麦弗逊式前悬架的设计改进及分析
电动汽车麦弗逊前悬架设计及参数优化_陆建辉
机 械 工 程 学 报JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING 第48卷第8期2012年4月Vol.48 No.8 Apr. 2012DOI ：10.3901/JME.2012.08.098电动汽车麦弗逊前悬架设计及参数优化*陆建辉1 周孔亢1 郭立娜1 侯永涛2(1. 江苏大学汽车与交通工程学院 镇江 212013；2. 江苏大学机械工程学院 镇江 212013)摘要：根据整车设计参数及悬架设计理论，设计某款电动汽车的麦弗逊前悬架。
基于UG/Motion 利用UG 的开放接口开发相应的软件系统，实现麦弗逊前悬架运动学仿真模型的参数化设计、前轮外倾角与前束角的匹配设计和前悬架系统的运动学仿真分析；通过与ADAMS 的仿真结果相对比，验证系统的正确性；将遗传优化算法与多体运动学分析方法相结合，以前轮定位参数的变化量最小和车轮侧向滑移量最小为优化目标对麦弗逊前悬架的设计参数进行优化，通过对比初始设计与优化设计的仿真结果，验证优化方法的有效性。
优化分析显示，麦弗逊前悬架摆臂前后点坐标的变化，对前轮定位参数及车轮接地点滑移量随车轮跳动量的变化曲线都有影响。
关键词：电动汽车 麦弗逊悬架 运动学分析 遗传优化算法 中图分类号：U463Design and Parametric Optimization of McPherson FrontSuspension of Electric VehicleLU Jianhui 1 ZHOU Kongkang 1 GUO Lina 1 HOU Yongtao 2(1. School of Automotive and Traffic Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 202013;2. School of Mechanical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013)Abstract ：Based on the whole vehicle’s design parameters and suspension design theories, the McPherson front suspension of an electric vehicle is designed. Based on UG/Motion and using the open interface of UG , a software system is developed to realize the parametric design of the McPherson suspension’s kinematics simulation models, matching design of vehicle toe-in and camber and simulation analysis of the simulation models. The software system’s correctness is verified by comparing the simulation results with ADAMS. By means of combining genetic algorithm with kinematics of multi-body system and taking the minimum variation of the front wheel alignment parameters as well as minimum lateral displacement of the tires as the optimal object, the McPherson suspension’s design parameters are optimized. The validity of the optimum method is verified by comparing the simulation results of initial design and optimum design. The optimization results show that the coordinates of the McPherson suspension swing arm’s front and rear points have effects on the changes curve of front wheel alignment parameters as well as lateral displacement of the tires to the run out of automotive wheels.Key words ：Electric vehicle McPherson suspension Kinematics analysis Genetic algorithm optimization0 前言电动汽车作为一种以清洁能源为动力的交通工具，在一定程度上克服了传统内燃机汽车的环境污染和能源短缺问题，受到了国家的重视并被列为汽车工业的发展重点。
关于汽车麦弗逊式悬架结构及装配技术的研究与创新
Qiye Keji Yu Fazhan0引言麦弗逊式独立悬架结构是汽车上应用最广泛的结构，从入门车到中高端各类车型均能见到此结构的身影。
国内外关于麦弗逊式前悬挂结构的研究层出不穷，国外学者S.Dehbari ，J.Marzbanrad 于2020年9月2日发表了关于麦弗逊式前悬架的研究，该文采用一个完整的多体系统，并考虑了两个自由度，使用位移矩阵对麦弗逊式前悬架进行了动力学研究[1]。
2020年6月15日，国内学者王健、薛少科等人也在《汽车实用技术》一刊中发表了他们借助ADAMS 动力学软件对麦弗逊式前悬架侧向力优化的见解[2]。
然而，关于麦弗逊式前悬挂的主要研究均在动力学方面，而制造领域方面关于麦弗逊式独立悬架的研究相对较少。
事实上，小型乘用车的悬架大都采用自下向上的方式，麦弗逊式前悬架存在安装困难、安装精度不足等缺点。
本文在研究麦弗逊式前悬架的动力学之余，提出了一种辅助安装麦弗逊式前悬架的装置，以提高该悬架实际在工程应用中的制造效率和装配质量。
1麦弗逊式独立悬架的结构与原理目前，大多数汽车的悬架结构大致分为5类：1〇麦弗逊结构；2〇双叉臂结构；3〇多连杆结构；4〇扭力梁结构；5〇整体桥结构[3]。
这5种结构各有特点，其中麦弗逊式结构以其成本低、横向空间占用率低、杠杆比高等特性，相比其他结构具有更广泛的应用。
麦弗逊悬架可细分为两种，传统麦弗逊悬架和先进麦弗逊悬架，两者主要是在一体式下摆臂和分体式下摆臂，转向节与减震器下端和下摆臂连接形式，以及有无传动轴的细节上进行区分。
麦弗逊悬架结构主要由减震器和下摆臂两个部分组成，与其他结构不同的是，它的主销与减震器通常不在同一条直线上，以保证减震器的使用寿命。
因此，麦弗逊悬架结构中的主销和减震器存在一定角度。
麦弗逊式独立悬架的原理相对简单，弹簧与减震器一体，弹簧承受汽车行驶时所受到的来自前后左右各个方向的绝大部分力。
弹簧固定在减震器上，只能沿其做上下运动，以此起到缓冲的作用。
麦弗逊前悬架优化设计_黄文涛
No.4 Ａｐｒ．２０１６
机械设计与制造
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铅垂线在垂直于车辆纵向对称平面的平面上的投影锐角叫 主销内倾角， 主销内倾角的作用主要为回正轮胎。在设计中希望 取的较小值， 主销内倾角随车轮跳动变化的曲线， 如图 5 所示。 其 变化范围为 （9.5936～11.9356 ） °， 满足车辆的要求。 主销轴线与通过前轮中心的垂线之间形成一个夹角，即主 销后倾角， 增加汽车直线行驶时的稳定性和在转向后使前轮自动 回正。 主销后倾角随车轮跳动变化曲线， 如图 6 所示。 其变化范围 为 （6.0059～6.8026 ） °， 满足车辆的要求。
Design Specification Investigation Strategy Model DOE Design Type Parameters DOE Screening Linear Full Factorial
1 引言
在汽车底盘中，悬架硬点的选取决定了杆件间运动学关系 的好坏。悬架运动学性能的提高有利于增加车辆的操纵稳定性和 平顺性， 同时也能减少轮胎的磨损速度。车轮跳动与车轮定位的关 考虑车 系是悬架分析研究的主要内容。文献[3]运用 NSGA-Ⅱ算法， 轮前倾角和前束角对麦弗逊悬架进行硬点的多目标优化。文献[4]构 建参数化与仿真优化系统对麦弗逊悬架进行优化设计。文献[5]考 虑到布什达标的不确定性对麦弗逊悬架进行优化设计。 但是这些 方法均需要建立复杂的数学模型， 设计、 计算过程比较复杂。 汽车轻量化是汽车节能减排的的重要措施，也是推动电动 汽车前进的重要手段。 文章以某轻量化电动汽车麦弗逊前悬架作
168
黄文涛等： 麦弗逊前悬架优化设计 3.2 悬架各参数分析
第4期
） 与 的上端通过带轴承的隔振块 （可看作为减振器的上铰接链点 车身相连接， 减振器的下端与转向节相连， 筒式减振器为滑动立 柱； 转向节通过等速万向节与转向系统连接； 摆臂的内端通过铰 链与车身连接， 其外端则通过球绞与下立柱连接。
麦弗逊独立悬架的运动分析和结构设计开题报告
论文开题报告论文题目：麦弗逊独立悬架的运动分析和结构设计一、立论依据1、研究意义最近这几年，中国汽车产销不断上升，自2002 年之后，中国汽车行业开始进入爆发式增长阶段，特别是随着私人消费的兴起，轿车需求量开始迅速攀升，并成为推动中国汽车发展的一股重要力量。
与此同时，中国在全球汽车产业中的地位也逐渐上升。
2007 年，中国汽车需求总量为879 万辆，在全球市场占比从2001 年 4.3%上升到2007 年的12.2%。
2009年首次超越美国成为全球第一大汽车产销国后，2010 年中国再次稳坐全球销量第一的位置。
全年销量超过1800 万辆。
目前中国汽车市场自主品牌发展态势良好。
自主品牌乘用车的销售量也是十分可观的。
之所以自主品牌的销量不断上升，跟中国汽车品牌在乘用车领域技术不断学习进步不无关系。
中国汽车工业这些年逐步建立起有竞争性、不同技术层次的零部件配套体系。
并积极开展节能、环保型的汽车研发，推动技术进步，加快汽车产品的结构升级。
坚持对外开放和自主发展相结合的原则，努力提高自主研发能力，培育自主品牌产品。
为了实现由“汽车大国”向“汽车强国”转变，一方面，国家通过宏观调控、政策扶持等措施，鼓励和支持汽车产业的转型升级；另一方面，企业在国家政策的引导下，在组织结构、产品结构、技术结构、市场结构等方面积极实施转型升级战略，全面、有效提升汽车产业的国际竞争力。
汽车强国就必须要具有完全白主知识产权的汽车。
一辆具有自主知识产权的汽车，并不是那么容易就能制造出来的。
虽然目前中国已经有许多自主品牌的汽车，不但在国内销量不错，而且有个别车型能够出口。
然而，其实很多自主品牌的汽车，内部零部件或多或少也都不是中国自己的技术，没有自主知识产权，虽然从整车角度看，是中国的自主品牌，其实不然。
零部件是组成一辆汽车的基木，而在零部件制造生产上具有自主知识产权，才能使中国的自主品牌汽车真正畅销巾场，经久不衰。
2、悬架概述汽车悬架是汽车一个非常重要的部件。
麦弗逊式前悬架的优化及仿真
创 建 的模 型中（ 图 １， 见 ）包括主销 、 上摆臂 、 下摆臂 、 拉臂 、
转 向拉杆 、 向节 、 转 车轮 以及测试平 台。 并且将前悬架 的主销长 度、 主销 内倾 角 、 主销后倾角 、 摆臂长度、 上 上摆臂在 汽车横 向
图 ２ 悬 架下 摆 臂 有 限 元 模 态 分析 模 型
２ 悬 架运 动特性 分析
前悬架模型仿真分析 的基本方法 。
基于建立 的前悬架 系统分 析模型 ， 利用 Ａ ＡＭＳＣ ｒ Ｄ ／ａ 软件
自带的试验台进行仿真 ， 获得前 悬架平行跳 动过程 中前悬架参
的运动特性进行全面分析。
在汽车曲线行驶时悬架上的车身将发生侧倾引起汽车侧倾转向和变形转向因此悬架系统的运动学和动力学特性分析是研究整车操纵稳定性的基础由于麦弗逊式前悬架是比较复杂的空间机构过去常用简化条件下的图解法和多刚体动力学方法进行分析计算所得的结果误差较大近年来柔性多体动力学的发展及多体动力学分析软件的出现为复杂机械系统动力学分析提供了可靠的手段美国mdi公司开发的adams软件是世界上具有权威性的使用范围最广的机械系统动力学分析软件使用adams软件可以建立包括机电液一体化在内的任意复杂系统的多体动力学数字化虚拟样机模型本文将在应用adams软件基础上建立麦弗逊式独立悬架动力学仿真分析模型并对悬架的运动特性进行全面分析仿真分析模型的建立对模型的建立做如下假设前悬架中所有零部件都认为是刚体减振器简化为线性弹簧和阻尼各运动副内的摩擦力忽略不计轮胎简化为刚性体创建的模型中见图转向拉杆转向节车轮以及测试平台并且将前悬架的主销长度主销内倾角主销后倾角上摆臂长度上摆臂在汽车横向平面的倾角上摆臂水平斜置角下摆臂长度下摆臂在汽车横向平面的倾角和下摆臂轴水平斜置角等参数设置为设计变量通过优化这些设计变量以达到优化前悬架的目的1前悬架模型由于作用于车轮上各方向力和力矩都是经过下摆臂以及弹性元件传递到车架或承载式车身在这些力和力矩的作用下下摆臂将会发生变形引起车轮定位参数和汽车行驶方向的变化因此在模型中下摆臂应作为柔性体处理将柔性体的变形视为模态的线性叠加下摆臂的模态振型可通过有限元分析或试验模态分析得到对于图1中的下摆臂其主要构件包括衬套控制臂下盖板和球节等根据该车摆臂各构件图纸应用unigraphics软件建立其三维实体数模将数模输出到ansys有限元分析软件中进行几何模型的离散化材料特性定义等有限元模型处理和计算分析2为该车悬架下摆臂有限元模态分析模型悬架运动特性分析前悬架模型仿真分析的基本方法基于建立的前悬架系统分析模型利用adamscar软件自带的试验台进行仿真获得前悬架平行跳动过程中前悬架参数包括前轮外倾角前轮前束角主销外倾角轮距侧倾中心高度侧倾转向主销偏置偏置距悬架刚度等性能参数的变化曲线根据前人经验对这些曲线进行分析从整车操纵稳定性方面判定前悬架的优劣本文设定的平行跳动仿真的参数为跳15步上跳极限为40mm下跳极限为40mm如图3所示由于汽车曲线行驶时车身的侧倾使得车身外侧车轮相对地面向正的外倾角方向变化从而降低了承载较高的外侧车轮的
增强型麦弗逊式前独立悬架系统
增强型麦弗逊式前独立悬架系统C5应用特殊技术加强了麦弗逊式前独立悬架系统。
悬架与高强度的副车架连接，具备卓越的舒适性能和操控稳定性。
新C5的前悬架与普通的麦弗逊悬架相比：1) 三角臂采用非调质钢锻造工艺，强度超过了铝合金、铸铁或钢板焊接件。
天籁：铝合金迈腾：铸铁件凯美瑞：冲压钢板焊接2) 三角臂与副车架连接处的橡胶衬套采用液压减振技术，抑制高频和低频振动。
而天籁、迈腾和凯美瑞都采用普通橡胶块，只能吸收高频振动，无法避免低频振动对车身的冲击。
弹簧与托盘一体化设计前副车架：进口双面镀锌高强度钢板液压减振 橡胶套3) 弹簧上托盘与轴承采用整体设计，提高了与弹簧支撑的可靠性。
4) 独立悬挂的横向稳定杆与紧固橡胶块经硫化处理成为整体，在其工作时橡胶块与横向稳定杆是个整体，消除了横向稳定杆与橡胶块的摩擦噪音，提高了舒适性能和操控稳定性。
多连杆后独立悬架系统C5先进的多连杆式后悬架，代表欧系车后悬架的最高水平。
主要包含了以下技术：♦分离式减震器♦适应性可调节前束♦矩形截面贯通式高强度后副车架♦按照人体行走频率设计的弹簧♦多级非线性阻尼减振器♦整体式硫化橡胶横向稳定杆分离式减震器C5的悬架减振器固定在副车架上，避免减振器直接冲击座舱。
其他车型将减振器直接固定在车身上，对车身的冲击很大，引起车身变形从而影响操控稳定性。
适应性可调节前束车辆长期使用后，其车轮的“前束值”会发生变化，而普通车型的后悬架通常是不可调的，这就会造成轮胎滑移和不正常磨损。
C5引入可调前束的后悬架系统，可以减少轮胎磨损，保持正常驾驶性能。
矩形截面贯通式高强度后副车架新C5采用矩形横梁，与同级的中高级车比较起使用的钢板和结构最优，强度最好。
可以良好吸收悬架和减震器的振动，极大地提高乘坐舒适性与操控稳定性。
竞品后副车架结构分离式减震器适应性可调节前束按照人体行走频率设计的弹簧螺旋弹簧的刚度与整车质量的技术匹配，使得车身的振动频率处于 1.05～1.2Hz 范围之内，该频率接近人散步的频率1Hz ，能够使乘客感到非常舒适。
麦弗逊悬架仿真分析
麦弗逊悬架仿真分析一、本文概述随着汽车工业的飞速发展和消费者对车辆性能要求的不断提高，悬架系统作为车辆的重要组成部分，其设计优化和性能分析显得尤为关键。
麦弗逊悬架作为一种常见的独立前悬架类型，以其结构简单、紧凑且性能稳定的特点，被广泛应用于各类乘用车中。
本文旨在通过仿真分析的方法，对麦弗逊悬架的动态特性进行深入探讨，以期为悬架设计优化和车辆性能提升提供理论支持和实践指导。
本文首先将对麦弗逊悬架的基本原理和结构特点进行简要介绍，为后续分析奠定理论基础。
随后，将详细介绍仿真分析的方法论，包括模型的建立、边界条件的设定、仿真工况的选择等，以确保分析结果的准确性和可靠性。
在此基础上，本文将重点分析麦弗逊悬架在不同工况下的动态响应特性，如位移、速度、加速度等关键参数的变化规律，并探讨其对车辆操纵稳定性和乘坐舒适性的影响。
本文将对仿真结果进行总结，并提出针对性的优化建议，以期为麦弗逊悬架的设计改进和车辆性能的提升提供有益的参考。
通过本文的研究，不仅可以加深对麦弗逊悬架动态特性的理解，还可以为车辆悬架系统的优化设计和性能评估提供科学的方法和依据。
本文的研究方法和成果也可为其他类型悬架系统的仿真分析提供参考和借鉴。
二、麦弗逊悬架结构与工作原理麦弗逊悬架（McPherson Strut Suspension）是汽车工业中应用最为广泛的一种独立悬架形式。
其名称来源于其发明者，英国工程师约翰·麦弗逊（John Alexander McPherson）。
麦弗逊悬架以其结构紧凑、成本低廉、性能稳定等优点，在乘用车市场中占据了主导地位。
麦弗逊悬架主要由减震器、螺旋弹簧、下摆臂、转向节、轴承等部件组成。
减震器与螺旋弹簧组合在一起，构成了悬架的支柱，既起到了支撑车身的作用，又能够吸收路面冲击产生的振动。
下摆臂则连接车轮与车身，通过轴承与转向节相连，使得车轮可以相对于车身进行转向运动。
当车辆行驶在不平坦的路面上时，路面的起伏会引起车轮的上下跳动。
麦弗逊悬架毕业设计
毕业设计(论文) 奇瑞轿车前麦弗逊悬架设计系别：机械与电子工程系专业（班级）：机械设计制造及其自动化2班作者（学号）：指导教师：业红玲（讲师）完成日期： 2008年11月11日蚌埠学院教务处制目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (3)课题背景和意义 (3)悬架的发展历史和现状 (4)悬架的发展趋势 (5)课题主要内容和研究目的 (5)2 悬架结构方案分析 (5)悬架总成分析 (5)独立悬架优缺点分析 (6)独立悬架特点与分类 (6)双横臂式悬架构造及其特征分析 (7)单横臂式悬架构造及其特征分析 (7)单斜臂式悬架构造及其特征分析 (8)麦弗逊式悬架构造及其特征分析 (9)3 麦弗逊式独立悬架设计 (10)麦弗逊式独立悬架设计概述 (10)麦弗逊悬架的结构分析 (12)悬架的弹性特性设计 (12)悬架挠度f的设计 (13)c悬架静挠度f的设计 (13)c悬架动挠度f设计 (14)d悬架弹性元件设计 (14)螺旋弹簧分析 (14)螺旋弹簧地质料及许用应力选取 (15)弹簧参数的计算选择 (15)计算空载刚度 (16)计算满载刚度 (16)按照满载运算弹簧钢丝的直径 (16)螺旋弹簧校核 (16)小结 (17)导向机构设计 (18)导向机构地设计要求 (18)导向机构的布置参数 (19)导向机构的受力分析 (22)横臂轴线安放方法地选取 (22)横摆臂参数对车轮定位参数地改变 (23)导向机构建模 (24)减振器的设计 (24)减振器的简单分类 (24)双向筒式液力减振器工作原理 (24)相对阻力系数ψ (25)减振器阻尼系数δ地确定 (25)减振器工作缸直径D 地确定 (26)小结 (27)横向稳定器 (27)悬架结构元件 (28)4 前轮定位参数 (30)主销后倾角 (30)主销内倾角 (31)前轮外倾角 (32)前轮前束 (33)结束语 (35)谢辞 (36)参考文献 (37)摘要悬架为当今汽车组成必不可少得一部分，他完成让车身与轮胎有效的衔接地作用。
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麦弗逊式前悬架的设计改进及分析
艾维全 高世杰 王 承 廖 芳 (上汽集团汽车工程研究院)
=摘要> 麦弗逊式独立悬架是减振器作滑动支柱并与下控制臂组成的悬架形式,与其它悬架系统相比,
结构简单、性能好、布置紧凑,占用空间少。
因此对布置空间要求高的发动机前置前驱动轿车的前悬架几乎全部采用了麦式悬架。
文章针对汽车悬架的设计发展趋势,论述了当前麦弗逊前悬架的主要设计改进,并对改进原理进行了分析。
=主题词> 麦弗逊悬架 汽车 分析
1 前言
麦弗逊式独立悬架是减振器作滑动支柱并与下控制臂组成的悬架形式,其结构简图如图1所示。
与其它悬架系统相比,麦式悬架具有结构简单、性能好、布置紧凑,占用空间少等特点,因此对布置空间要求高的发动机前置前驱动轿车的前悬架几乎全部采用了麦式悬架。
随着汽车用户对汽车操控性能的日益增加,麦式前悬架的设计也在不断改进,其主要变化体现在抗前倾能力提高和下控制臂纵向/0偏移0L
形设计两个方面。
图1 麦弗逊式前悬架简图
收稿日期:2004-06-11
2 提高抗前倾能力的设计
一般独立悬架的设计都要利用其几何布置(杆系的位置关系)来控制车轮定位角、主销倾角、轮距等参数的变化来保证汽车姿态的平稳。
但随着对汽车性能要求的不断提高,现在还需要充分利用悬架的几何布置来控制汽车的动态性能,如侧倾、前倾和后倾等。
汽车在制动时由于惯性力的作用引起前后负荷的移动,前轮负荷增加会使汽车出现前部下沉的前倾现象,即所谓的制动/点头0。
由于发动机前置前驱动的轿车质心靠前,因此制动/点头0现象会较其它发动机布置形式的汽车明显,而这无论是对保持汽车行驶的稳定性、还是操控性来说,都是应该尽量避免的。
因此现在麦弗逊式前悬架在设计时都体现了抗/点头0的几何特征,下面先介绍一下悬架纵倾中心的概念。
如图2所示,减振支柱上部A 点和悬架下控制臂球铰接头B 点是决定麦式悬架主销轴线的两个点,因此它们的位置变化决定了减振支柱和车轮的运动。
支柱上部A 点根据支柱的伸缩运动进行上下移动,可以认为其侧视图上的回转中心(纵倾中心)位于与支柱中心成直角方向的无限远处点C A 上。
悬架控制臂球铰接头B 点的侧视图回转中心
位于下控制臂摇动轴DE 的延长线与通过B 点的宽
设计研究
度方向垂直平面相交的点C B 上。
两条直线AC A 和BC B 的交点C 点就是A 点和B 点在纵向的共同瞬间回转中心,
即悬架的纵倾中心。
图2 麦弗逊式前悬架纵向回转中心示意图
设从前轮接地点到C 点的直线与水平轴线形成的角为H (图2)。
在汽车制动时,分配在前轮上的制动力F Z 绕悬架臂的回转中心C 点在前轮接地点形成一个方向向上、大小为F Z @tan H 的分力,这个力与车身前倾的力相反,是前轮的抗前倾力。
显然,H 角越大,这个抗前倾力越大,即H 角的大小表征着悬架抗汽车前倾能力的强弱。
因此,为加强防前倾效果,在悬架设计时应使H 角尽可能的大,加大H 角可采用两种方法:一是使减振支柱后倾;二是加大下控制臂摇动轴DE 的侧视图倾斜角。
由于减振支柱后倾会增大主销后倾角,而主销后倾角一般都是设定好的,所以现在麦式前悬架下控制臂的两个安装点从以前的垂直方向等高布置变成前低后高,有效地防止制动时发生的/点头0现象。
由于受到副车架安装位置和悬架其它设计因素的影响,H 角能调节的幅度有限,但适当提高后连接点E 点的高度就可以有效地提高汽车的抗前倾能力。
现在一般用抗点头率(抗前倾力和由于惯性力作用使车身前部下沉的力的比值)来表征汽车的抗前倾能力的大小,与安装D 、E 点等高的下控制臂轿车相比,铰接点E 的安装位置提高了约10mm 的轿车抗点头率高了近一倍。
3 纵向/0偏移0L 形下控制臂的设计
现在麦弗逊前悬架的下控制臂设计都由传统的A 形变成了L 形,L 形控制臂的球销和控制臂前部连接衬套的中心在汽车纵向接近于/0偏移0,
即在汽车纵轴线上坐标相同,如图3所示。
从车轮传递到球销的侧向力通过L 形下控制臂前衬套直接传递到副车架(后连接衬套的影响很小),这样只需要通过设定前衬套的刚度来调节汽车的侧
向刚度。
图3 纵向/0偏移0L 形下控制臂1-下控制臂球铰 2-下控制臂前连接衬套3-控制臂后连接衬套
在汽车通过有凹坑的路面引起在车轮接地点
产生纵向力时,此纵向力绕下控制臂球销和前衬套的轴线形成纵向力矩,通过设定L 形下控制臂后衬套的刚度来控制该力矩,缓和路面带来的冲击使车轮产生纵向柔性。
可见L 型下控制臂的设计,使汽车在侧向和纵向的受力分别通过前、后衬套进行控制,使需要的侧向刚度独立于纵向柔性,使侧向力和纵向力同时作用时相互间不发生耦合,避免了悬架臂共振的发生,从而提高了汽车行驶的平顺性。
另外,L 形控制臂的前后连接衬套刚度一般都设定为前硬后软,这有助于在转向时受到侧向力时前轮形成负前束,增加不足转向的趋势,有利于提高汽车行驶的稳定性。
4 总结
通过充分利用悬架的几何布置和柔性的特性,使布置麦弗逊前悬架的汽车的行驶平顺性和操控稳定性有了更好的表现,而充分利用悬架的几何特性,更好地控制汽车的动态特性,进一步优化汽车底盘的性能,也是汽车悬架设计发展的方向。
设计研究
轿车设计质量综合评价方法的研究
石琴陈朝阳李辛(合肥工业大学)
=摘要>综合考虑了影响轿车的设计水平及其市场竞争力的几项指标,建立了轿车整车质量的综合评价指标体系。
提出了在综合考虑专家意见的基础上,合理确定各项评价指标权重的方法。
提出了一种轿车设计质量综合评价指标的计算方法。
该方法也可以用来解决一般的多层次多目标复杂系统的评判与决策问题=主题词>评价轿车设计方法
1引言
轿车的整车设计水平及其市场竞争力主要由其基本性能和外观决定的。
轿车的基本性能主要包括以下几个方面:动力性、燃油经济性、制动性、操纵稳定性和平顺性。
产品的外观是否受消费者喜爱也影响其市场竞争力。
有了上述各项指标值,还不能直接判断出产品的设计水平究竟如何,因为这些指标都只从某一侧面反映了产品的设计水平,而且指标之间又存在一定的内在联系,有些是互相矛盾的,在设计中往往是顾此失彼,如:动力性的提高往往是以降低经济性为代价的等等;在专家和消费者的心中,每项性能指标的重要程度也是不同的。
因此必须在这些指标的基础上得到一个综合评价指标来进行评判。
如何建立一个综合评价指标,能够比较客观地反映汽车的整车设计水平和消费者的认可程度,设计者以此为参考,来确定产品的最终设计方案,使产品的综合质量最优,是我们一直探讨的问题。
这一课题的研究,关键的问题有两点:一是如何建立能够全面反映整车设计水平评价指标体系;二是研究较为客观、公正的计算方法,计算出综合评价指标。
2评价指标体系的建立及指标属性值的标准化
2.1评价指标体系的建立
为了科学、全面地对轿车的整车性能做出评价,综合评价指标体系必须具有以下特性:科学
参考文献
1汽车工程手册#设计篇.汽车工程手册编辑委员会.人民交通出版社,2001年
2Driving Dynamics and Suspensi on of the Ford Focus.S pecial E dition AT M/M TZ.Nov,1999
Abstract
Independent M cpherson ty pe suspension is a suspension form,consisting of vibration reducer as
收稿日期:2004-05-27the sliding support and the low er control arm. Compared w ith other suspensions,it features simple design,good performance,compact layout,littler space occupied.Therefore for front-wheel-drive cars w ith pre-positioned eng ines,w hich has hig h requirement on the layout space,the front suspen-sions all use Mcpherson ty pe suspensions.Aimed at the development trend of the auto suspension de-sign,this paper discusses the prime improvement currently m ade on the M cpherson type front sus-pension and analyzes the principle of the improve-ment.
设计研究。