汽车悬架优化设计 - 毕业设计论文

汽车悬架优化设计_毕业设计论文

4.4.4主销内倾角的优化……………………………………………………… 23 4.4.5轮距优化………………………………………………………………… 23 4.4.6各定位参数同时优化…………………………………………………… 24 4.4.6.1前束优化后的图形…………………………………………………… 25 4.4.6.2车轮外倾角优化后的图形…………………………………………… 25 4.4.6.3主销后倾角优化后的图形…………………………………………… 25 4.4.6.4主销内倾角优化后的图形…………………………………………… 25 4.4.6.5轮距变化优化后的图形……………………………………………… 26 4.4.6.6各参数优化前后的数值表…………………………………………… 26 4.4.6.7小结…………………………………………………………………… 27

结论…………………………………………………………………………………27 致谢…………………………………………………………………………………27 参考文献……………………………………………………………………………27

汽车悬架优化设计_毕业设计论文

引言

汽车悬架是汽车一个非常重要的部件。汽车悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。另外，悬架系统能配合汽车的运动产生适当的反应，当汽车在不同路况作加速、制动、转向等运动时，能提供足够的安全性，保证操纵不失控。所以，悬架是汽车底盘中最重要、也是汽车改型设计中经常需要进行重新设计的部件。汽车行驶中路面的不平坦、凸起和凹坑使车身在车轮的垂直作用力下起伏波动，产生振动与冲击；加减速及制动和转弯使车身产生俯仰和侧倾振动。这些振动与冲击会严重影响车辆的平顺性和操纵稳定性等重要性能。悬架作为上述各种力和力矩的传动装置，其传递特性能的好坏是影响汽车行驶平顺性和操纵稳定性最重要、最直接的因素。只有当汽车底盘配备了性能优良的悬架，才会得到整车性能优良的汽车。

悬架按照结构分大体可以分为独立式悬架和非独立式悬架。非独立悬架具有结构简单、成本低、强度高、保养容易、行车中前轮定位变化小的优点，但由于其舒适性及操纵稳定性都较差，在现代轿车中基本上已不再使用，多用在货车和大客车上。独立悬架是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬架悬挂在车架或车身下面的。其优点是：质量轻，减少了车身受到的冲击，并提高了车轮的地面附着力；可用刚度小的较软弹簧，改善汽车的舒适性；可以使发动机位置降低，汽车重心也得到降低，从而提高汽车的行驶稳定性；左右车轮单独跳动，互不相干，能减小车身的倾斜和震动。不过，独立悬架存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点。现代轿车大都是采用独立式悬架，按其结构形式的不同，独立悬架又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬架等。麦弗逊悬架因为其结构简单、制造成本低、节省空间方便发动机布置等优点被广泛地运用。大到宝马M3，保时捷911这类高性能车，小到菲亚特STILO，福特FOCUS，甚至国产的哈飞面包车前悬挂都是采用的麦弗逊式设计。

当前，中国汽车企业大多侧重于汽车整车的研发，而忽视了汽车主要零部件和相关配套产业的提供。然而从某种意义上讲，整车对于汽车产业不是最重要的，最重要的还是汽车关键零部件的创新和发展。关键零部件的科技含量综合体现汽车整车的创新能力和品牌建设能力。我国在底盘的集成设计及开发领域开发设计起步较晚，设计和制造水平远远落后于国外发达国家。国内大多数整车及零部件制造企业都没有掌握悬架系统的自主设计和开发技术，大多数为引进外国技术进行复制开发和生产，几乎可以说国内企业的底盘技术基本上都是照搬过外的，没有任何自己的技术。

在现代的工程研究领域，计算机仿真己成为热门研究课题。借助计算机的快速计算能力，人们不仅可以求出所需要的数值结果，还可以模拟出工程中的具体情况，以便人们可以直观的进行分析研究，我们称为计算机仿真技术。今天的机械系统仿真技术研究中，大多以多体系统理论作为研究上的理论基础。计算多体系统动力学的产生极大地改变了传统机构动力学分析的面貌，使工程师从传统的手工计算中解放了出来，只需根据实际情况建立合适的模型，就可由计算机自动求解，并可提供丰富的结果分析和利用手段；对于原来不可能求解或求解极为困难的大型复杂问题，现可利用计算机的强大计算功能顺利求解；而且现在的动力学分析软件提供了与其它工程辅助设计或分析软件的强大接口功能，它与其它工

1

汽车悬架优化设计_毕业设计论文

程辅助设计和分析软件一起提供了完整的计算机辅助工程(CAE)技术。

本文首先通过查阅相关资料以及到实验室进行实地观察以了解麦弗逊悬架的结构。以某实际车辆所给出的整车参数，运用传统设计方法进行了麦弗逊悬架的结构设计，得出了悬架各主要部分螺旋弹簧以及减振器的基本参数。运用autocad软件画出了麦弗逊悬架的整套图纸，对悬架的各细节部分作出了基本完善。在此基础上，运用三维建模软件proe画出了麦弗逊悬架的整体结构。最后利用仿真软件ADAMS对悬架系统进行了仿真分析，接着对悬架系统中的有关安装，长度，位置的16个参数（变量）进行了优化分析，使得悬架的各定位参数都能达到要求的范围内。基本上完成了麦弗逊悬架的设计。

通过本次研究，完成了麦弗逊悬架的绘制，建立了麦弗逊悬架的三维模型，能够对建立起的系统进行仿真分析，能够得出悬架各个参数对悬架性能的影响图形。希望对麦弗逊悬架的设计方法是一个有益的探索。

2

汽车悬架优化设计_毕业设计论文

第一章 麦弗逊悬架的结构设计

1.1 主要技术参数的选择

1：外形尺寸（mm） 2：轴距（mm） 长宽高 59103670 19932375 3：前轮距（mm） 1710 4： 后轮距（mm） 1716 5：前悬/后悬（mm） 6：轴荷（数目与轴数对应）（kg） 7：轴数 8:轮胎数 9：总质量（kg） 1005/1235 1730/2250 2 4 3980 10：排放依据标GB17591-2005中准 国III阶段 GB3847-2005 11：钢板弹簧片-/3 数（前/后） 12：整备质量2730 （kg） 13：驱动形式 前置后驱 14：最高车速（km/h） 15：排放水平 16：防抱死制动系统 17：发动机型号 130 国III ABS 25.生产企业 92 17SOFIM8140.43S3 南京依维柯汽2798 车有限公司发动机分公司 215/75R16LT 轮胎规格： 215/75R16CT

1.2 确定悬架刚度

若不考虑轮胎和减震器的影响，则车身固有频率n0，可按下式计算。

n0=ω0/2π=（HZ）

式中 ω0-----固有角振动频率，rad/s； C------悬架刚度，N/m； M----簧载质量，kg。

由实验得知，为了保持汽车具有良好的平顺性，车身振动的固有频率应为人体所习惯的步行时身体上、下运动的频率1~1.4HZ。车身固有频率n0低于3HZ就可以保证人体最敏感的4—8HZ处于减振区。n0值越低，车身加速度的均方根值越小。但在悬架设计时，n0值不能选的太低，这主要是n0值降低，悬架的动挠度fd就增大，在不知上若不能保证足够大小的限位行程，就会使限位块撞击的概

3