汽车底盘悬架类型与设计的要点
汽车底盘悬架结构设计要点分析

汽车底盘悬架结构设计要点分析汽车底盘悬架结构设计是汽车工程中的重要环节,直接关系到车辆的操控性、行驶平稳性、安全性等方面。
下面将从几个重要的要点进行分析。
1. 悬架结构的选择:根据车辆的用途和性能要求,可以选择不同的悬架结构,如独立悬架、非独立悬架、多连杆悬架等。
独立悬架可以提高车辆的操控性和行驶平稳性,但成本较高;非独立悬架则适用于对成本要求较低的车型。
2. 悬架弹簧的选择:弹簧是车辆悬架中的重要组成部分,决定了车辆的避震效果和舒适性。
常见的弹簧有螺旋弹簧、气囊弹簧、扭杆弹簧等。
螺旋弹簧广泛应用于各类车辆,气囊弹簧适用于重型商用车,扭杆弹簧适用于高性能车型。
3. 悬架减振器的选择:减振器可以有效地减少车辆在行驶中受到的冲击力和震动,提高行驶的平顺性和稳定性。
常见的减振器有液压减振器、气压减振器、电磁减振器等。
液压减振器被广泛应用于大多数车辆,气压减振器适用于某些高端车款,电磁减振器则适用于部分豪华车型。
4. 悬架材料的选择:悬架结构中的材料选择对于提高车辆的强度、刚度和减轻车身重量等方面非常重要。
常见的材料有钢材、铝合金、碳纤维等。
钢材具有较高的强度和刚度,但相对较重;铝合金具有较低的密度和优良的刚度,但强度相对较低;碳纤维具有很高的强度和刚度,并且重量轻,但成本较高。
5. 悬架调校的要点:悬架结构的设计不仅要考虑到理论计算,还需要进行实际的调校工作。
通过对悬架系统的调校,可以使车辆在行驶过程中更好地适应不同的路况和驾驶风格,提高车辆的操控性和舒适性。
在悬架调校中,关键要点包括减振器的调校、弹簧的选型和预紧力的调整等。
汽车底盘悬架结构设计要点包括悬架结构的选择、弹簧和减振器的选择、材料的选择以及悬架调校等。
在设计过程中,需要兼顾车辆性能、成本和工艺等因素,以达到良好的操控性、行驶平稳性和安全性。
汽车底盘悬架结构设计要点分析

汽车底盘悬架结构设计要点分析随着汽车工业的不断发展,汽车底盘悬架结构设计已成为汽车工程领域中的重要一环。
底盘悬架是汽车的重要组成部分,它直接影响着汽车的操控性、舒适性和安全性。
底盘悬架结构设计的质量和性能对汽车整体品质起着至关重要的作用。
本文将从悬架结构设计的要点入手,分析汽车底盘悬架结构设计的关键因素,为汽车工程师和爱车用户提供一些有益的参考。
一、悬架类型选择在汽车底盘悬架结构设计中,最基本的要点之一就是选择合适的悬架类型。
目前,常见的悬架类型包括独立悬挂、麦花臣悬挂、扭力梁悬挂和梯形双叉臂悬挂等。
在选择悬架类型时,需要考虑到汽车的使用环境、操控性能、舒适性和成本等多个方面因素。
独立悬挂具有悬挂系统独立、行驶稳定性好的优点,但造价相对较高;麦花臣悬挂适合用于负荷较大的商用汽车,扭力梁悬挂则适合于经济型车型,梯形双叉臂悬挂则能提供较好的悬挂几何特性。
在底盘悬架结构设计时,需要根据具体车型与使用环境,选择合适的悬架类型。
二、悬挂系统刚度设计悬挂系统刚度设计是底盘悬架结构设计中极为重要的一个要点。
悬挂系统的刚度将影响着汽车的操控性和舒适性。
在悬架系统设计中,需要合理设计悬挂弹簧和减震器的刚度,以及悬挂件的刚度匹配。
通常情况下,过硬的悬挂系统会使汽车在颠簸路面上操控性能更好,但舒适性较差;而过软的悬挂系统则会带来舒适性的提高,但操控性能可能会受损。
悬挂系统刚度的设计需要寻求一个平衡点,以兼顾操控性和舒适性。
三、悬架几何特性设计悬架几何特性设计包括悬挂系统的几何布置、悬架几何参数的选择和悬挂几何特性的优化等方面。
悬架系统的几何特性将对汽车的悬挂性能、操控性能和舒适性产生重要影响。
在底盘悬架结构设计中,需要特别注意悬挂几何特性的调整和优化。
合理选择悬挂几何参数,调整悬挂系统的上下位点高度,控制悬挂系统的摆动角和外倾角等,以提高汽车的转向操控性和行驶稳定性。
还需要注意悬架几何特性的变化对车辆悬挂性能和操控性能造成的影响。
汽车底盘悬架结构设计要点分析

汽车底盘悬架结构设计要点分析【摘要】汽车底盘悬架结构设计是车辆工程中非常重要的一个方面。
本文首先介绍了悬架结构的作用,包括提供悬挂和减震功能,保障车辆稳定性和舒适性。
然后对悬架结构进行了分类,包括独立悬挂和非独立悬挂等。
接着讨论了悬架结构设计的优化方案,指出通过减轻重量和提高刚度可以改善悬架性能。
材料选择也是关键的一环,合适的材料可以提高悬架的强度和耐久性。
最后分析了影响悬架结构的因素,包括行驶路况、车辆载重等。
综合以上内容,总结了汽车底盘悬架结构设计的要点,强调了设计的重要性和必要性。
通过合理的设计和优化,可以提升车辆性能和驾驶体验。
【关键词】汽车底盘,悬架结构,设计要点,分析,作用,分类,优化方案,材料选择,影响因素,总结1. 引言1.1 汽车底盘悬架结构设计要点分析汽车底盘悬架结构设计是汽车制造过程中非常重要的一环,它直接影响着汽车的操控性、舒适性和安全性。
设计良好的悬架结构可以有效减少车身的颠簸以及提升车辆的稳定性,让驾驶者在驾驶过程中更加舒适和安全。
悬架结构的作用是支撑汽车的车身,同时将车轮连接到车身上,使得车轮可以相对独立地运动。
根据不同的需求和使用环境,悬架结构可以分为独立悬架、半独立悬架和非独立悬架等多种分类。
不同类型的悬架结构在不同的路况和驾驶条件下会有不同的表现,因此在设计过程中需要根据实际情况选择合适的悬架结构。
优化悬架结构设计方案包括减轻悬架重量、提高刚度和强度、降低噪音和震动等方面。
选择合适的材料也是悬架结构设计的重要一环,常用的材料有钢铝合金、碳纤维等,不同的材料具有不同的优缺点,需要根据具体情况进行选择。
悬架结构的影响因素包括车辆的使用环境、车辆的负荷、悬架结构的几何形状等。
设计人员需要综合考虑这些因素,才能设计出性能更优秀的悬架结构。
在对汽车底盘悬架结构设计要点进行分析后,我们可以得出结论,对于汽车底盘悬架结构的设计要点有着重要的影响。
设计人员需要综合考虑悬架结构的功能、分类、优化方案、材料选择以及影响因素,才能设计出性能更卓越的底盘悬架结构。
汽车底盘悬架结构设计要点研究分析

汽车底盘悬架结构设计要点研究分析摘要:汽车底盘悬架结构是汽车运行稳定安全的必要保障,从结构优化的角度进行分析如何采用更加稳固的结构形式,以及合适的材料是决定汽车底盘悬架结构使用效果的关键因素,随着配套材料,生产工艺,汽车加工,技术设计,技术的提升,汽车的行驶安全性和操作稳定性得到了稳固的提升,我国目前已经成为全世界汽车保有量最多的国家之一,汽车对于普通家庭来说,已经成为了日常交通选择的主要形式,这使得汽车的使用频次和总体数量都达到了惊人的水平,能够在如此体量下进行一次技术创新提升1%的安全系数能够产生的经济效益以和社会效益都是非常可观的。
因此对于有关汽车驾驶安全的底盘悬架结构,更是成为了相关从业人员和研究人员一直关注的重点。
关键词:汽车技术;汽车底盘;悬架结构;设计要点引言汽车底盘有转向系统,行驶系统,传动系统,制动系统几部分共同组成。
传动系统主要由驱动轮传递相应动能,使汽车能够运行,行驶系统要承受车轮在行驶过程中受到各方应力的影响,还需具备导向性,通过车架对相关零件进行安装,提升汽车整体设计协调的合理性,悬架能够对车架和车轮之间的力矩和应力进行传输降低,汽车在行驶过程中所受到的冲击力,让汽车在行驶过程中能够表现的更加稳定。
1.汽车底盘悬架结构设计特点1.1纵臂扭转梁:纵臂式独立悬架是指汽车的车轮在车体纵向平面内摆动的悬架结构。
从结构形式又可以分为单纵臂式和双纵臂式两种类型。
前者的悬架结构,当车轮出现上下跳动时,会使后倾角产生一个比较大的变化,所以不会将单纵臂式用于转向轮上。
后者的两个摆臂一般是等长的可以形成平行四杆结构。
这样的结构形式,当车轮处于上下跳动时,能够持续保证后倾角不变,所以是用于转向轴上的。
1.2多连杆悬架:多连杆悬挂。
模式是通过将各类连杆进行联系,一般有3连杆4连杆甚至是5连杆。
实现双叉臂悬挂的所有性能。
在双叉臂的基础上,通过连杆连接的约束,让轮胎在上下运动时也能够受到一定的限制,这样做直观的表现在于轮胎的弯道适应性更好,汽车在转弯过程中整体稳定性能够得到提升,如果用在前驱车的前悬挂上,可以降低转向不足的情况,给操控者带来更加精准的转向,如果是用于后悬挂位置,能够在转向倾斜作用下,对后轮的前束角进行改变影响,让后轮也能够实现与前轮一致的转向动作,达到更加均衡舒适的操控体验,并且也能够有效提升在转弯过程中的操控性。
悬架设计 (3)

悬架设计1. 引言悬架系统是汽车工程中非常重要的一个组成部分,它负责连接车辆的车身和车轮,提供悬挂和减震功能,以确保车辆在不平坦的道路上具有良好的稳定性和舒适性。
本文将介绍悬架系统的设计原理、类型以及设计考虑因素。
2. 悬架系统的设计原理悬架系统的设计原理涉及到力学和动力学的基本原理,以及减震器的工作原理。
在悬架系统中,最重要的任务是通过悬架装置将车轮的垂直运动转化为车身的纵向和横向运动,同时提供足够的负载支撑和减震功能。
3. 悬架系统的类型在汽车工程中,主要有几种常见的悬架系统类型,包括独立悬架、非独立悬架和气动悬架。
下面将对这些不同类型的悬架系统进行简要介绍。
3.1 独立悬架独立悬架是最常见的一种悬架系统类型,它将每个车轮都连接到车身的独立悬架装置上。
这种设计可以使每个车轮独立运动,提高车辆的稳定性和操控性能。
独立悬架又可细分为麦弗逊悬架、多连杆悬架和双叉臂悬架等,每种悬架系统在结构和工作原理上都有所不同。
3.2 非独立悬架非独立悬架将两个前轮或后轮连接在一起,通过一个共享的悬架装置来实现。
这种设计相对于独立悬架来说比较简单和经济,但在提供悬挂和减震功能方面效果较差。
3.3 气动悬架气动悬架使用气压调节器来控制车身与地面之间的间隙。
通过增加或减少气压,可以实现对车身高度的调节,从而改变车辆的悬挂刚度和行驶舒适性。
气动悬架通常用于高端豪华车辆,以提供更好的悬挂性能和乘坐舒适度。
4. 悬架系统设计的考虑因素在设计悬架系统时,需要考虑以下几个主要因素。
4.1 载荷悬架系统设计必须考虑车辆的预计最大载荷,以确保悬架系统能够承受和支撑所需的重量。
这涉及到选用合适的弹簧和减震器,以及调节悬架刚度和行程长度。
4.2 地面条件不同的地面条件对悬架系统的设计有不同的要求。
在较为平坦的道路上,悬架系统可以设计得较为柔软,以提供更好的乘坐舒适性。
而在崎岖不平的道路上,需要更坚固的悬架系统来保证车辆的稳定性和可靠性。
汽车底盘悬架结构设计要点分析

汽车底盘悬架结构设计要点分析随着汽车工业的飞速发展,汽车底盘悬架结构的设计也成为汽车工程师们关注的重点之一。
底盘悬架是汽车重要的组成部分之一,直接关系到车辆的操控性、舒适性和安全性。
本文将对汽车底盘悬架结构设计的要点进行详细分析。
1. 悬架结构的类型要点分析的第一步就是悬架结构的类型。
常见的悬架结构包括双叉臂式、麦弗逊式、复合式、多连杆式等。
每种类型的悬架结构都有各自的优缺点,需要根据车型和用途来选择合适的悬架结构。
双叉臂式悬架适合高性能及大功率车型,麦弗逊式悬架适合一般家用车,复合式悬架适合跨界车型,多连杆式悬架适合豪华车型。
在选择悬架结构类型时,需要考虑到车辆的整体性能需求、成本、制造难易度以及可维修性等因素。
2. 悬架构件的材料悬架构件的材料是影响悬架结构性能的重要因素。
常见的材料有钢材、铝合金、碳纤维等。
钢材强度高、价格低,是汽车悬架结构最常用的材料。
但随着汽车轻量化、节能化及安全性要求的提高,铝合金和碳纤维等新材料被越来越多的应用在悬架结构中。
这些新材料在提高整车轻量化的同时还能提高车辆的操控性能和减少燃油消耗。
在选择悬架材料时,需考虑到材料的强度、刚度、耐久性以及成本等因素。
3. 悬架减震器的选型悬架减震器是影响汽车乘坐舒适性和操控性的关键部件,其选型直接影响到车辆的驾驶品质。
常见的悬架减震器包括气压式、液压式、电子控制式等。
不同类型的减震器具有不同的减震特性,如气压式减震器可以根据路况和行驶速度自动调整减震力,提高车辆的操控性和稳定性;电子控制式减震器可以根据驾驶者的驾驶习惯和路况实时调整减震力,提高车辆的操控性和舒适性。
在选型时需要考虑到车辆的用途和价格。
4. 悬架系统的调校悬架系统的调校是悬架设计的重要环节之一。
悬架系统的调校包括悬架几何参数的设计和悬架部件的强度设计。
悬架几何参数的设计直接关系到车辆的操控性和舒适性,如悬架几何参数的合理设计可以改善车辆的操控性和降低车辆的侧倾,提高车辆的行驶稳定性。
汽车底盘悬架结构设计要点分析

汽车底盘悬架结构设计要点分析随着现代汽车行业的发展,汽车底盘悬架结构设计成为了汽车制造中的核心技术之一。
底盘悬架结构设计直接影响到汽车的操控性能、行驶平稳性以及乘坐舒适度。
汽车制造商在设计底盘悬架结构时需要注重许多关键要点,保证汽车底盘悬架结构设计的合理性和优越性。
本文将对汽车底盘悬架结构设计的要点进行深入分析。
一、悬架结构类型选择悬架结构是汽车底盘的重要组成部分,它直接与车轮连接,支撑汽车的整个车身。
悬架结构的类型选择会直接影响到汽车的操控性能和行驶稳定性。
目前,常见的悬架结构类型包括麦弗逊式悬架、双叉臂悬架、多连杆悬架等。
不同的悬架结构类型有不同的适用场景和特点,因此在设计时需要根据汽车的使用环境和要求来选择合适的悬架结构类型。
麦弗逊式悬架结构简单轻巧,安装面积小,成本较低,因此在小型车和中型车上广泛应用。
相比之下,双叉臂悬架和多连杆悬架结构能够提供更好的操控性能和行驶稳定性,因此在高端车型和运动车型上应用较多。
在选择悬架结构类型时,需要综合考虑汽车的定位、预期性能和成本因素,以确保选择的悬架结构类型能够满足汽车的使用需求。
二、减震器选型与调校减震器是悬架结构中的重要部件,它直接影响到汽车的行驶平稳性和乘坐舒适度。
在汽车底盘悬架结构设计中,减震器的选型和调校是至关重要的一环。
减震器的选型需要根据汽车的使用环境和要求来进行,例如在高速公路上需要更注重行驶平稳性和舒适度,而在赛道上则需要更注重操控性能和减震效果。
因此在设计时需要选择合适的减震器型号和参数,以保证汽车底盘悬架结构的性能。
减震器的调校也十分重要。
通过调整减震器的阻尼力和弹簧刚度等参数,可以使得汽车在不同的路况下都能够具备良好的行驶稳定性和乘坐舒适度。
在设计时需要充分考虑到不同路况下的减震器参数调校,以保证汽车悬架结构在各种路况下都能够表现出最佳性能。
三、悬架结构刚度与轻量化设计悬架结构的刚度是影响汽车操控性能和行驶稳定性的关键因素之一。
浅谈汽车底盘悬架结构设计要点

浅谈汽车底盘悬架结构设计要点近年来,随着社会的发展,人们的生活水平逐渐的提高,汽车的发展也越来越广泛。
人们对于汽车的需求量也在不断增长,这在加剧汽车行业市场竞争的同时,也对汽车产品的更新产生了一定的推动作用,而底盘作为汽车的重要组成部分,其技术水平会直接影响到汽车的性能。
标签:汽车底盘;悬架结构;设计要点引言汽车底盘作为汽车最具有科技含量的一部分结构,其主要功能在于支撑和安装各种各样的零部件,在接受发动机设备引擎动力的基础上,从而实现发动并行驶的最终目的。
因此,由于汽车底盘的基础作用,做好汽车底盘维修保养工作可以保证汽车安全和汽车的稳定行驶,实现现代汽车工业良好有序发展。
1整车工作原理汽车在平行于地面的平面上行驶,并且轮胎靠着地面放置以确保操作期间的稳定性。
转向力矩电机固定于车架法兰盘上,可以带动上转向臂及其他部件绕电机主轴旋转,理论转角为360°.上转向臂与转向力矩电机采用键连接,通过加紧装置固定,可绕转向电机主轴旋转。
减震器上部与上转向臂的下部、减震器下部与下转向臂上部采用固定连接,随着上转向臂一起转动,可以减小车体的震动。
下转向臂的另一端固定地连接到支撑轴并随减震器一起旋转。
撑轴一端固定在下转向臂,一端安装有轴承,安装有轴承的一端与轮毂连接在一起,使得轮胎随着支撑轴一起旋转,从而实现汽车的转向驱动电机安装在轮毂内,以驱动轮毂绕支撑轴旋转,从而驱动车辆。
2汽车底盘悬架结构设计要点及优化2.1连续控制底盘系统该系统对于马力以及制动力的输出主要是借助车轮速度、方向盘角度以及横向、纵向、倾斜感应器来实现的,通过这些数据,系统可以对悬挂以及动力分布进行适当的调整。
在底盘分布的传感器,能够对车身进行测量,明确车身相对于道路的垂直、横向纵向加速度,之后借助稳定控制系统和防抱死制动器,对方向盘速度边转角、车轮垂直运动、车轮旋转、发动机扭矩等相关数据进行测量。
在整个过程当中,主要是通过传感器对上述数据进行收集并上传,之后再由微处理器,将数据反馈到减震器,每秒会刷新数据约500次左右。
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汽车底盘悬架类型与设计的要点摘要:近年来,我国汽车的普及率逐步提高,而且汽车的销量节节攀升,带动我国汽车相关行业发展,同时也促进我国汽车设计显著提升。
汽车作为日常生活中使用的最频繁的代步工具,现在人民们对汽车的舒适性与稳定性提出更高的要求。
通过优化汽车底盘悬架结构设计,能对汽车行驶的舒适性与安全性有很大提高,能让汽车行业发展更好的满足人民对汽车使用的需求。
基于此,本文主要对汽车底盘悬架结构设计要点进行简要介绍,希望对汽车从业人员或者对此方面感兴趣的人员有参考价值。
关键词:汽车底盘;悬架结构;麦弗逊汽车底盘悬架的工作就是让车辆的轮胎与路面的摩擦力最大限度的增加,这样能够提供良好的车辆操纵性与稳定性。
我们平常开车行驶与路面时,路面不是百分百平整的,经常会是去凹凸不平,这种路面作用在车轮上,从而发生车轮的颠簸。
如果此时车轮直接与车身连接一起,车轮的颠簸直接就会传递到车身,造成很糟糕的驾乘体验。
那么我们可以设计一个车轮与车架的中间结构,就是悬架结构,能够起到了吸收竖直方向的车轮加速动能作用。
车轮的垂直加速力先通过悬架结构一部分的吸收与释放,最后一小部分才传到在传到车架上,这样避免车轮在颠簸的路面上出现车轮离开地面的状态。
通常我们常见的悬架系统主要包含减振器、稳定杆、弹簧、导向连接件等零件组成。
一个良好的悬架设计能够很好匹配路面的隔离性能、轮胎的抓地性能、转弯的性能。
一、汽车底盘悬架结构类型我们按照悬架的刚度与阻尼会随着不同的路面情况而改变,悬架系统可以分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架三大类。
主动悬架涉及众多的电子感应装置,能够主动地根据路面信息情况自发地调节悬架的刚度与阻尼。
如果悬架系统按照导向机构来分类,可以分成独立悬架系统和非独立悬架系统两大类。
本文主要介绍的是传统车大多数车型采用的被动悬架中的独立悬架和非独立悬架设计。
(一)非独立悬架系统如图1所示,非独立悬架系统简单的理解就是前轮或者后轮的左右两个轮子会相互作用,左边的轮子会受到右边的轮子的影响。
一般非独立悬架搭配着钢板弹簧一起设计,钢板弹簧本身作为弹性件而且还具有导向的作用,结构比较简单,成本也较低。
非独立悬架搭配钢板弹簧结构一般用于载质量比较高的小卡、中卡、重卡的前后悬,有时也应用小型货车与轿车的后悬。
但是车桥配搭着钢板弹簧这种设计会导致车辆的非簧下质量大,车辆在高速驾驶时,悬架受到的载荷冲击也比较大,而且加速与减速比较笨重,所以主流汽车并没有大量应用此悬架。
图1 非独立悬架(二)独立悬架系统如图2所示,独立悬架系统就是前轮或者后轮的左右两个轮子与车架各自连接独立连接,左右轮子独立行驶,互相不干扰,大大地提升了车辆的行驶稳定性与舒适性。
独立悬架系统中,车桥是断开式的,可以将发动机放低安装,或者在新能源汽车中布置电机与电池,这样大大地降低了汽车本身的质心,结构更加紧凑。
而且独立悬架的簧下质量小,车辆的加速与制动性能更加好,车辆附着性更高,车辆乘坐舒适性更佳。
与非独立悬架相比,独立悬架它也存在结构较为复杂,造价更高,维修更困难等问题。
图2 独立悬架目前主流的乘用车的前悬与后悬,中小型货车的前悬一般都采用独立悬架。
独立悬架系统也细分为烛式悬架系统、横臂式悬架系统、纵臂式悬架系统、拖曳式悬架系统、麦弗逊式悬架系统好、多连杆悬架系统等。
全世界应用最为广泛的悬架设计的方案是前悬麦弗逊式悬架系统,后悬多连杆悬架系统。
麦弗逊悬架如图3所示,减振器上端连接到车身,减振器下端连接转向节,转向节一般用A字型摆臂托起。
减振器上加装带有侧向力的弹簧,这样就形成了一个可以上下运动的装置,除了可以起到减振的作用之外,弹簧还可以起到了支撑车身的作用。
在转向节上再连接转向拉杆,完成转向的功能。
摆臂前点通过球销与转向节连接,摆臂前点与后点分别连接在副车架上。
摆臂这样可以承受一部分的横向支撑力,也可以承受悬挂前后方向的应力。
因此,可以看出麦弗逊悬架通过紧凑的连接结构成为一种重量很轻的悬架系统。
麦弗逊式悬架得益于下摆臂与减振器结构配合,他的车轮外倾角能够自主调整,能让轮胎与路面接触接触面积最大化,响应速度快。
与双横臂式悬架系统比较,麦弗逊悬架的优点在于结构配合紧凑,车轮在跳动过程中的前轮定位参数变化较小,具备有良好的操作稳定性与行驶舒适性。
而且不配备有上横臂,使得给前车舱的空间大,能较好地布置发动机与其他系统。
与烛式悬架相比,它的减振器上收到的侧向力大大减低,因为偏心型侧向力弹簧给它分担了很大一部分。
因为麦弗逊式悬挂具有很强的路面适应能力,而且是一套经久耐用的悬架系统。
由于零部件也较少,成本也比较低,大部分用于前轮驱动的车辆上,也有部分车型前后悬架都是麦弗逊式结构,这也是全世界最为广泛的悬架系统之一。
如今,国内外车企所生产的车型中麦弗逊式悬架十分低常见,如保时捷、沃尔沃、大众、长安、比亚迪等都热衷于开发麦弗逊前悬架车型。
图3 麦弗逊式悬架多连杆悬架系统如图4所示,它是用三到五根杆子互相配合来控制车轮的位置变化。
多连杆式悬挂系统可用于前悬,也可用于后悬。
前悬一般设计为三根或者四根杆,后悬一般设计为四根或者五根杆,但一般不具备有转向功能,其中,五根杆的后多连杆式独立悬架最为常见。
多连杆式的悬架系统可以使车轮沿着车子的纵轴线在一定的范围内摆动,这是横臂式悬架与纵臂式悬架折中方案,适当地选择摆臂轴线与汽车纵轴线所成的夹角,可以不同程度地获得横臂式悬架与纵臂式悬架的优点,可以很好的达到不同的使用性能需求。
多连杆悬架系统的优点在于,在车轮上跳或者下跳时,车轮的轮距与前束角的变化小,无论汽车处于行驶或者刹车时,因为车轮的束角变化小,车辆都能平稳地行驶。
多连杆悬架系统的缺点在于杆件比较多,连接杆件的橡胶衬套老化后性能衰退,而且在高速行驶时会有摆轴现象。
图4 多连杆悬架二、汽车底盘悬架结构设计要点(一)底盘悬架布置比如说开发某一车型时,前期会对汽车整体结构做一个评估与选型,初步确定要开发车型的类型、长宽高尺寸、前后轴荷分配等。
而后根据汽车实际情况与要求等,对悬架系统进行相关参数的设定。
当对汽车有一个大概方案设定后,会对汽车形态,底盘悬架结构进行细化设计,保证底盘悬架和汽车完美切合,以此提升汽车运行乘坐舒适性与行驶稳定性。
其次,在相关设计确定后,要反复验证与校核,相关技术人员还要对相关数据进行数模的搭建与运动仿真间隙的测量。
而后,对一些细节问题进行确定,过于间隙过小的问题进行评估,避免出现样车生产后零部件之间产生干涉的现象。
因为在设计全部完成后,很多东西想要在更改就会变得困难,整个悬架系统配合性十分地紧凑,牵一发而动全身,到后期再进行更改成本非常地大而且开发周期会被拉长。
技术人员对其汽车底盘悬架结构进行设计时,还应该确保汽车轮跳值达到设计要求,最好将5厘米作为一个汽车上下跳动一个点,对车轮轮跳值进行设计验证。
在最后的调整阶段,后轴荷载可能会出现较为明显变化,这时技术人员在对后悬架取值进行确定时,要准确测量与设计值对比,锁定方案。
(二)悬架设计汽车悬架系统分为两个,一个是前悬架系统,另一个是后悬架系统。
在设计过程中,工作人员要明确汽车前悬架和后悬架之间的不同,而后根据实际情况进行设计。
首先要对前后悬架的主要参数进行一个初步确定,要分别确定前后悬架的偏频,而与偏频相关的参数就是静挠度,进而确定悬架的弹簧刚度等特性。
相对于乘用车与商用车,乘用车的平顺性要求要比商用车的要高。
根据经验,前悬架的偏频值要比后悬架的偏频值要大,这对于车辆通过道路障碍时,车身的纵向角会变化小一些。
一般小排量1.6L以下的乘用车,前悬架满载偏频值设置在(1.0-1.5)Hz,后悬架的满载偏频值设置在(1.2-1.6)Hz;排量1.6L以上的乘用车,前悬架满载偏频值设置在(0.8-1.2)Hz,后悬架的满载偏频值设置在(1.0-1.3)Hz。
前后悬架的静挠度设计应当尽量接近一些,并且设计后悬架的静挠度略小于前悬架的静挠度。
对于普通乘用车来说,后悬架的静挠度是前悬架的(0.8-0.9)倍。
确定了前后悬架的主要参数,就可以对弹簧刚度、减振器阻尼值、防侧倾杆、摆臂等零件进行一系列数值进行初版设定。
进行对悬架的弹簧的设计时,要对弹簧刚度、弹簧线径、中径等参数计算。
一般弹簧设计要避免失稳,弹簧的高径比<3。
弹簧的剪切应力要小于材料的屈服值。
在上极限时,弹簧工作圈间隙要求值>3mm。
麦弗逊前悬的弹簧还要设计合理的弹簧偏距,用于承受部分侧向力,避免减振器油封的使用工况过于恶劣;对减振器进行设计时,首先需要求对此悬架系统的舒适性最佳阻尼比与安全性最佳阻尼比,再基于这两个阻尼比,根据上车体加速度与轮下载荷建立目标函数,增加限制悬架动挠度的限制,进而求出综合的最佳阻尼比。
根据经验,非主动悬架的最佳阻尼比在[0.175,0.416]之间取值最好。
确定了最佳阻尼比之后,对悬架减振器进行初步阻尼设定,对阀片结构类型以及减振器内筒、外筒、活塞杆等结构大小和材料进行选型;在对防侧倾杆进行设计时,根据总布置给的有限空间,设计出防侧倾杆的最佳刚度来匹配悬架系统。
根据经验,在乘用车的侧倾惯性力是车辆重量的0.4倍时,保证车辆的侧倾角度在2.5°-4.0°之间。
在防侧倾杆设计时,要注意考虑防侧倾杆上橡胶衬套变形对侧倾刚度的影响,防侧倾杆上的橡胶衬套的硬度,对整个悬挂的防倾作用起到了很大的影响。
计算所需的防侧倾杆的刚度不但要结合自身的结构还要考虑悬架弹簧的配合,是一套复杂的计算模型;在进行摆臂设计时,要注意校核摆臂的轴向刚度与纵向刚度是否满足整车要求。
此外,应避免摆臂的衬套开口方向与运动方向在同一轴线上,由此来保证摆臂衬套的耐久可靠性。
在所有的悬架系统的零件结构设计完成后,应对整个前后悬架系统进行一次系统的有限元分析。
当零件分析结果超出材料应力或应变屈服值时,通过优化结构或者更换材料等方式进行方案修改,直至方案结构通过;当分析结果有余量时,应通过拓扑优化进行轻量化设计。
结束语:随着新能汽车赛道的开启,我国汽车行业进入了弯道超车的道路。
虽然新能源汽车里面的电池、电机、电控被称为三大件,但是一套可以给车辆提供乘坐舒适性与行驶稳定性的底盘悬挂系统也是必不可少的。
为了更好的促进汽车行业的发展,相关技术人员要认真对待汽车底盘悬架系统设计与研究,不断创新设计方式,积极主动的为汽车行业发展做出贡献。
同时,在技术人员对汽车底盘悬架结构进行布置时,还要注重各项技术要求的遵守,要保证汽车使用安全性与舒适性,不断提升我国汽车底盘设计水平。
参考文献:[1] 赵文超. 汽车底盘悬架结构设计要点分析[J]. 百科论坛电子杂志,2021(21):1145.[2] 贾建喜, 雷震韬. 汽车底盘悬架关键部件轻量化设计分析[J]. 汽车测试报告, 2022(10):3.[3] 周长城, 孟婕. 车辆悬架最佳阻尼匹配减振器设计[J]. 交通运输工程学报, 2008,33(3).作者简介陈亮宇:(1993-),男,汉族,广西钦州人,学士,研究汽车底盘悬架系统方向。