理论教育 汽车悬架构件设计计算:半拖臂枢轴角的重要性

汽车悬架构件设计计算:半拖臂枢轴角的重要性

时间:2023-10-13 理论教育 版权反馈
【摘要】:半拖臂的枢轴角是全拖臂(90°)和全摆轴(0°)的一个折中,但它又不是对角摆轴(45°),而是偏于强调横向效益的一个调和设计。对于X坐标而言,有三种可能:①XA<XB,此时,点Oe在车轮左侧,其远近取决于XA和XB的差值,但此种情况是不可取的。总之,设计应根据需要而定!假设作用于车轮的冲击载荷为Q,螺旋弹簧至轮心的距离为Δ,则轴承总载荷可粗略表示为摆臂开度摆臂开度指的是摆臂两轴承中心A、B两点间的距离。

汽车悬架构件设计计算:半拖臂枢轴角的重要性

1.枢轴角的选定

枢轴角是半拖臂悬架的重要参数,选好枢轴角是保证悬架性能的关键所在。

枢轴角一方面在横向上决定着轮距的变化量,决定着横向悬架中心和侧倾中心的位置;另一方面在纵向上决定着轴距的变化量,决定着纵向悬架中心和倾覆力矩中心的位置。正因为如此,枢轴角在纵、横两个方向上必是一对矛盾。例如,悬架中心,横向上离车轮远了,纵向上就近;横向上低了,纵向上就高。

半拖臂的枢轴角是全拖臂(90°)和全摆轴(0°)的一个折中,但它又不是对角摆轴(45°),而是偏于强调横向效益的一个调和设计。由于汽车轴距远大于轮距,这种设计便可使轮距和轴距的变化相对合理。

枢轴角是由摆臂上的AB二点的三维坐标所决定的,特别是X坐标和Z标的影响较大。

(1)对于X坐标而言,有三种可能:

XAXB,此时,点Oe在车轮左侧,其远近取决于XAXB的差值,但此种情况是不可取的。

XA=XB,此时,点Oe在无穷远处,这就是典型的全拖臂悬架,当然也是不可取的。

XAXB,此时,点Oe在车轮的右侧,其远近也取决于XAXB的差值。特别值得注意的是,点Oe过远,ny值过大,m/ny值就过小,由式(3-23)可知,换算刚度c就将变得很低。那么,点Oe的合理位置应在哪里呢?一般说来,点Oe离左侧车轮的距离ny与轮距B的关系应为

(2)对于Z坐标而言,也存在三种情况:

ZA<ZB,此时,点Oe的Z坐标较大,甚至抬得很高,从而使侧倾中心O较高,乃至超过悬挂质体质心的高度,使侧倾力矩臂为负值,车身在侧向加速度的作用下承受负力矩。

ZA=ZB,此时,点OeZ坐标h=ZA=ZB。在此种情况下,若轮心C的坐标ZC=ZA=ZB,则拖臂保持水平,有利于螺旋弹簧和减振器的安装。(www.daowen.com)

ZAZB,此时点OeZ坐标较小,甚至钻入地下,进而使侧倾中心O较低或钻入地下,侧倾力矩臂过大,车身承受过大的侧倾力矩。

总之,设计应根据需要而定!在没有特殊需要的情况下,一般应使ZAZBXAXB,且不应使点Oe钻入地下。

2.摆臂结构参数的选定

摆臂结构参数,指的是摆臂的长短、摆臂的开度以及螺旋弹簧及减振器的位置等。

(1)摆臂长短

在布置空间允许的情况下,摆臂的长度L越长越好。因为在大位移的情况下,长摆臂不仅可使轮距和轴距的改变量减小,还可使摆臂轴承总载荷减小。假设作用于车轮的冲击载荷为Q,螺旋弹簧至轮心的距离为Δ,则轴承总载荷可粗略表示为

(2)摆臂开度

摆臂开度指的是摆臂两轴承中心AB两点间的距离。在布置空间允许的情况下,开度越大越好。因为摆臂承受转矩时,大的开度可减少轴承载荷。同理,单个轴承座的长度也应尽可能加长。

(3)螺旋弹簧及减振器的位置

螺旋弹簧及减振器应尽可能同轴安装,这样既可简化结构,节约空间,又可使摆臂受力合理。此外,螺旋弹簧和减振器还应尽可能靠近车轮安装,以减轻摆臂枢轴轴承的载荷,参见式(3-28)。螺旋弹簧下支点与轮心的连线应尽可能居于轴承中心AB两点连线的中部,以使两轴承受力合理。

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