理论教育 车辆悬架弹性力学解析计算理论-悬架作用

车辆悬架弹性力学解析计算理论-悬架作用

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:有鉴于此,车辆工程人员在掌握了四冲程内燃发动机后,立即就把注意力转向了车辆悬架系统。汽车悬架的工作是最大限度地增加轮胎与路面之间的摩擦力,提供能够良好操纵的转向稳定性,以及确保乘客的舒适度。在此情况下,车轮会完全丧失与路面的接触,然后在向下的重力作用下再次撞击路面。因此,车辆需要一个能够吸收垂直加速车轮的能量,在车轮顺着路面上下颠簸的同时使车架和车身不受干扰的系统,即悬架系统。

车辆悬架弹性力学解析计算理论-悬架作用

人们在考虑汽车的性能时,通常会关注其功率、转矩和“0~100km/h”的加速时间等参数。但是如果驾驶人无法操控汽车,则活塞发动机产生的所有动力都将毫无用处。有鉴于此,车辆工程人员在掌握了四冲程内燃发动机后,立即就把注意力转向了车辆悬架系统。

汽车悬架的工作是最大限度地增加轮胎与路面之间的摩擦力,提供能够良好操纵的转向稳定性,以及确保乘客的舒适度。但由于道路往往并不平坦,即使是新铺的高速公路,其路面也会有些微凹凸不平而对汽车车轮造成影响,路面将力作用在车轮上。根据牛顿第三定律,车轮也会给地面一个反作用力,力的大小取决于车轮颠簸的程度。总之,车辆在通过颠簸不平路面时,使车轮垂直于路面上、下运动,并使车轮产生一个垂直加速度。如果没有一个居间结构,所有车轮的垂直能量将直接传递给在相同方向上运动的车架。在此情况下,车轮会完全丧失与路面的接触,然后在向下的重力作用下再次撞击路面。因此,车辆需要一个能够吸收垂直加速车轮的能量,在车轮顺着路面上下颠簸的同时使车架和车身不受干扰的系统,即悬架系统。

行驶中车辆的动力学特性包括行驶特性和操纵特性,其中,车辆的行驶特性是指汽车平稳驶过崎岖不平的路面的性能;而车辆的操纵特性是指汽车安全地加速、制动和转弯的性能。这两个特征可通过路面隔离性能、抓地性能和转弯性能指标要求来反映,如表1-1所示。

表1-1 路面隔离性能、抓地性能和转弯性能指标要求

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(续)

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车辆悬架及其各种部件提供了上面所述性能指标要求,即路面隔离性能、抓地性能和转弯性能的全部解决方案。(www.daowen.com)

汽车悬架性能是影响汽车行驶平顺性、操纵稳定性和行驶速度的重要因素,在悬架的设计中应满足如下性能的要求:

1)保证汽车有良好的行驶平顺性。为此,汽车应有较低的振动频率,乘员在车中承受的振动加速度应满足国际标准ISO-2631—1997规定的人体承受振动界限值。

2)有合适的减振性能。它应与悬架的弹性特性很好地匹配,保证车身和车轮在共振区的振幅小,振动衰减快,使汽车具有良好的乘坐舒适性。

3)保证汽车有良好的操纵稳定性。导向机构在车轮跳动时,应不使主销定位参数变化过大,车轮运动与导向机构运动应协调,不出现摆振现象。转向时整车应有一些不足转向特性。

4)汽车制动和加速时能保持车身稳定,减少车身纵倾(即“点头”或“后仰”)的可能性。

5)能够可靠地传递车身与车轮间的一切力和力矩,零部件质量轻并有足够的强度和寿命,以保证车辆的正常行驶,减少轮胎磨损等。

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