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特性:侧倾中心高度较低;车轮外倾角与主销内倾角变化大;轮距变化不大;悬架侧倾角刚度较小需要横向稳定器;横向刚度小;几乎不占用高度空间;结构简单、成本低。
2.3.4 单斜臂式悬架结构及特性分析
单斜臂式悬架又称斜置单臂式独立悬架, 是介于单横臂式悬架和单纵臂式悬架之间的一种悬架结构形式, 单斜臂式悬架中车轮与制动器总成和斜臂固连在一起, 因此适用于非转向轮桥或后轮驱动汽车的后桥上。单斜臂悬架的斜臂围绕一根与汽车纵轴成一定夹角的空间轴线摆动, 通过适当地布置斜臂旋转轴线的空间位置, 可以对车轮上下弹跳时轮距、车轮外倾角、车轮前束角这些参数的变化规律进行调节以获取满意的车辆操控性能。在20 世纪80 年代一些欧洲汽车制造商就已经将这种悬架形式用在后轮驱动轿车后桥上, 并广泛出现在运动型轿车的设计中。此种悬架是一种经典的轿车后悬架结构形式。由于单斜臂式悬架结构简单紧凑, 并且弹簧和减振器布置空间上的自由度较大, 使用在轮毂电机驱动的微型电动车上可以避免弹性元件与体积较大的轮边电机或减速器发生干涉所带来的布置上的难题。
图3.4单斜臂式悬架结构图
特性:侧倾中心高度在单横臂式和单纵臂式之间;车轮外倾角与主销内倾角变化大;轮距变化不大;悬架侧倾角刚度在单横臂式和单纵臂式之间;横向刚度较小;几乎不占用高度空间;结构简单、成本低。
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2.3.5 麦弗逊式悬架结构及特性分析
麦弗逊式悬架是当今世界用的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。并且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,不过由于其构造为直筒式,对左右方向的冲击缺乏阻挡力,抗刹车点头作用较差,悬挂刚度较弱,稳定性差,转弯侧倾明显。由于其占用空间小适合小型车以及大部分中型车使用国内常见的广州本田飞度、东风标致307、一汽丰田卡罗拉、上海通用君越、一汽大众迈腾等前悬挂均采用了麦弗逊式独立悬挂。
图3.5麦弗逊式悬架结构图
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
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空间尺寸小;结构简单、紧凑乘用车上用得较多。 2.1.6 扭转梁式悬架结构及特性分析
该悬架主要作为汽车后悬架使用。 目前不少普通小型轿车就采用前麦弗逊式独立悬架,后扭转梁式悬架的布置方式。但相对多连杆式后悬架,在操控性和舒适性方面要略逊一筹。可以把它看作是非独立悬架,只不过这里的车轴不是刚性的;也可以把它看作独立悬架,因为这个非刚性车轴实际上可以看作是一种特殊的防倾杆。它的“车轴”的安装位置可以有各种变化,其具体形式也有很多变体。
图3.6扭转梁式悬架结构图
特性:侧倾中心高度较低;左右车轮同时跳动时不变;轮距不变,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,用于发动机前置前轮驱动乘用车的后悬架。
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3 麦弗逊式独立悬架设计
3.1 麦弗逊式独立悬架设计概述
首先,要想设计麦弗逊悬架,我们必须先明确麦弗逊悬架的所有结构特点,
例如侧倾中心高度较高;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;结构简单等,让我们的悬架设计的有针对性。其次,我们就要弄清楚一些必要的设计参数和它们的相互关系。然后才能一步步的计算下去。
为了满足汽车具有良好的行驶平顺性,要求由簧上质量与弹性元件组成的振动系统的固有频率应在合适的频段,并尽可能低。前、后悬架固有频率的匹配应合理,对乘用车,要求前悬架固有频率略低于后悬架的固有频率,还要尽量避免悬架撞击车架(或车身)。在簧上质量变化的情况下,车身高度变化要小,因此,应采用非线性弹性特性悬架。
要正确地选择悬架方案和参数,在车轮上、下跳动时,使主销定位角变化不大、车轮运动与导向机构运动要协调,避免前轮摆振;汽车转向时,应使之稍有不足转向特性。
麦弗逊悬架与汽车的多种使用性能有关,为满足这些性能,对悬架提出的
设计要求有:
1)保证汽车有良好的行驶平顺性。 2)具有合适的衰减振动功能。 3)保证汽车具有良好的操纵稳定性。
4)汽车制动或加速时,要保证车身稳定,减少车身纵倾,转弯时车身侧倾
角要合适。
5)有良好的隔声能力。
6)结构紧凑、占用空间尺寸要小。
7)可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩,在满足零部件质量要小的
同时,还要保证有足够的强度和寿命。
3.2 麦弗逊悬架设计的原始数据
2003年 6月3日 东方之子上市,东方之子以“超值价格”、“超值动力”、
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“超值装备”、“超值实用”,“超值安全”的五大优势著称,极大地满足了中国消费者对经济型商务轿车的多层次需求!一举打破了“合资及外资汽车才有好品质”车市传统观念,开创了中国汽车的精品时代!全新前格栅和优化后的尾部视觉感受使整车显得更为大气;自动雨刷、自动开启氙气大灯、远距遥控门锁、降噪轮胎、人性化阅读灯等新配置很好地体现了东方之子的商务特点;此外转向系统经过了重新调校,发动机舱增加了底盘强化护板,进一步提升了车辆性能。
图3.1东方之子
悬架方面,前麦弗逊后五连杆的典型的舒适性设计使得手自一体变速器所想要表达的一点点运动感消失得所剩无几。中性的调教使得在转弯、变线的情况下它的 侧倾也不是很夸张。由于转向盘的齿比较低,因而转弯时感觉打轮的速度快不起来,故而侧倾总是难以达到极限状态,自然也就不易发生危险。
现奇瑞东方之子汽车的部分参数列表如下: 表3.1原始参数
原始参数名称 数据(mm) 长*宽*高 4770*1815*1445 轴距 2700 前轮距 1550 满载质量 1470(kg)
3.3 麦弗逊悬架的结构分析
麦弗逊悬架由多个零件组成故在悬架机构分析中采用空间机构分析法对其
进行分析。在运用此方法进行分析时,将悬架总成中的构件等效成刚体来研究悬
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