后悬架的设计步骤

目前公司车型的后悬架主要是扭转梁和拖曳臂的非独立悬架,这些类型的后悬架结构简单,成本较低,悬架参数也教容易控制;但是后排乘客的舒适性也较低。目前轿车用的后悬架选用多连杆的趋势越来越明显。。缺点是:零件数增加,公差要求更严格,加工成本增加;试验测试复杂;承载能力相对较弱。
在后悬架的设计时需要基本确定汽车断面尺寸、轮胎上跳和下跳行程、是否要驱动保护、轮胎规格、承载能力、整车操纵目标
、前悬架特征和零部件采用的工艺。有了以上的基本输入后,一般分以下几点对后悬架进行布置。
选择连杆数目和梯形结构,
对于一款中级轿车一般采用两连杆或者三连杆的居多。通常把具有两根横向连杆的独立悬架叫着两连杆独立悬架,具有三根横向连杆的独立悬架叫着三连杆独立悬架(如下图所示)。连杆越多意味着橡胶衬套应用的也越多,过多的使用橡胶衬套意味着需要冒更多的可能出现的问题。两连杆独立悬架外倾角能够通过横向拉杆的几何运动来控制。
三连杆的车轮外倾和前束的控制可以分别通过各自的调节杆完成。因此三连杆的独立悬架调节车轮外倾和前束对拖曳臂橡胶衬套的变形影响要小。
后悬架各控制点的安装位置
在布置之出首先要明确哪些悬架的控制硬点连接在车身上,哪些点悬架的控制硬点连接在副车架上。将这些点布置在副车架上会花费更多的成本和增加整车的重量,但是能提高对前束和车轮外倾的控制精度,提高过滤震动噪音的能力。对于一款中级轿车而言通常都将控制外倾和前束连杆上的设计硬点和主横向摆臂的设计硬点布置在副车架上。
通常来说对点1(拖曳臂与车身连接点)和16(车轮中心)设定按以下几点来做布置:制动点头和加速抬头的关系;整车尺寸和白车身的几何约束;是否需要做后轮驱动的保护。为了控制整车的制动点头和加速抬头现象,通常点1的z轴坐标要高于点16(轮心)的z轴坐标。
定义后悬架主销
如图所示,后主销轴是黄色和蓝色平面的交线。黄色平面是拖曳臂衬套的正交面,蓝色的平面是车轮外倾角控制臂轴线和主横向摆臂产生的平面,通常二者是平行的。由于橡胶衬套的弹性变形,这样确定的只是初步的主销。其余的关系与前悬架的一致。
定义横向摆臂的长度和方向
在满足布置的几何约束的前提下,主横向摆臂越长越好(越长对衬套的寿命越小);俯视方向上尽量与后轴平行(搞不明白),在保护四驱时与后轴的夹角越小越好(搞不明白)。同时保证后悬架的侧倾中心高在80~150mm的范围内。对于车轮外倾控制臂和前束调节杆的布置,在满足布置的条件下长度和方向主要跟据悬架的运动学关系来决定。如下图所示:
减振器和缓冲块和弹簧的布置
减振器布置位置大体上有四种,如下图所示:
在完成了前后悬架的基本布置之后就要对悬架机构进行静态力学分析、动态力学分析和悬架的几何运动学分析。

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