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汽车工程手册:德国版-车轮支架对弹性运动学的贡献

时间:2026-01-25 理论教育 峰子 版权反馈
【摘要】:车轮支架对弹性运动学的贡献主要取决车桥原理。车身局部的弹性对车轮悬架的弹性运动学有较大的影响。表示在图7.4-3中的MTS系统试验台用以测试车身运动学和弹性运动学。3)根据外部的纵向力、横向力和垂直力状况有目的地影响作为弹性运动学的底盘设计部件的车轮前束。

弹性运动学描述在考虑由车轮力引起的车桥部件弹性变形后车轮相对车身的运动(ISO8855)。

利用弹性体支撑(大都为橡胶支撑),将车轮悬架的弹性体有针对地安装在车桥上。为实现现今对乘用车要求的滚动舒适性,车轮悬架必须允许通常由橡胶支撑实现的纵向弹性。为使噪声远离乘员,金属部件的橡胶支撑也是不可放弃的。另外,弹性也是不可避免的。因为除了橡胶支撑外,值得提出的钢、铝部件也具有弹性。在载荷下部件的弹性引起前轮前束和外倾角变化。车桥的几何形状和弹性必须相互调整,不要由于弹性变形引起转向性能变化而影响行驶性能。因为由部件弹性引起的转向变化是较小的,所以在小的侧偏角和较高的车速时首先是转向角的变化改善行驶性能。

下面就这方面的问题原则性地说明它们的相互关系。精确设计车桥只有通过仿真模型才有可能。因为要考虑车轮悬架的各个影响因素和空间布置,目前使用的仿真模型大多为MKS模型(多体运动学系统)。进行MKS模拟也需要用到非线性的FEM模型(见10.3节)。

1.部件弹性的影响

部件弹性指所用金属部件存在的、不可避免的弹性。车桥部件和橡胶支撑的变形对行驶性能的影响原则上是一样的,因此都可以有针对性地利用它们[1]。需要注意的是橡胶在汽车使用寿命内会下沉和变硬,而金属仍保持它们的弹性。对隔振来说,橡胶支撑的弹性较好(比较2),因为橡胶材料的减振性能要优于钢或铝的减振性能。

要注意在大载荷下车桥运动点的移动量会达到几毫米,所以不能忽视橡胶支撑的变形。

在横向双臂车桥和弹性支撑车桥上,前轮三角形悬架臂为车轮悬架总体弹性作出重要贡献。弹性支撑桥的横向臂可以使悬架纵向弹跳达到几毫米。车轮支架对弹性运动学的贡献主要取决车桥原理。在弹性支撑上,减振器起着引导车轮的作用并承受弯曲载荷。减振器偏转不只引起活塞倾斜,而且在侧向力作用下对外倾角有帮助,在一定情况下也对转向角有帮助。车身弹性会引起像拨浪鼓样的声音和嘎嘎声,以及车身颤动(见3.4节)。由于车身的整体扭转和弯曲,车身不会影响车轮悬架的弹性运动学,但会影响行驶性能。车身局部的弹性对车轮悬架的弹性运动学有较大的影响。车身局部的弹性大多不用单独观察,因为在车身支架上的载荷由于支架变形而影响车身的其他支架[2,3]。主要关注的是,是否由于车轮悬架的总的变形引起转向角变化。当将杆式臂看成刚性时,由于曲柄臂没有约束,要考虑它的弹性。同样,球窝关节大部分都有弹性,它们的弹性随着汽车行驶时间增加还会增大。因为要优化汽车成本和重量,不能要求所有的零部件都是刚性的。很多情况应这样设计部件和整个车轮悬架:使部件的弹性没有破坏作用,甚至还有更好的作用[4]

在汽车开发中首先要进行模拟试验,获知多大的弹性是允许的。为此,将总的弹性分配到橡胶支撑、球窝关节和车桥部件上,然后设计部件。利用有限元法(FEM)可检验部件强度和达到的刚度。在车桥和整车模拟中,在考虑所有重要部件的弹性情况下就可判断总体性能。如果部件制造完成,将在试验台上检测车桥部件刚度和橡胶支撑,还要复测车桥或整车的弹性性能。表示在图7.4-3中的MTS系统试验台用以测试车身运动学和弹性运动学。当在试验平台上对4个车轮行程控制或力加载时,传感器检测车轮上的角度和位置变化。将试验结果与先前的仿真计算比较,以精确得到所用的模拟方法的经验和知识。在汽车行驶试验时可作出最后结论,在所有可以想象到的行驶状态下,所有由各种影响因素相互作用,特别是运动学和弹性运动学的相互作用得到的实际行驶性能是否就是所希望的行驶性能。

图示

图7.4-3 测试车身运动学和弹性运动学试验台

2.弹性体支撑

在底盘上的弹性体支撑要实现一系列的功能,它们应:

1)能角向运动,如能替代球窝关节。

2)在底盘连接点有弹性行程,以及通过车轮/轮胎系统和总成的减振、隔振改善乘员舒适性。

3)根据外部的纵向力、横向力和垂直力状况有目的地影响作为弹性运动学的底盘设计部件的车轮前束。

这些功能经常是矛盾的。

1)减振、隔振:在撞击式干扰输入时,弹性支撑不但逐渐增大传递的力,而且在短时间储存输入的撞击能量,并被橡胶的阻尼部分吸收。从中可知,除了弹性支撑的弹性性能外,橡胶阻尼对减振起着重要的作用。

动态刚度对弹性支撑的隔振性能有重要影响,这是一个重要的判据和设计参数。

由于橡胶的粘弹性本质,在动态载荷时,刚度和阻尼主要与激振频率、幅值和温度有关(图7.4-4)。随着激振频率的增加,动态的刚度、损失角和阻尼增大;同样随着激振幅值下降,在同时产生最大损失角时刚度增加。最后,橡胶弹性体的温度影响弹性支撑的刚度和阻尼,并对寿命有影响。

良好的隔振作用的先决条件是足够大的激振频率与系统谐振频率比[5]。如果激振频率在系统谐振频率的2倍以内,则无法隔振(图7.4-5)。实际上,橡胶支撑刚度与当地的车身刚度之比至少选择为1∶10。

图示

图7.4-4 弹性支撑性能随激振频率和幅值的变化

图示

图7.4-5 单质量振动系统最低点激振时阻尼和频率比的影响

2)振动部件隔振:隔离车轮/轮胎系统、发动机/变速器、后桥减速器、车桥支架等与车身、乘员的激振,是弹性支撑最重要的贡献之一。为此需要尝试,通过振动体的什么样支撑可以保持在具有偏转功能的支撑元件中产生的力最小或只要能大幅减小支撑元件中的力传到车身。

图示

图7.4-6 由于材料边界上的声波反射而隔离噪声

从振动工程角度,降低激振力就是隔振、阻尼或去干扰。在弹性支撑的功能中,阻尼不是所希望的,因为阻尼产生传递力的增加。由于弹性体噪声是在固体和液体介质中以波的形式传播的,可以利用反射隔离弹性支架中的噪声(图7.4-6)。如果声波传到两个不同振动阻力(阻抗)Z1Z2的材料边界,则部分的声波被反射,即在它的传播中受阻。声波反射越强,作为阻抗比的阻抗阶跃η越大。弹性材料的弹性模量小、密度低,所以可有效地限制固体噪声。因为在工作时通过系统的谐振频率范围,噪声是不可避免的,所以重要的是要安装阻尼足够大的弹性支撑,以将振动系统的动能转变为热能。这样在振动频率通过系统谐振频率范围时,可将振动振幅保持在限定范围。损失角和减振能力是振动系统中的减振参数。损失角表示由弹性部分和减振部分合成的力超前弹性变形多少度。减振能力是设定的减振与临界减振的无因次比[6]

阻尼是由橡胶摩擦产生的。与阻尼相关的是随着频率增高而变硬,这就降低了弹性支撑在高频时的隔振作用。将与前面所说的刚度随振幅下降而增加一起可得到纯弹性支撑的工作范围。随着肖氏(Shore)硬度增大,材料阻尼一般增大。刚度、阻尼和强度主要受添加给基本聚合物的充填材料的影响。这里,工程上的碳黑有特别的作用[7]

3)结构型式:图7.4-7是弹性体支撑的几种基本型式。弹性体支撑中的橡胶受到切向或拉/压载荷。由于橡胶材料是等容积的,在拉/压载荷下弹性支撑的刚度要比在切向载荷下的弹性支撑的刚度大。利用这两种载荷方式,可以设计出不同方向的弹性支撑。由于如横向导臂支撑可以增大扭转角和寿命,所以可通过给弹性体施加预压力,以补偿弹性体在硫化后冷却产生的收缩应力[8]

图示

图7.4-7 支撑型式实例

4)常规的橡胶支撑:在很多场合使用的(如横向导臂支撑、液压拉杆支撑或减振器)旋转对称套筒支撑仍然属于低成本方案。根据承载状况,在这些支撑中,弹性体是由内、外零件的橡胶硫化、压缩制成的,并呈现弯曲状。为得到与载荷方向有关的最佳的力—行程特性线,常使用肾状的套筒支撑。通过安装相应的横挡和行程限制缓冲器以及中间金属板的硫化,可进一步增加弹性支撑特性线的可变性。特别是发动机/变速器支撑,除使用套筒支撑外,还采用很多其他结构型式,以根据动力装置总成、支撑方案和可用的结构空间实现尽可能好的支撑特性。经常使用的弹性支撑结构型式有楔式支撑、V形支撑和切口支撑[5,7]

图示

图7.4-8 可解耦的单室液压支撑

5)液压支撑:从单纯的橡胶减振延伸,通过橡胶弹性支撑与相应的液压装置的组合可显著提高减振能力,并在一定的振动频率和幅值范围,根据需要合理匹配。这时可利用两个基本效应:①通过粘性摩擦减振;②通过液体质量加速流动减振。图7.4-8是试验的发动机液压支撑型式:工作室被外部振动激励而改变它的容积,从而在工作室内的液体形成正压或负压。在减振通道中的液体质量和有内环的弹性体(像膨胀弹簧)壁刚度组成一个振动系统,并通过在调谐的频率范围的激励产生系统谐振和通过流体流动惯性与损耗而产生高的减振能力。两个金属网与在它们之间放置的、常带有间隙的薄膜是为在小的振动激励时阻断液体减振,从而改善声学特性。在汽车工业中,为阻止车轮纵向振动和用作动力装置总成支撑时,采用液压减振支撑证明是可靠和适用的[9]

在发动机液压支撑上,可以看到限制动力装置总成振动(特别在低速范围的行驶状况和交通事故中)的挡块组合功能部件[20,21]

6)可控的减振液压支撑:液压支撑不只用于支撑柴油机,目前已得到广泛使用。在这些液压支撑中,支撑中的液压或者按工作状态接通切断;或者按需要变化。其目标是最大程度隔离怠速时的噪声和振动,且在行驶状态通过接通或相应地调整液压在希望的范围,在忍受降低隔离度时可减小车轮激起的动力装置总成的振动(颠簸行驶)。液压控制可用电子[10],或用负压。图7.4-9是可控的减振液压支撑。通过负压打开旁通通道,并与调整在颠簸频率的环形通道接通。由此将与液压有关的减振移到较高的、在怠速中不重要的频率范围。另外,可利用在增强减振前出现的液压支撑动态刚度下降的效果,以在主要的激振频率局部提高隔振性能。

图示

图7.4-9 可控的减振液压支撑(Vibracoustic)

可控的减振液压支撑的缺点一是液压和动态刚度调整只在一个方向起作用,二是只是动态的、而不是静态的弹性刚度变化。这些缺点可通过刚度可控的液压支撑消除(图7.4-10)。这里有两个设计方案,它们是以将调整在怠速时的基本橡胶支撑与可控的、在行驶时优化的液压支撑交联为基础。当由Trelleborg公司开发的两个支撑元件通过电驱动的万向夹紧机构耦合和解耦(图7.4-11)的结构时,Cnoti Tech公司的方案中则选用一种气垫结构作为解耦元件。

7)主动支撑:主动支撑是属于完全新的、正在开发的一种支撑。它可以理解为现有支撑的延伸。主动支撑是通过阻尼、刚度或质量等参数的变化与工作状态进行最佳的、比前面所说的可控支撑更快的匹配。技术发展平台可以提供在施加电场或磁场时提高液体粘度的电流变液体以及磁流变液体。这种支撑的控制只要根据一个或多个工作参数(如发动机转速)进行简单的开环控制,也可综合地自优化闭环控制[11]。当然,可以将这种支撑型式归入主动支撑范畴,因为它能自己产生反应力,并给支撑系统在干扰激励时产生反相的振动补偿。主动支撑可直接地(如通过负压或通过电磁或以振动的所谓“地震质量”的形式)实现。力的产生除经典的液压、气动和电磁方案外,还有压电执行器和磁致伸缩执行器是很有兴趣的替代者[12]。除少数在动力装置总成领域专门应用外,主动支撑至今没有作为系列方案采用,主要原因想必是目前的性价比还不高。

图示

图7.4-10 可控液压支撑的动态特性线比较

图示(https://www.xing528.com)

图7.4-11 主动支撑系统与电磁执行器实例(Trelleborg公司)

8)弹性体支撑与其他部件组合:弹性体支撑的一个不可低估的优点是为实现紧凑的、重量优化的结构方式,弹性体支撑可容易地与其他部件组合成一个综合性部件,如表示在图7.4-7中的弹性体支撑—推力轴承或是用在横向导臂上的硫化的橡胶套筒弹性连接球窝关节,以得到好的弹性运动学效果[13]。为扩大由于受到弹性体性能限制的空间作用范围(如由于减振下限或轴向刚度与径向刚度比),可以将弹性体弹性与其他弹簧元件(如钢螺旋弹簧)组合[14]

9)减振器:减振器是弹性体支撑的特殊使用情况。在减振中使用弹性悬置质量以缓和振动干扰。这里的减振作用当然是限于一定的频率范围。通过增加阻尼,必要时利用液压可扩大减振的频率范围,即“宽带减振”。另外,还可通过使用执行机构,按需要有效地扩大频率范围。所以,主动支撑也可是常规的支撑部件与主动减振器的组合。

10)支撑设计:考虑到可用材料的很多专门的综合功能,在开发弹性体支撑时特别重要的是从一开始就要了解和注意总体要求和边界条件。必要时在第一次设计后还要再次修改支撑周围的结构空间。当前支撑结构设计采用相应的仿真程序和有限元计算(FEM)程序[3,9,15]。在支撑检验时必须严格按样品控制公差,以在以后的批量生产中保证汽车一样的行驶性能和舒适质量[22]

除良好的性能外,弹性体还有一系列的限制条件,在支撑结构设计时必须考虑这些限制和使用环境。根据承受的载荷、温度、周围介质,弹性体材料随时间改变它的性能,如刚度、阻尼和强度[16]。另外,在较高温度下弹性体塑变,使在静态预载支撑中出现沉降现象,主要出现在汽车行驶开始的几十千米,为此设计时必须留出这个尺寸。在支撑的静态、动态性能设计时,由于使用条件不同,必须在它们之间取得折中。它应满足所有的极端条件使用,并考虑弹性体性能随时间的变化。除高温和很低温度外,紫外线和臭氧对弹性体寿命和断裂载荷有不利影响。特别要注意可能接触到的腐蚀性介质,如盐溶液。弹性体支撑的热负荷不仅出现在高的周围环境温度,而且由于本身的支撑阻尼功而发热。

由于天然橡胶的整体性能平坦,它是支撑上用得最多的弹性体材料。其最大的缺点是耐温性低。当支撑生产厂家采用天然橡胶混合物使它的最高的持续耐温约80℃时,汽车上部件承受的温度常常要高得多。这样,在高温环境中弹性支撑体寿命下降。所以,在高温环境下,除了关注工作载荷外,还需要准确了解在汽车使用寿命期内出现的“温度积聚”。为此,在支撑周围采用降温措施,如隔热板,也采用向支撑供给冷却空气的方法。主要可采用合成的橡胶品种[如乙烯丙烯橡胶(EPDM)、氟橡胶(FKM)或硅橡胶(VMQ)],它们的耐温可高达150℃,但力学性能差[3,5]。首次在发动机上使用的硅承载弹性体支撑表明它在未来的应用潜力。

3.外力作用

在车轮上施加的垂直、纵向和横向力通过前束和外倾改变车轮位置。在不同的行驶状态,这种变化是有利的,下面作一简要解释。详细的说明见参考文献[1]。在设计上是如何影响车轮位置的,这取决于车桥原理、横向导臂布置和弹性,并用试验图说明。为加深理解,建议参阅参考文献[18]。

由汽车运动学特性,车轮升程影响前束和外倾,它们对汽车行驶性能的重要性见1。由于车轮悬架的弹性,也会改变前束和外倾。因此在车桥运动学计算时要留有弹性对前束和外倾的变化值。

图7.4-12是复式万向节(同步万向节)弹性体支撑轴的横向导臂连接顶视图。整个车桥结构型式见图7.4-21。通过横向导臂Q和拉杆Z实现车轮支架的纵向和横向导向。用转向横拉杆S转向。因为弹性体支撑必须向内倾斜,所以车轮支撑力产生在横向导臂Q上的拉伸载荷,并由于弹性cQ使车轮支架侧的横向导臂向外移动,推力轴承向内移动,这样使车轮负外倾增大。像前束变化一样,车轮负外倾取决于转向系是否布置在车轮中心前或后。

如果前束像图中所示在车轮中心前,则车桥在车轮支撑力作用下横向导臂转向点偏移而成前束。

对纵向力—弹性运动学有不同要求,不论是在制动还是加速时,按经验,直线行驶有利于行驶稳定,因为两个车桥容易形成前束。如果车轮的侧偏角尽可能小,则在加速时可传递较大的力。

在不同附着系数路面(μ-Split)制动时,左、右车轮的不均匀制动力产生横摆力矩,并力图使汽车向附着系数高的车轮侧方向转动。如果前桥由于制动力形成前轮前束,则由于转向角的变化而出现相反方向的横摆力矩,使汽车稳定。相应地如车桥出现车轮外倾,则也会使汽车稳定。

如在弯道行驶松开加速踏板(改变负荷)或在弯道制动时则是另一种情况。在上述的行驶方式时首行改变车轮载荷:前桥车轮载荷增加,后桥车轮载荷减小。在较高的车轮载荷和相同的侧偏角时,前车轮(轮胎)产生较大的侧向力,后车轮(轮胎)由于载荷减轻而产生较小的侧向力,这样就形成一个横摆力矩,它力图使汽车向弯道内侧转向。若这样设计车桥,使在制动力作用下形成车轮外倾;和这样设计后桥,使在制动力作用下形成车轮前束,则可减小横摆力矩,而且左、右车轮相同地改变它们的转向角。但因为在弯道外侧车轮的载荷要高于内侧车轮的载荷,则这些较高载荷的车轮对转向角的变化起了大的作用,并产生指向弯道外的横摆力矩。

一般说来,两个车桥的弹性运动学对汽车行驶性能起着重要作用。在制动时,弹性运动学引起的前桥车轮转向角的变化要大于后桥车轮转向角的变化,因为前桥车轮的制动力要明显大于后桥车轮的制动力。此外,前轮转向角的变化较大,因为前轮载荷增加。在起步时只能利用驱动桥的纵向力—弹性运动学。

设计表明,唯一的、最佳的车桥弹性运动学调整无法实现,更多的只是与车桥有关的、根据各个行驶状态的要求进行综合、权重。另外。车桥弹性运动学调整必须考虑整个设计目标,并考虑相关的一些参数,如轮胎性能、减振、稳定器等。实际上大多这样设计汽车:在制动力作用下前桥车轮容易形成前轮外倾,后桥车轮容易形成后轮前束。如果车桥方案允许,驱动后桥还可这样设计:使在牵引力作用下后桥车轮也形成前束。

在图7.4-12表示的复式万向节弹性体支撑车桥中可以通过具有刚度为cZ的拉杆支撑实现纵向减振。cZ比自动滚动车轮的刚度小。在制动力FB作用下,车轮支架首先绕极点P转动,即在图示位置,车桥车轮易形成外倾。在较大的制动力时,拉杆支撑碰到挡块(拉杆支撑刚度cZ增大)。之后,具有较高刚度cQ的横向导臂支撑起作用。因为在制动时横向导臂承受压力和转向横拉杆的力较小,使车桥车轮继续保持外倾,如图7.4-13所示。

图示

图7.4-12 复式万向节弹性体支撑车桥的横向导臂连接顶视图(示意图)

另一个车桥弹性运动学的重要方面是弹性变形而改变弹性运动学的特征参数,图7.4-14是在制动力作用下复式横拉杆车桥原理图(侧视图)。支撑轴S是在纵向力为零(点划线的导杆支架)车轮两支架侧横向导臂的连接线,相应的转向主销后倾距离n也表示在图上。

图示

图7.4-13 在制动力和牵引力作用下弹性体支撑车桥的前束随纵向力的典型变化

图示

图7.4-14 在制动力作用下复式横拉杆车桥原理图(侧视图)

车轮纵向减振是由车身侧的橡胶支撑实现的。因为必须由两个横向导臂承受作为力偶的制动力矩,一个横向导臂向下、向后运动,另一个横向导臂向上、向前运动,从而“拉起车轮支架”,使车轮支架绕汽车横轴转动。支撑轴S转向S′。转向主销后倾距离从正的n到负的n′。

“拉起车轮支架”的其他结果是改变了转向横拉杆的斜率,它控制车轮前束随车轮升程的变化。这表明,在制动力作用下,车轮前束随车轮升程的变化比没有制动力作用时车轮前束随车轮升程变化倾侧(下垂),如图7.4-15所示。

图示

图7.4-15 复式横拉杆车桥的前束随车轮升程的典型变化

为限制“拉起车轮支架”,重要的是在横向导臂之间要有大的支撑基座。因此,在复式横向拉杆车桥上布置高于车轮的上部横向导臂有助于限制拉起车轮支架(图7.4-34)。如果需要将上部横向导臂放入轮盘中,则可利用弹性支撑的车桥支架实现对舒适性有重要作用的纵向减振,这时横向导臂较硬。如果利用整体导杆,通过下部横向导臂吸收制动力矩,也有助于减振,因为在上部横向导臂连接中没有纵向力。这种设想已在整体导杆后桥上实现(图7.4-23)。

由于车桥中存在弹性,在侧向力作用下也会改变车轮前束和外倾。如在1中指出的,在各个车轮悬架中,由弯道外侧的车轮侧倾角产生外倾损失(外倾减小),该外倾损失只能靠车桥弹性运动学得到部分补偿。在所有流行的车桥上,指向车内的力不过是增大车轮外倾角的损失而已。在这种情况下,在图7.4-12表示的车桥上需要一个刚性的横向导臂支撑。

侧向力引起的转向角变化影响汽车转向性能。通常应通过车桥侧向力—弹性运动学达到轻微的不足转向性能(见7.1节)。为此,需要在指向车内的侧向力作用下,前桥形成车轮外倾,后桥车轮形成前束。这样,在横向加速度产生转向角,该转向角又降低横向加速度。通过后桥车轮上的转向角可同时减小航向角(浮动角)。

因为对汽车来说,不应该增加一些不希望的外力,所以可以从像侧向风和路面横向倾斜等行驶状况派生出对车桥弹性运动学的其他一些要求。首先,从弹性运动学角度,希望汽车对侧向风不敏感,因为指向车内的力引起前桥车轮前束变化。通常(只要可能)前、后桥应这样设计:使前后桥车轮在侧向力作用下仍是不足转向。对行驶性能起决定作用的是前、后桥的相互配合、协调。可从行驶性能的目标得到前、后桥的具体调整。调整与很多调整参数相关,如减振、稳定性、空气动力学等,但也考虑车轮升程和纵向力引起的车桥运动学和弹性运动学的影响。

在图7.4-12所示的车桥上,在一个指向车内的侧向力FS作用下,横向导臂Q受到压缩。如果转向器位于车轮中心前面,则车桥由于横向导臂支撑的弹性cQ形成车轮外倾(图7.4-16)。如果转向器位于车轮中心后面,则车桥由于横向导臂的支撑弹性形成车轮前束。这时需要非常高的横向导臂刚度。

如果在弹性体支撑车桥上转向器位于车轮中心后面,且明显地高于横向导臂,就可得到少许不同的另一个图。在指向车内的侧向力作用下,在减振器上形成弯曲力矩。减振器的倾斜增大了弯道外车轮正外倾,其结果是在横向导臂上面的车轮支架压向车外。因为车轮支架固定在转向横拉杆上,这就影响车轮外倾。

图示

图7.4-16 在车轮升程一定时,带前置转向器(位于车轮中心前)的弹性体支撑的前桥车轮前束随侧向力的典型变化

有关侧向力—转向性能的另一个重要方面是作为整个转向系弹性一部分的转向柱的扭转弹性。在为转向弹性运动学设计的重要的汽车行驶状态(小转向角到中等转向角和侧偏角)时,几何的转向主销后倾和轮胎后倾之和总是正的。这样可以得到对转向感觉重要的转向盘上的回位(回正)力矩。该力矩使转向柱转动,在固定转向盘时引起车轮上的不足转向角。

在指向车内的侧向力作用下,如在后桥车轮形成前束则是有利的。在重量和成本都合理的纵向导臂、倾斜导臂、复合导臂车桥上,车桥部件的弹性阻止在后桥车轮形成前束。通过车身和后桥支架或复合导臂之间斜置的橡胶支撑可以部分补偿部件的转向性能。在较贵的复式横拉杆、空间拉杆、整体拉杆车桥上,可任意调整控制侧向力的性能,见7.4.3小节及参考文献[4,18,19]。

在本节中可以看到,车轮悬架系统弹性如何影响行驶性能。为此,总是通过车轮力影响车轮转向角和外倾。这些力是不可避免的,它们是汽车行驶时产生的。对常规的底盘,在设计时必须考虑所有可能的力,并在综合时要兼顾与折中。如果通过闭环控制系统控制汽车取得成功,则在调整车轮悬架系统弹性运动学时可以变动调整的重点。

参考文献

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