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悬架系统计算报告

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前稳定杆直径d=19mm,所以I??d464???19464?6397.1mm4

前稳定杆材料为:60si2MnA,所以 E=206000 (N/mm)2 前横向稳定杆引起的角刚度为:

CΦb?2?254.93?189.63?472.6??189.6?83.5??4?170.42??83.5?199.5?2?3?206000?6397.1?945.22??2.27?107N.mm/rad 考虑固定方式,新的稳定杆在车轮处的等效侧倾角刚度与稳定杆所提供的侧倾角刚度比为:i=0.5,稳定杆在车轮处的等效侧倾角刚度为:

0.5?Cφb?1.13?107N.mm/rad

由于连接件是橡胶元件,故实际刚度值一般比理论值减小15%~30%,取15%。则Cφb?1.13?107?0.85?0.96?107N.mm/rad

所以,前悬架总的侧倾角刚度:Kφf?CΦf?Cφb?2.69?107N.mm/rad 2.4.2 后悬架的侧倾角刚度

12K?r?SFCsr?COS?………………………(8)

2式中:

α——弹簧中心线与后轴垂线间的夹角 ??5.3deg;

Csr

——弹簧刚度 Csr?21.7N/mm;

SF——弹簧安装间距 SF?896mm; 以上数据代入公式(8), 得:

K?r8962??21.7?cos5.3??0.867?107N?mm/rad

2考虑衬套扭转时的刚度有约为20%的影响:

C?r?1.2?0.867?107?1.04?107N?mm/rad

则:后悬架侧倾角刚度为C?r?1.04?107N?mm/rad

一般要求前悬架侧倾角刚度要稍大于后悬架侧倾角刚度,以满足汽车稍有不足转向特性的要求,并且前、后悬架侧倾角刚度比值一般在1.4~2.6之间。根据

以上计算结果得前、后悬架侧倾角刚度比值为2.5,显然开发目标车型满足要求。 2.5 整车的侧倾角计算

车厢侧倾角?r是和汽车操纵稳定性及平顺性有关的一个重要参数。侧倾角的数值影响到汽车的横摆角速度稳态响应和横摆角速度瞬态响应。以下质心及侧倾中心示意图各参数是从装载数模上测定的。

图6 整车空载状态下质心及侧倾中心示意图

当汽车作稳态圆周行驶时,车厢侧倾角决定于侧倾力矩M与悬架总的角刚度∑K。以下依据满载状态下稳态回转试验要求的0.4g m/s2进行计算。 2.5.1悬架质量离心力引起的侧倾力矩

簧载质量离心力引起的侧倾力矩M?r1:

M?r1?aMh……………………………(9)

式中:

ay——侧向加速度; ay?0.4g

M——悬上质量, M?1100?49?43?1008kg;

h——整车质心到侧倾轴线的距离为:h?316.17mm(见图6); 以上数据代入公式11,可得侧倾力矩M?r1:

M?r1?ayMh?0.4?9.8?1008?316.17?0.1249?107N?mm 2.5.2侧倾后,悬架质量引起的侧倾力矩

车厢侧倾后,悬架质量的质心偏出距离e,因此,其重力引起的侧倾力矩为:

M?r2?GS?e?GS?h??r……………………………(10)

式中:

GS——为悬上质量重力为

9878.4N;

h——整车质心到侧倾轴线的距离316.17mm(见图6);

?r——整车侧倾角;

M?r2?9878.4?316.17??r?0.312?r?107N?mm 2.5.3总的侧倾力矩

M?r?M?r1?M?r2?(0.1249?0.312?r2)?107N?mm 2.5.4悬架总的侧倾角刚度

C?总?C?f?C?r?2.69?107?1.04?107?3.73?107N?mm/rad 2.5.5整车的侧倾角

MΦ(0.1249?0.312?r)?107?o ?r????2.09r角度7CΦ总3.73?10汽车在转弯时,车身在0.4g的侧向加速度的作用下,车身侧倾角不大于3~5°,显然开发目标车型满足要求。 2.6 纵倾角刚度

在制动强度Z=0.5时,当车辆发生纵倾时,前后悬架受力的变化量相当于轴荷转移量ΔG

△G?ZgMshg/L………………………………(11)

式中:

Z ——制动强度:0.5;

Ms——满载簧载质量 Ms =1400-49-43=1308kg ; hg——簧载质心高(满载) hg=489mm;

L ——轴距 2332 mm;

通过上式计算得到的轴荷转移量是1343.95N;

前后悬架变形由公式S?△G/2K可得出:

式中:K ——悬架刚度,前悬架为20.52N/mm,后悬架为24.84N/mm。 计算得:前悬架Sf?32.75mm 后悬架Sr?27mm

整车纵倾角θ?180?(Sf?Sr)/L/??1.47?

整车纵倾角刚度为K??G?L/θ?2.13?106N.mm/deg 2.7 减振器参数

汽车的悬架中安装减振装置的作用是衰减车身的振动保证整车的行驶平顺性和操纵稳定性。下面仅考虑由减振器引起的振动衰减,不考虑其他方面的影响,以方便对减振器参数的计算。

汽车车身和车轮振动时,减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的粘性摩擦形成了振动阻尼,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。汽车的悬架有了阻尼以后,簧载质量的振动是周期衰减振动,用相对阻尼比?来评定振动衰减,相对阻尼比的物理意义是指出减振器的阻尼作用在与不同刚度和不同质量的悬架系统匹配时,会产生不同的阻尼效果。

2.7.1 减振器平均阻力系数的确定

减振器阻力系数的确定:

4?mn?i2……………………………(12) ??2cos?式中:

?——减振器阻力系数;

?——相对阻尼比;

m——悬架一侧的簧载质量;

n——悬架偏频;

i——杠杆比,

i?ab;

?——减振器安装角,减振器轴线与Z坐标轴的夹角,前减振器的安装如图7,后减振器的安装见图8;

图7 前减振器阻力系数计算示意图

图8 后减振器阻力系数计算示意图

根据前后悬架减振器的布置形式,以下各参数取值如下:

表2 参数列表 项目 前悬架 后悬架 m n 278kg 226kg 1.37Hz 1.08 1.67Hz 1 i ? 8.425o 12.576o

悬架系统计算报告

前稳定杆直径d=19mm,所以I??d464???19464?6397.1mm4前稳定杆材料为:60si2MnA,所以E=206000(N/mm)2前横向稳定杆引起的角刚度为:CΦb?2?254.93?189.63?472.6??189.6?83.5??4?170.42??83.5?199.5?2?3?206000?6397.1?945.22??2.27
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