幾種獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性對(duì)比研究

徐菡玲+++李劭宸

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)汽車的性能的要求逐漸提升。汽車在行駛的過程中依靠車輪起到支撐以及行駛的目的。但是車輪在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中會(huì)出現(xiàn)彈性躍動(dòng)現(xiàn)象，影響了汽車的駕駛體驗(yàn)。懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性方面的一些參數(shù)是車輪產(chǎn)生彈性躍動(dòng)的重要因素，面對(duì)這種狀況，通過科學(xué)手段將這些參數(shù)控制在較小的范圍內(nèi)，會(huì)使車輪的彈性躍動(dòng)現(xiàn)象較少發(fā)生，進(jìn)而提高了汽車的性能。文章分析了針對(duì)獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行對(duì)比的意義，設(shè)定了獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性對(duì)比前提，展開了各種獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的描述，闡述了幾種獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性的對(duì)比情況。

關(guān)鍵詞：獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)；汽車；駕駛體驗(yàn)

我國(guó)的汽車行業(yè)出現(xiàn)了較為蓬勃的發(fā)展局面，人們的物質(zhì)生活水平不斷提高，對(duì)于汽車的使用要求也出現(xiàn)了較大的變化，在這種情況下，針對(duì)汽車的性能進(jìn)行提高成為整個(gè)汽車行業(yè)發(fā)展的重要推力。從力學(xué)角度進(jìn)行分析，汽車的懸架構(gòu)造在進(jìn)行運(yùn)作的過程中會(huì)對(duì)車輪產(chǎn)生一定的影響，使其出現(xiàn)跳動(dòng)的現(xiàn)象，讓汽車在行駛的過程中發(fā)生顛簸的情況，影響了駕駛?cè)藛T的駕駛體驗(yàn)，阻礙了汽車行業(yè)的進(jìn)步。

1 針對(duì)獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行對(duì)比的意義

我國(guó)的汽車行業(yè)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而出現(xiàn)了巨大進(jìn)步，人們?cè)谏钇焚|(zhì)提升之后，對(duì)于汽車的行駛速度要求逐漸嚴(yán)格。汽車行業(yè)技術(shù)的提升使得汽車的行駛速度隨之提升。在傳統(tǒng)背景下，設(shè)計(jì)人員在對(duì)懸架進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，將設(shè)計(jì)的重點(diǎn)傾向于安全舒適，之所以出現(xiàn)這種現(xiàn)象，是因?yàn)闄n期的汽車生產(chǎn)常常將鋼板彈簧等安置在汽車之中，其本身能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)導(dǎo)向，在汽車在行駛的過程中遭遇的形變可能相對(duì)較小，使得設(shè)計(jì)的側(cè)重只能傾向于減振方面，但是這樣的結(jié)果便忽視了懸架的導(dǎo)向性。我國(guó)的高速公路的建設(shè)情況不斷發(fā)展，汽車提速的進(jìn)程不斷被更新，而懸架的運(yùn)動(dòng)特性參數(shù)會(huì)對(duì)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生彈性躍動(dòng)效應(yīng)，使得汽車的架勢(shì)體驗(yàn)受到影響，因而引起汽車行業(yè)的的高度重視，針對(duì)汽車懸架進(jìn)行相應(yīng)的研究具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

2 獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性對(duì)比前提

在進(jìn)行獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性對(duì)比之前，由于幾種獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)之間存在一定差別，因而必須將其統(tǒng)一在一定的前提條件下進(jìn)行對(duì)比才能夠具有現(xiàn)實(shí)意義，由于獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)的主要影響對(duì)象為車輪，因此必須對(duì)車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)的情況進(jìn)行研究，則必須建立相應(yīng)的坐標(biāo)系，以此來對(duì)其進(jìn)行數(shù)學(xué)性的分析，使車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)情況得到較為清晰的分析。將車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)距離設(shè)定為300mm，將懸架的下橫臂平直安置，轉(zhuǎn)動(dòng)方向設(shè)為坐標(biāo)系橫軸，幾種懸架的上橫臂方向?yàn)榭v軸。在達(dá)到滿載平衡的時(shí)候，每種懸架的各種力學(xué)角度都處于相等的狀態(tài)，主銷內(nèi)傾角以及其虛擬形式的移動(dòng)距離均相同，車輪在進(jìn)行接地仿真的過程中，觸地點(diǎn)不變[2]。

3 各種獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性描述

3.1 麥?zhǔn)蠎壹?/p>

當(dāng)前，麥?zhǔn)蠎壹茉谄嚨膽?yīng)用最為廣泛，因此對(duì)其進(jìn)行的學(xué)術(shù)研究相對(duì)較多。針對(duì)設(shè)定的坐標(biāo)系，需要對(duì)其形成的各種力學(xué)角度進(jìn)行描述。車輪的上下擺臂對(duì)車輪各種參數(shù)擾動(dòng)相對(duì)較強(qiáng)，比如側(cè)滑量以及傾壓核心度等。能夠起到方向轉(zhuǎn)換作用的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)對(duì)于前束角的擾動(dòng)效應(yīng)相對(duì)較強(qiáng)，而對(duì)主銷內(nèi)傾角的影響則處于正常范圍之內(nèi)。針對(duì)這個(gè)方面，雙橫懸臂式懸架則呈現(xiàn)出參差不齊的狀況，針對(duì)上橫臂的坐標(biāo)系節(jié)點(diǎn)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，可以對(duì)上下懸架運(yùn)動(dòng)的行程比造成相對(duì)較強(qiáng)的移變作用[3]。

3.2 單縱臂式

單縱臂式懸架的本身設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，傾軋中心相對(duì)較高，可以在側(cè)傾度較強(qiáng)的情況下表現(xiàn)出較強(qiáng)的抗壓特性，但是其在運(yùn)行的過程中輪距的變動(dòng)相對(duì)較強(qiáng)，造成輪胎與地面之間的摩擦加劇，影響了輪胎的使用壽命。

主銷后傾可以讓汽車在行駛的過程中能夠沿著直線前進(jìn)，其能夠在速度較快的情況下表現(xiàn)出較為優(yōu)越的性能，如果汽車出現(xiàn)主銷前傾的狀況，就會(huì)使得汽車的行駛過程變得不夠穩(wěn)定[4]。

單縱擺臂在進(jìn)行擺動(dòng)的過程中會(huì)對(duì)車輪的側(cè)滑量的擾動(dòng)效應(yīng)較高，其在運(yùn)行的過程中對(duì)前束角的影響相對(duì)較大，對(duì)主銷內(nèi)傾角的作用也相對(duì)較為較為明顯。但是發(fā)動(dòng)機(jī)的按照位置對(duì)此會(huì)產(chǎn)生一定影響，懸架支點(diǎn)的位置應(yīng)該控制在一定的范圍內(nèi)。

3.3雙縱臂式

這種懸架擁有兩個(gè)縱臂，且其在長(zhǎng)度上設(shè)定相同，具有平行四邊形的特性。如此的設(shè)定使得車輪在運(yùn)動(dòng)的過程中，主銷后傾角處于穩(wěn)定狀態(tài)。針對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行分析的方式與上述幾種方式之間的差別相對(duì)較小，其呈現(xiàn)出的拋物線開口向下，形成兩條虛擬圖像，對(duì)于各種角度的擾動(dòng)現(xiàn)象的描述相對(duì)較為簡(jiǎn)單。其前束角的變化呈現(xiàn)雙曲線的形勢(shì)，變動(dòng)幅度相對(duì)較大。在其側(cè)傾中心方面，則呈現(xiàn)出直線的線性形式，面對(duì)如此的情況，還可以根據(jù)參數(shù)的變化產(chǎn)生相應(yīng)的變化線性[5]。

3.4 雙叉臂式

利用一些特殊的字母結(jié)構(gòu)代替原本的雙橫臂式懸架便產(chǎn)生了雙叉臂式獨(dú)立懸架。其在橫向剛度上表現(xiàn)較為良好，可以在傾軋較強(qiáng)的情況表現(xiàn)較為穩(wěn)定，能夠與地面之間形成良好的摩擦狀況，路面行駛體驗(yàn)較為舒適。但是其研發(fā)制造需要投入較多資金，而且其參數(shù)相對(duì)繁復(fù)，信號(hào)回饋速度相對(duì)較慢。

其外傾角的擴(kuò)張?zhí)匦暂^為明顯，當(dāng)其變化到一定程度的時(shí)候，參數(shù)受到的波動(dòng)影響更大。其前束角在變化的過程中相對(duì)波動(dòng)幅度較大，而其側(cè)滑量方面與上述幾種分析的差別不大。

4 幾種獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性對(duì)比

針對(duì)以上幾種獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特殊的前束角以及側(cè)滑量等參數(shù)的數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比可以分析出對(duì)比結(jié)果。

其實(shí)，每種懸架都具備優(yōu)化的空間，可以通過改進(jìn)實(shí)現(xiàn)某些特定運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的縮小，進(jìn)而使得汽車的性能得到提高，在這個(gè)方面雙縱臂式表現(xiàn)最佳。在外傾角方面，可以通過改進(jìn)使其數(shù)值低于1°，前束角的數(shù)值可以縮小到0.1°以下，在這個(gè)方面雙叉臂式表現(xiàn)最佳。

其實(shí)，通過數(shù)據(jù)可以分析出以上幾種懸架的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)之間的差別，進(jìn)而區(qū)分出哪一種懸架的表現(xiàn)較為良好，針對(duì)這種情況進(jìn)行分析可知，對(duì)于每種懸架進(jìn)行的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性進(jìn)行分析必須結(jié)合實(shí)際情況在各種數(shù)據(jù)的支持下進(jìn)行，測(cè)繪出分析坐標(biāo)系，然后各種情況進(jìn)行考量，運(yùn)用已有的動(dòng)力學(xué)知識(shí)對(duì)其進(jìn)行描述，便可以得出較為精確的結(jié)果。

各種結(jié)果數(shù)據(jù)的現(xiàn)實(shí)作用就是為汽車的改進(jìn)提供數(shù)據(jù)支持，失去現(xiàn)實(shí)意義的數(shù)據(jù)是冰冷無用的。我國(guó)的汽車行業(yè)相對(duì)外國(guó)先進(jìn)地區(qū)來說較為落后，如果想實(shí)現(xiàn)較為強(qiáng)勁的發(fā)展，必須針對(duì)其具體部件的特性進(jìn)行分析。

5 結(jié)束語(yǔ)

幾種獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)特性對(duì)比分析可知，每一種懸架都具備改進(jìn)的空間，可以通過優(yōu)化手段使其運(yùn)動(dòng)學(xué)特性參數(shù)控制在更小的范圍內(nèi)，如此便提高了汽車的使用性能，在如此的情況下，針對(duì)各種情況進(jìn)行考察，汽車行業(yè)對(duì)汽車的性能進(jìn)行提升，有利于其自身發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]胡景煌，李明紅，汪文龍.四連桿式獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與優(yōu)化[J].天津工程師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2010（03）：115-116.

[2]王其東，李明紅，洪洋.四連桿式獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)學(xué)分析與優(yōu)化[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2010（07）：117-118.

[3]于海波，李幼德，門玉琢，鄧陽(yáng)慶.雙橫臂獨(dú)立懸架ADAMS建模及運(yùn)動(dòng)特性分析[J].汽車技術(shù)，2010（03）：116-118.

[4]朱浩，賈曉紅，趙景山.直線導(dǎo)引型前獨(dú)立懸架及轉(zhuǎn)向桿系的設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)仿真[J].汽車工程，2010（07）：145-146.

[5]郝海生，黃勇，庹永恒，基于ADAMS/CAR的汽車前懸架仿真分析[J].北京汽車.2011（04）：178-179.endprint