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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。 7.3.2.导向机构横臂轴的布置方式
(1) 侧倾中心对导向机构横臂轴的布置方式的影响
前面4.1.2 节中介绍了侧倾中心的高度为65cm。侧倾高度的确定会影响悬架操纵稳定性。同样知道了侧倾中心的高度会影响到导向机构中横臂轴的布置方式,如图7-8 所示,
图 7-8 麦弗逊式独立悬架侧倾中心的确定
根据图中的几何关系,可以得到麦弗逊悬架的侧倾中心高度hw 为:
hpB1 hw?
2kcos??dtan??ac?osin(???)式中
hp?ksin??dk?
已知,主销内倾角为s = 9o ,轮距 bv = 1490mm,侧倾中心高度为 hw = 740mm,初选主销拖矩为 rs = 100mm,EG 长度为c + o = 600mm, d = 280mm。未知数有三个,代入数据,解上面三个方程组,解出分别为:
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??27?,k?826,hw?626mm
(2) 纵倾中心对导向机构横臂轴的布置方式的影响
前面也介绍了汽车纵倾中心的确定方法,提到了麦弗逊悬架的纵倾中 心需要根据减振器的上点和横摆臂的方向和离地位置确定,见图4-24,
图7-9
麦弗逊式独立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q (图4-24)。在汽车制动时,分配在前轮上的制动力Z F 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FZ × tanq 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,q角越大,这个抗前倾力越大,即q 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q 角尽可能的大,加大q 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(本设计中的主销后倾角为5.5°),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”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,q 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。
这里为了有效提高汽车抗点头能力,采用上述方法,即将摆臂右侧的铰链点相对左侧的铰链点高20mm,设计如下图所示,
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图 7-10麦弗逊式独立悬架纵向摆臂斜置
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第八章 减振器的设计
汽车车身和车轮振动时,减振器内的液体在流经阻尼孔时摩擦和液体的粘性摩擦 形成了振动阻力,将振动能量转变为热能,并散发到周围的空气中去,达到迅速衰减 振动的目的。减振器分为单向作用式和双向作用式,本次设计采用双向作用式筒式液 体减振器。后悬架纵置钢板的减振器布置如图 8-1,前悬架麦弗逊悬架的减振器如下 图所示:
图 8-1 麦弗逊式悬架的减振器安装示意图
8.1 减振器相对阻尼系数?
在减振器卸荷阀打开之前,其中的阻力F 与减振器振动速度v 之间的关系为:
式中,d为减振器阻尼系
F??vi数。
汽车悬架有阻尼以后,簧上质量的振动是周期衰减振动,用相对阻尼系数y的大 小来评定振动衰减的快慢程度。? 的表达式为:
式中, c 为悬架系统的
???2cm垂直刚度; ms为簧上质量。
相对阻尼系数y的选择原则:
在选择y值时,应该考虑到y值取得大能使振动迅速衰减,但会把较大的不平路
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面的冲击力传到车身;?值取得过小,振动衰减慢,不利于行驶平顺性。为了使减振器阻尼效果好,又不传递大的冲击力,常把压缩形成的相对阻尼系数 选得小于伸张行程时的相对阻尼系数?0。
一般减振器的?0 和?c之间有下列关系,即 ?c = (0.25-0.5) ?0 ,当?c =0 时,即减振器压缩时无阻尼,只有在伸张行程由阻尼作用,具有这种特性的减振器称为单向作用减振器。
对于不同悬架结构型式及不同的使用条件,满足平顺性要求的相对阻尼系数的大小应有所不同,在设计时,往往先选取压缩行程和伸张行程相对阻尼系数的平均值,对于无内摩擦的弹性元件悬架,取?=0.25-0.5. 对于有内摩擦的钢板弹簧悬架,相对阻尼系数可取小些。选择相对阻尼系数如下 对于前悬架(麦弗逊式悬架)取?=0.3
对于后悬架(纵置板簧式非独立悬架)取?=0.12 8.2 减振器阻尼系数d 的确定 (1) 前悬架中的减振器阻尼系数,
2m??i2 ??
cos2a式中,i ?杠杆比,i = n/a,a ?减振器安装角,有上面导向机构的设计可知,减震器安装在悬架中与垂直线之间的夹角为9o,a = 9o 。
在此,由于下摆臂的n = a,所以i =1,m = 645kg ,?= 0.3,a = 9? 。 ---其中,悬架系统的固有振动频率为:??c/m?63.38/0.645?9.9r/min
2?0.645?0.3?9.9?12?3.93。 所以,前悬架减振器的阻尼系数为:?1?cos29?(2) 后悬架中的减振器阻尼系数,计算方法同上 在此,i =1,m = 645kg ,?= 0.12, a=0。
悬架系统的固有振动频率为??c/m?68.33/0.645?10.3r/min
2?0.645?0.12?10.3?12?1.63。 后悬架减振器的阻尼系数为?1?cos29?
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