麦弗逊悬架优化设计及其对摆振的影响 论文
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- 麦弗逊悬架优化设计及其对摆振的影响 麦弗逊悬架优化设计及其对摆振的影响
摘要：利用多体系统动力学理论，将麦弗逊悬架作为研究对象。采用优化后的前悬架系统，可以使整车的高速摆振幅值明显减小，而且使整整车操纵稳定性得以提高。可见，减小摆振刻不容缓。
关键词：汽车、麦弗逊悬架、摆振
麦弗逊式独立悬架具有结构简单、维修方便等众多优点, ．如果悬架结构设计不合理，汽车行驶时会出现前轮摆振现象，使汽车的操纵稳定性变坏，增加有关零部件的动载荷，减少其使用寿命，降低汽车行驶的安全可靠性。
利用机械系统动力学分析软件ADAMS,2005 中的ADAMS/Car 模块建立具有麦弗逊前悬架系统的整车模型，并且利用ADAMS/Insight 模块对前悬架系统参数进行优化设计，达到减小摆振的目的。
1 整车多体动力学模型的建立
采用ISO 坐标制建模，坐标系OXYZ 固结于车身，其原点O 位于两前轮轮心连线的中点前方2,mm处，X 轴平行于地面指向车辆前进的反方向；Y 轴平行于地面指向驾驶员右侧；根据右手法则，Z 轴垂直于地面指向上方。
ADAMS/Car 的建模过程采用自下而上的顺序，将各整车子系统模板模型添加力元素及模板之间的信号交换器，分别建立前后悬架、转向系统、前后轮、传动系统、车身系统等子系统模型，输入各个零部件的质量、转动惯量参数和各总成的结构参数，将所有子系统进行装配，建立一个精确的整车模型，
根据式(1)计算系统自由度：F = 6× n -−m (1)式中：F 为自由度数；n为物体数；m 为约束方程数．
对整个前悬架系统的运动学分析表明：整个前悬架系统具有5 个自由度，分别为左右前悬架相对独立的上下运动、左右车轮绕各自轮毂轴相对独立的转动和共同绕主销的转向运动，满足研究前轮摆振的基本条件．对研究所需的整车动力学模型，是以其刚性运动学模型为基础，将具有弹性联结点的铰链处理为弹性铰链。需要注意的是，弹性铰链定义了两个相对运动部件之间6 个自由度的力的关系，因此，弹性铰链的引入会释放由刚性铰链所约束的自由度，从而，含柔性元素的多体模型的自由度不仅包括多刚体模型的自由度，而且还包括由于弹性铰链的引入而释放的被约束的自由度，使前悬架系统的自由度由五个增加到三十五个，整车自由度为七十六个．因此模型能够比较准确地模拟实际整车各个部件的功能情况，模型在结构上与原车的结构比较接近，可进行摆振、整车操纵稳定性的仿真实验。
2 前悬架系统参数的优化
麦弗逊悬架由于主销轴线位置在减振器与车身连接铰链中心和下控制臂与转向节连接铰链中心的连线上，如果悬架结构设计不当，当悬架在变形时，主销轴线也随之改变，前轮定位参数和轮距变化量可能很大，就会大大影响汽车产品的使用性能(如转向沉、摆振、轮胎偏磨等)．因此，设计时导向机构在车轮的上下跳动过程中，应不使前轮的定位参数变化过大，车轮与导向机构应运动协调。
2.1 悬架优化设计方案
悬架优化设计的任务是，在轮跳范围内确定悬架系统各硬...
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