前悬理论建模3.docVIP

科教兴市重大产业科技攻关项目子项目：海域MB底盘系统的匹配与优化 麦弗逊独立悬架理论建模HYMB-203-061205 PAGE PAGE 17 第 PAGE 17 页 共 NUMPAGES 19 页 上海市科教兴市重大产业科技攻关项目：海域MB自主车型整车开发 子项目：海域MB底盘系统的匹配与优化 技术文件十五 麦弗逊独立悬架理论建模 V2.0 上海交通大学汽车工程研究院 2006年12月 编号 上海市科教兴市重大产业科技攻关项目 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 课题名称：海域MB轿车底盘系统匹配与优化 文件名称：麦弗逊独立悬架理论建模 编制(设计)：管西强、袁明、杜翔 校 核： 审 定： 批 准： 上海华普-上海交大联合汽车研究院 编制说明 目录 麦弗逊悬架的特点………………………………………………………….2 麦弗逊悬架的运动学分析………………………………………3 麦弗逊悬架的定位参数…………………………………………………….7 麦弗逊悬架非线性分析…………………………………………………….8 麦弗逊独立悬架理论建模 HYMB－203－061205 袁 明 杜 翔 麦弗逊悬架的特点 麦弗逊悬架一般用于轿车的前轮。简单的说，麦弗逊悬挂的主要结构是由螺旋弹簧加上减震器组成，减震器可以避免螺旋弹簧受力时向前，后，左，右偏移的现象，限制弹簧只能做上下方向的振动，并可以用减震器的行程长短及松紧，来设定悬挂的软硬及性能，能够保证整车性能要求。麦弗逊式悬架系统与其他悬架系统相比，具有结构简单，紧凑，占用空间少，性能优越等特点。该悬架还具有较为合理的运动特性，能够保证整车的性能要求，因此这种麦弗逊被广泛的应用在前置驱动的轿车和微型汽车上。 同时，虽然麦弗逊悬挂在行车舒适性上的表现令人满意，其结构体积不大，可有效扩大车内乘用空间，但也由于其构造为直筒式，对左右方向的冲击力缺乏阻挡力，抗刹车点头作用较差。 该悬架悬架系统一大特点是：为了保证系统合理地受力，延长减震器的寿命并满足使用性能要求，在布置上采用主销中心线，减震器中心线以及弹簧中心线不共线的形式。这一布置形式决定了其运动规律与其他的悬架系统不同。一般地，在其他悬架系统结构中，对应于不同的车轮跳动位置，各点至主销中心的距离不变。而在三线不共线的麦弗逊式悬架系统中，对应于不同的车轮跳动位置，各点至主销中心线的距离是变化的。 因此，这种结构形式较其余悬架在一定程度上减少了滑动摩擦。螺旋弹簧6套在筒式减震器的外面。主销的轴线通过上下铰链中心，当车轮上下跳动时，因减震器的下支点随横摆臂的转动，故主销轴线的角度是变化的。这说明车轮是沿摆动的主销轴线而运动的。因此，这种悬架在变形时，使得主销的定位角和轮距都有些变化。如果适当调整杆系的结构的布置，可以使车轮的这些定位参数变化极小。该悬架的突出特点是增大了两轮内侧的空间，以便发动机和其他一些部件的布置，因此，多用在前置前驱的轿车和微型汽车上。 麦弗逊悬架的空间机构简图如图1所示： 图1麦弗逊悬架空间机构简图 图1中筒式减震器4的上端用螺栓和橡胶垫圈与车身5连接，减震器钢筒下端固定在转向节3上，而转向节通过球铰链与横摆臂1连接。车轮所受侧向力通过转向节大部分由横摆臂承受，其余部分由减震器承受。 麦弗逊悬架的运动学分析 麦弗逊独立悬架可简化为图2的结构，坐标系与车辆坐标系方向相同，X轴指向前方，Y轴指向驾驶员的左侧，Z轴向上。图2中，O--摆劈的摆动中心，L1--摆臂摆动轴线，D--悬架上端固定点球销中心，B--悬架摆臂与转向节连接球销中心，T--过B点向减振器轴线引垂线的垂足，E--减振器轴线与转向节轴线交点，F--车轮中心，G--车轮接地点，P--转向节臂球销中心，S--转向梯形断开点。 图2麦弗逊悬架机构简图 图2中，O，D，S点在悬架运动过程中保持不变，其坐标值可由设计图纸确定，即： ； ； （1） B点的初始位置(即悬架的平衡位置)的坐标可由设计图纸确定，即： （2） 为摆臂轴线在X-Y平面内的投影角（俯视图投影角），为摆臂轴线在X-Z平面内的投影角（侧视图投影角），其数值由设计图纸确定。规定按右手定则绕坐标轴正向旋转时为正，反向旋转时为负。按图2 所示，，的符号根据右手定则都为正。 由投影角，可确定摆臂摆动轴线L1的方向余弦为： （3） 当车