懸架對(duì)汽車主要性能的影響分析概述目錄 1 5 5 6 6 8眾所周知汽車駕駛的平穩(wěn)性和操縱感與懸架數(shù)據(jù)以及結(jié)構(gòu)種類的選擇有很大的影這幾個(gè)部分之間相互作用著，決定了汽車性能的好壞。下面本文將由多個(gè)角度去分析懸本文知道駕駛感受和乘坐感受是評(píng)判一輛汽車是否良好的重要依據(jù)，而且良好的行身體對(duì)4到8Hz的垂直方向振動(dòng)是最為敏感的，因此對(duì)垂直振動(dòng)來說的話。為讓人的身體不遭受傷害，本文需要懸架來實(shí)現(xiàn)減小汽車本身震動(dòng)幅度的大小。本文首先找到一個(gè)不平的路段測(cè)試，首先測(cè)試出汽車本身的振動(dòng)加速度，它主要由車自身的加速度Z對(duì)路面不平度的幅頻特性|Z/gI,而且也和不是簧載質(zhì)量的大小、汽車本身的頻率和不是周期性的系數(shù)有關(guān)，本文發(fā)現(xiàn)，汽車本身的振動(dòng)頻率越小，那么他本身的加速度的均方值也就越小。它的函數(shù)圖像如圖3-1所示。圖3-1幅頻特性曲線1車身固有振動(dòng)頻率則 式中f.一靜撓度(cm)。是指車子上坐滿了人而且是靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，懸架上的載荷與剛度的比值。從上面的計(jì)算結(jié)果本文可以得出結(jié)論，懸架的靜撓度、懸架的剛度和簧載質(zhì)量三個(gè)共同決定了汽車本身的頻率。本文從人體對(duì)汽車的適應(yīng)能力這一點(diǎn)上話來說，汽車本身的振動(dòng)頻率應(yīng)該要與人自然走路時(shí)候的運(yùn)動(dòng)頻率基本是一致的。也就是上、下運(yùn)動(dòng)的頻率11.4Hz(6085次/min),振動(dòng)的加速度的范圍是為0.30.4g。第二個(gè)方面，本文從載裝貨物這一點(diǎn)上來說，汽車振動(dòng)加速度也應(yīng)該在一個(gè)范圍內(nèi)，假如加速度過大的話，那么裝載的東西可能會(huì)甩出去，根據(jù)這一情況本文為了運(yùn)輸?shù)陌踩裕枰ＷC加速度在0.60.7g之間。下面本文來介紹動(dòng)撓度fa,指的是汽車從裝滿東西開始?jí)嚎s彈簧到它的最大變形位置，一般情況下，是到1/3處。從圖3-1可知，人的身體可以處于減震的區(qū)域(4-8hz)要是汽車本身的頻率n?是小于3Hz。并且可以知道頻率越小的話，汽車本身的加速度均方根值越小。需要注意的是n?值不是越小就越好，因?yàn)楫?dāng)它慢慢變小時(shí)動(dòng)撓度fa就會(huì)變大，所以應(yīng)該根據(jù)車型的不同選擇在各自合理的范圍內(nèi)。設(shè)計(jì)懸架的過程中，本文一般把力和變形通過圖像表達(dá)出來，也就是汽車車輪受到的垂直外力使得車輪發(fā)生了變形的關(guān)系曲線，稱之為彈性特性曲線，而此曲線的斜率為a、線性彈性特性線性彈性特性，也就是說懸架位移量和外力成比例關(guān)系。P/CM=f=f。(常數(shù))(3-5)式中P一特性曲線上某點(diǎn)M承受外力；CM一任意點(diǎn)M的懸架剛度；f一求剛度C時(shí)的次切矩(不是懸架從原點(diǎn)的變形),也有人稱f為懸架的折算靜撓f.一在靜載荷p.時(shí)，為了是汽車有更好的平穩(wěn)性時(shí)的懸架靜撓度。因?yàn)楫?dāng)f=f.時(shí)，因此P=P.所以，現(xiàn)在本文在設(shè)計(jì)懸架時(shí)會(huì)盡可能減小頻率隨外力變化的范圍，以此來達(dá)到提在現(xiàn)實(shí)生活中非線性的彈性特性懸架基本是不存在的，但本文可以利用其它裝置如1.1.2懸架系統(tǒng)中的阻尼對(duì)汽車行駛平順性的影響阻尼系數(shù)的選擇主要時(shí)根據(jù)汽車的型號(hào)不同來選取。減振器阻尼對(duì)汽車本身振動(dòng)衰減曲線圖如圖3-3所示。圖3-3減震器阻尼對(duì)振動(dòng)的衰減作用曲線圖b-有衰減的情況，車身振動(dòng)的振幅逐漸減小。汽車懸架上安裝減震器的原因是當(dāng)汽車通過崎嶇不平的路面時(shí)，減振器會(huì)通過自身減小給車身帶來的沖擊，就那液壓式減震器來說，液壓缸內(nèi)的活塞帶動(dòng)油液從一個(gè)室通過一個(gè)個(gè)細(xì)小的縫隙進(jìn)入另一個(gè)密封的室，由于油液經(jīng)過縫隙時(shí)會(huì)有摩擦，這就產(chǎn)生了阻尼的效果，從而達(dá)到見真的效果，在這一過程中能量也會(huì)有所轉(zhuǎn)化。如此一來，就改善了乘客和駕駛者的舒適性，從汽車結(jié)構(gòu)的角度來說減振器能夠減小車輪的跳動(dòng)，有效加速度、彈簧行程和汽車車輪相對(duì)動(dòng)載荷與阻尼比(相對(duì)阻尼系數(shù))之間的關(guān)系如圖可以得出結(jié)論：當(dāng)ξ增大時(shí)，動(dòng)撓度的幅頻特性|fa1q|在高、低兩個(gè)共振區(qū)幅值都會(huì)有所下降，在兩個(gè)共振區(qū)幅值的變化基本沒有。隨阻尼比ξ逐漸加大，在低頻共振區(qū)幅頻特性|Z?/q|最大值下降，汽車本身加速度均方根值有所減小，提高汽車的平順性。000圖3-4Z。Fa和(Za-Z?)與阻尼比的關(guān)系本文可以從圖中發(fā)現(xiàn)，彈簧行程曲線與阻尼比的值是成反比的，也就是說阻尼比越加大，彈簧的行程就越小。1.1.3非簧載質(zhì)量對(duì)汽車行駛平順性的影響簧載質(zhì)量指的是以汽車懸架來支持的部件，相反而言不是以汽車懸架支持的部分稱之為非簧載質(zhì)量。為了使汽車車輪能夠不離開地面和減小汽車自身的振動(dòng)加速度應(yīng)該讓簧載質(zhì)量和非簧載質(zhì)量的相除值變大，所以說本文應(yīng)該選擇簧載質(zhì)量較大的懸架，這樣會(huì)讓汽車的平順性更好。(1)盡可能的減小汽車本身的固有頻率，這樣最的目的是讓汽車的頻率更加符合人的本文通常說的汽車操控穩(wěn)定性也就是駕駛者能夠利用轉(zhuǎn)向系統(tǒng)準(zhǔn)確的找到自己想要當(dāng)汽車處于轉(zhuǎn)彎狀態(tài)時(shí)，由于離心離德影響會(huì)使得轉(zhuǎn)彎半徑發(fā)生變化，汽車的轉(zhuǎn)彎1.2.1汽車的側(cè)傾1)車身側(cè)傾軸線車身相對(duì)地面轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)軸線稱為車身側(cè)傾軸線。該軸線通過車身在前、后軸處側(cè)傾中心高度的定義很容易就是從側(cè)傾中心到地面的距離。也就是說如果側(cè)傾中心越高，那么它到汽車質(zhì)量中心的距離就會(huì)變短，可以得出結(jié)論汽車自身的側(cè)傾角也會(huì)減b獨(dú)立懸架當(dāng)一輛汽車裝配了獨(dú)立懸架時(shí)，在汽車做上下豎直方向的運(yùn)動(dòng)時(shí)，收到變化的兩個(gè)一個(gè)是減振器自身作用在汽車本身的力在豎直方向的分力另一個(gè)是在導(dǎo)向桿上的豎本文想要求出一個(gè)懸架的線剛度，就得先求出汽車本身做發(fā)豎直方向的位移時(shí)輪胎(2)懸架的側(cè)傾角剛度本文可以運(yùn)用等效彈簧的方法去分析汽車本身發(fā)生側(cè)傾的時(shí)候受到的懸架的有彈性的恢復(fù)性力偶矩。簡(jiǎn)單來說就是當(dāng)某一車身發(fā)生側(cè)傾的時(shí)候車身側(cè)傾時(shí)受到懸架的彈性恢復(fù)力偶矩，可以用等效彈簧的概念來進(jìn)行分析。車身上一側(cè)受到的彈性恢復(fù)力，就等于將車身的上半部分固定住，然后再固定住汽車輪胎和地面的接觸點(diǎn)的時(shí)候彈簧(具有懸架線剛度)作用在汽車車身的一個(gè)力。并且，這個(gè)相當(dāng)?shù)膹椈煞Q為等效彈簧。ki{K,B利用等效彈簧概念計(jì)算懸架側(cè)傾角剛度圖3-6等效彈簧根據(jù)上圖3-6,當(dāng)遇到汽車發(fā)生小側(cè)傾角dφ,時(shí)，那么等效彈簧的變形量應(yīng)該為士汽車所受到的彈性恢復(fù)力偶矩為dT=dφ,也可以得到懸架側(cè)傾角剛度為需要說明的是，這個(gè)公式只適用于較小的傾角，并且其中沒有指出導(dǎo)向桿處彈性枕套的影響。/(°)1.2.2側(cè)傾時(shí)垂直載荷對(duì)穩(wěn)態(tài)響應(yīng)的影響再正常出行中，汽車的四個(gè)輪胎豎直方向受到的載荷大致是一致的，不過在轉(zhuǎn)彎的過程中，會(huì)有側(cè)傾力矩的作用，而作用在汽車四個(gè)輪胎上的豎直方向上的力就是由這個(gè)的情況下垂直反力的合力。這也就使得汽車的左右兩個(gè)方向車輪上的垂直載荷是不一樣的(因?yàn)槠嚹軙?huì)引起轉(zhuǎn)彎時(shí)由不足轉(zhuǎn)向變?yōu)檫^多轉(zhuǎn)向。垂直載荷的變化對(duì)輪胎側(cè)偏特性有顯著影響。其變化曲線07s'430當(dāng)垂直載荷增大時(shí)，側(cè)偏剛度跟著垂直載荷的增加也會(huì)增大；但當(dāng)垂直載荷達(dá)到一定程度時(shí)，汽車的輪胎在地面的壓力就會(huì)變得非常不均勻，這就會(huì)導(dǎo)致輪胎側(cè)偏剛度反而減小下來。在實(shí)際情況中，當(dāng)有側(cè)向力時(shí)，汽車左右兩車輪的垂直載荷都會(huì)發(fā)生變化。具體變化情況是，輪的側(cè)偏角相等，故有k?為垂