悬架系统与底盘平台的匹配 - 图文(3)

图17

5-3 主销后倾角：

后倾角的作用和影响： 后倾角的作用是使转向车轮转向后能自动复位，保持直线行驶能力。如图18

所示。

图18

5-4．主销内倾角：如图19所示。

主销内倾角的作用：1）减少转向操纵力

2）减少路面对方向盘的“反冲”力。

3）减轻跑偏现象，改善直线行驶的稳定性。偏置距（摩擦半径）的变化见图20。

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图19

图20

5-5． 推进角

后轮总前束的平分线称为推进线，合格的车辆其推进线应与车体中心线重合。如果后轮前束不标准，

其推进线和车体中心线不重合形成夹角，则必然造成偏行。此夹角叫做推进角。如图21所示。

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图21

6．乘用车的行驶平顺性

汽车行驶中，不平路面的冲击传给车身后引起三维振动；加、减速、制动、转向等操作都将会引起车身的垂

直、纵向及横向振动。有时这种强烈的车身振动将迫使司机降低车速，同时也会加大动载荷，进一步引起零

部件的磨损。因此，轿车在一般使用速度范围内行驶时，保证乘客不会因振动而导致不舒适感觉的性能，称之为轿车行驶平顺性。

轿车行驶平顺性的评价方法，通常根据振动对人体的生理反应来确定的。轿车是一个多质量的复杂的振动系

统，车身通过悬架的弹性元件与车桥相连接，又通过具有弹性的轮胎与地面相接触，而发动机也通过橡胶悬置与车身相连。当它们承受外激力作用时，轿车将产生极为复杂的振动。为便于了解及分析轿车的基本振动

规律，人们常将此复杂振动系统简化为两个质量的振动系统，即悬架质量（簧上质量）M与非悬架质量（簧下质量）m两部分组成。如图22所示。

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图22

悬架质量（簧上质量）M是指由弹性元件所支撑的质量。例如车身及其内外饰件质量、乘员、燃料及辅料质量、动力总成及其附件质量、安装在车身上的底盘件质量等。

非悬架质量（簧下质量）m是指不通过弹性元件所传递的那些质量。例如车轮及轮胎的质量、制动器总成质

量、后轴质量等。然而，相连于M及m之间的元件质量，如弹性元件、导向机构杆件、减震器、转向横拉

杆及传动轴等。通常要将它们重量的一半计入悬架质量，另一半计入非悬架质量中去。

就悬架质量M而言，其振动具有六个自由度；即沿X、Y、Z轴作线性振动及绕此三个轴作角振动。如图23

所示。

图23

根据经验，影响平顺性最大的振动是悬架质量M沿Z轴向的垂直振动和绕Y轴的纵向角振动。为了便于分析，进一步将系统简化为如图24所示4个自由度的平面模型。在此模型中，忽略轮胎的阻尼，同时将悬架质量M分解为在前、后轴上的悬架质量M1 及 M2以及重心C上的联系质量M3 ，这3个集中质量由无质量的刚性杆连接，它们之间应满足3个条件：

1） 总质量保持不变

2）

M1 + M2 + M3 =M

重心位置不变

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M1a - M2b =0

3）

转动惯量值保持不变

22 2

Iy =Mρy = M1a+ M2b

解此3个方程后得出：

M1 = Mρy2 / aL

M2= Mρy2 / bL

M3= M（1-ρy2 / ab）

式中

ρy 绕横轴Y的回转半径 a，b 车身重心至前、后轴的距离

L 轴距

使ε=ρy2 / ab ε的物理意义是悬架质量分配系数，当它等于1时，联系质量M3=0，大部分现代轿车ε

=0.8-1.2，即接近1。在ε=1的情况下，前、后轴上悬架质量M1、M2在垂直方向上的运动是相互独立的。

换句话说，当轿车行驶在不平的道路上而引起振动时，质量M1运动而质量M2不运动；反之亦然。因此，在

特殊情况下，我们可以分别讨论前、后单质量系统的自由振动。如图24所示

图24 6-1 单质量系统的自由振动

单质量系统的自由振动是分析轿车振动的最基本的手段。它是由悬架质量M、弹簧刚度C、减震器阻尼系

数K组成。q是输入路面的不平度函数。

该系统的自由振动可由以下齐次方程来描述：

Mz’’+δz‘ + Cz= 0

令 2n =δ/M，ω0=C/M 后可以置代为下式 z’’+2nz‘ + ω02z = 0

该微分方程的解为： z = Ae-n t Sin〔（ω02 – n2 ）1/2 t +a〕

将上式绘制成A-t（振幅—时间）曲线，如图25所示。

曲线指出：有阻尼自由振动时，质量M以圆频率（ω02 – n2 ）1/2振动，其振幅按e-nt 衰减。

221/2

有阻尼自由振动时的固有频率 ωd=（ω0 – n ） ，

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