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类菱形车中悬架减振器设计与www.mg4355cc.com手机版

发布于:2018-11-26 21:05
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      所谓类菱形车就是在安全性方面采用类菱形布置,改变了传统汽车底盘按前后轴各两车轮的矩形布局,即一个车轮在前,一个车轮在后,中间两车轮并排。类菱形车结构布置与一般轿车结构布置对比示意简图,www.mg4355cc.com手机版对撞试验中,普通的四轮布置容易造成汽车迎面相撞时两车顶死,而类菱形汽车通常会擦肩而过,碰撞安全性得到显著提高。在两车追尾时,同等相对碰撞速度下,类菱形汽车对人体的伤害要比普通汽车小。两车侧撞时,由于普通布置的四轮汽车中间的刚性较弱,缓冲吸能区小,较易造成对乘员的伤害。而类菱形汽车中间有两个驱动轮,使抗侧撞的刚性和缓冲吸能区都大大增加。起初就是从改进碰撞安全的角度出发,采取了菱形布置。而且类菱形汽车具有三轴特点,比普通二轴汽车容易获得更好的平顺性,理论和实验都证明了这一点。如果采用电驱动,降低重心可很容易地通过合理布置电池做到。在汽车碰撞中,后排座椅可在不装安全带和安全气囊的条件下,也能保证乘员得到较好的保护。
      在空气动力学方面,类菱形车采用飞机设计的基础理论,使汽车在运行中的空气阻力降低至普通汽车的65%左右,可有效地节约能源。另外这种汽车也被设计成电动或者混合动力汽车,以满足对汽车环保性能的要求,减少空气污染。类菱形车中悬架中的羊角、上悬臂和下悬臂为实验室自行设计、自行命名的构件。羊角、上悬臂、下悬臂、减振器、车架、车轮总成和扭杆弹簧构成了类菱形车中悬架,结构如图所示。设计中,弹性元件扭杆弹簧通过花键和下悬臂连接;减振器通过运动铰和下悬臂连接,并对下悬臂产生阻尼作用;车轮总成和羊角在不考虑传动轴输入的情况下是固结在一起的;羊角分别与上悬臂和下悬臂通过球销铰链相连;上悬臂、下悬臂分别和车架通过球销铰链相连。减振器是产生阻尼的主要元件,其作用是使汽车振动迅速衰减,改善汽车行驶的平顺性,增强车轮与路面附着性能,减少汽车因惯性力引起的车身倾角变化,提高汽车操纵性和稳定性。另外,减振器还能够降低车身部分动载荷,延长汽车使用寿命。目前汽车使用的减振器主要是筒式减振器,其结构可分为双筒式、单筒充气式和双筒充气式三种。为保证悬架系统具有良好的振动特性,减振器阻力最好随汽车使用条件(如载荷、道路条件)变化而变化,即减振器阻力是可以调节的,本文选用的是双向筒式减振器。
      减振器的主要性能参数为车身相对阻尼系数和阻尼系数。在假设粘性阻尼情况下,对双向筒式减振器可用以下步骤进行初步概算。通常根据汽车平顺性、操纵性和稳定性的要求确定减振器的阻力特性。减振器阻力值能满足汽车有关操纵性、稳定性的要求,但不一定能满足汽车平顺性的要求;反之亦然。因此减振器阻力特性的选择应按所设计车型综合考虑汽车的平顺性、操纵性、稳定性。减振器装车后的基本参数,一般用相对阻尼系数小表示,即最佳范围为在此范围内汽车具有较好的舒适性与安全性。综合考虑舒适性和安全性,最终选择0.3。
      类菱形车中悬架刚度K=31.79N/m,簧上质量,由此计算得到选择减振器尺寸时主要考虑以下两点:在工作速度范围内油液压力适当,能够得到稳定的阻力,容易保证油封的可靠性;减振器具有足够的散热面积,可防止因油温过高引起阻力衰减或减振器早期失效。可根据减振器最大拉伸阻力和最大允许压力近似求出工作缸径。由于双筒减振器自身结构的特点,压缩阻力不可能太大,这样只考虑拉伸情况就可以了。拉伸阻尼系数与阻尼系数关系为:根据计算得到的D值和阻尼系数,在汽车减振器标准中选取减振器,国标JB1459确定的工作缸直径系列为:20mm,30mm,40mm,50mm,65mm,所以选取工作缸直径为20mm,故贮油筒直径D=30mm,壁厚取2mm。结构在动载荷作用下,位移、速度力都是时间的函数。利用ANSYS软件进行网格划分,施以正确的边界、初始条件和加载情况后,采用已有方法得到系统的联立方程组,通过求解器对其进行求解,就会得到相应的仿真分析结果。


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