倾角变化小；轮距变化很小，故轮胎磨损速度慢；悬架侧倾角刚度较大可不装横向稳定器；横向刚度大；占用空间尺寸小；结构简单、紧凑乘用车上用得较多。
2 基于adams的悬架仿真分析
2.1 主销内倾角仿真分析
如图1所示为麦弗逊前悬架主销内倾角受瞬时向上力的变化。
由曲线可以看出：
1 车轮的主销内倾角初始值为9.9650，从曲线上可以得出，主销内倾角的变化量在9.920到9.970之间，变化量为0.050。这说明主销内倾角在车轮上下跳动时的变化较小，间接表明汽车的行驶性较好。
2 从图上曲线可以看出车轮主销内倾角时随时间成衰减趋势的，这从侧面说明此悬架有良好的减振效果。
2.2 前轮外倾角分析
由曲线可以看出：
车轮的外倾角初始值在0.00，但最后前轮外倾角随着振动的停止也停止在了-0.150，这说明前轮外倾角为-0.150。 同样从图中还是可以看出振动的衰减来，说明此悬架拥有较好的减振的功能。
3 结论
从上面的仿真分析的结果可以看出，主销内倾角、前轮外倾角的大小和变化范围是符合相关要求的，并且定位参数和变化关系符合要求。同样，从上面仿真的结果中看出了悬架的减振功能，且衰减效果良好，说明其能给汽车带来良好的乘坐舒适性和行驶平顺性。
【参考文献】
[1]陈家瑞.汽车构造3版.[M].机械工业出版社，2009，2.
[2]王望予.汽车设计4版.[M]机械工业出版社，2004，8.
[3]郑凯.ADAMS 2005机械设计高级应用实例[M].机械工业出版社，2006，2.
[4]余志生.汽车理论2版.[M].机械工业出版社，1990.
[5]刘斌.轻型汽车前悬架设计分析[J].河北工业大学，2006，12.
[6]陈文华.ADAMS2007机构设计与分析范例[M].机械工业出版社，2009.
[责任编辑：薛俊歌]
