双叉臂悬架空气弹簧减振器总成下点连接形式的选取研究-绵羊汽车生活记录

摘要：著作紧要对差异布局地势的双叉臂悬架兴办了DMU模子，针对正在悬架动态运动经过中滑柱总成转动角度区别举办了仿真剖释，并对该毗连点运用衬套如故球销的采纳

摘要：著作紧要对差异布局地势的双叉臂悬架兴办了DMU模子，针对正在悬架动态运动经过中滑柱总成转动角度区别举办了仿真剖释，并对该毗连点运用衬套如故球销的采纳规则举办了阐扬，为后续车型的开拓供应了参考。

短序氛围弹簧是正在一个密封容器中充入压缩氛围，运用气体可压缩性告竣其弹性效率。氛围弹簧具有较理念的非线性弹性个性，乘坐舒坦性好，配合传感器和ECU后，遵循差异道况和驾驶员主观愿望举办车身高度调治。日常行使正在阔绰轿车或SUV上，如道虎揽胜、玛莎拉蒂Levante、特斯拉Model X、蔚来ES8等。

装备氛围弹簧车辆的前悬架均为双叉臂悬架，由氛围弹簧和减振器构成滑柱总成，其上端与车身毗连，下端与下掌管臂毗连。不过正在滑柱总成下端与下掌管臂毗连处，有的车型运用衬套毗连，如图1所示为沃尔沃XC 90的毗连式样；有的车型运用球销毗连，如图2所示为奔跑S级的毗连式样。

本文针对差异地势的双叉臂悬架举办电子样机(DMU) 运动剖释，获得悬架运动经过中弹簧和减振器之间的相对转动角度，揭示了正在滑柱总成下毗连点处运用衬套或球销毗连的区别及其缘由，并通过CAE仿真验证了运用球销毗连也许告竣偏护氛围弹簧的目标。

古代的麦弗逊悬架紧要由弹簧和减振器组成的滑柱总成、下掌管臂、转向节和安定杆体例构成。而双叉臂悬架比拟麦弗逊悬架众了一个上掌管臂，不只必要占用较大的空间，况且其定位参数较难确定，于是小型轿车的前桥出于空间和本钱探讨日常不会采用此种悬架。但其具有侧倾小、可调参数众、轮胎接地面积大、抓地职能上等特性，于是绝大局部高职能车的前悬架均选用双叉臂悬架。

双叉臂悬架的下掌管臂安置地势有两种：一种为单个A形摆臂，内侧通过2个衬套与副车架毗连，外侧通过球销与转向节毗连，如图3所示的沃尔沃XC 90；另一种为2个一字臂，均是内侧通过衬套与副车架毗连，外侧通过球销与转向节毗连，如图4所示的奔跑S级。

双叉臂悬架的主销上点为上掌管外球销点，主销下点则差异。对待1个下掌管臂来说，主销下点是下掌管臂的外球销点; 而对待2个下掌管臂来说，主销下点是2个下掌管臂延迟线的交点。由此可能看出，当采用2个下掌管臂安置地势时，正在无别轮距的环境下可能告竣更大的主销内倾角，从而供应更大的车循环正力矩。主销是车轮转向时的反转核心，采用2个下掌管臂安置地势，通过主销下点的外移也许缩短主销与车轮核心间的隔绝，即减小了车轮转动时的力臂，使得转向越发简捷。

二、DMU运动剖释悬架体例正在车辆运转经过中平素处于运动状况，为了校核悬架体例正在此经过中各零部件的相对职位合联，必要举办DMU运动剖释。针对单个A形下掌管臂的双叉臂悬架，可能兴办如图5所示的运动副合联。上掌管臂和下掌管臂均是内侧转动、外侧球铰；滑柱总成上下端均为U形，弹簧和减振器之间为圆柱; 转向机相对整车坐标系为滑动，与转向拉杆之间为U形，转向拉杆与转向节之间为球铰; 轮心与辅助块之间为点曲面，辅助块相对整车坐标系为Z向滑动；安定杆体例( 安定杆+安定杆连杆) 为随动体例，不影响悬架运动轨迹，可轻视。图5 单个下掌管臂双叉臂悬架DMU模子

为了使机构的职位得以确定，必需给定独立的广义坐标的数目，称为机构的自正在度，其数目常以F表现。表1为各毗连点设备差异的运动副时具有的自正在度，参考表1实质对该体例举办自正在度揣测：总共8个物体自正在度共48，减去被各运动副统制的自正在度46后，可获得F = 2，差异为辅助块相对待坐标系的Z向滑动( 即轮跳) 和转向齿条的横向滑动，适合实质运动法则。

同理，针对2个下掌管臂的双叉臂悬架，可能兴办如图6 所示的运动副合联。区别正在于2个下掌管臂均设备为内侧U 形、外侧球铰，体例各硬点职位、其他职位处运动副等均保留稳定。依旧参考表1实质对该体例举办自正在度揣测：总共9个物体自正在度共54，减去被各运动副统制的自正在度52后，可获得F = 2稳定，差异为辅助块相对待坐标系的Z向滑动( 即轮跳) 和转向齿条的横向滑动，适合实质运动法则。

对照表2和表3的结果可能看到，2个下掌管臂时滑柱总成中弹簧和减振器之间的相对转动角度范畴会明显大于单个下掌管臂时，从4.2 °把握( 从-1.5 ° ～ 2.7 °) 激增至18.3 ° 把握( 从-12.9 ° ～ 5.4 °) 。有别于麦弗逊悬架中的滑柱总成，双叉臂悬架中的滑柱总成中并不含有轴承布局，弹簧和减振器之间无法轻易举办相对转动。而滑柱上端通过装配支座与车身固联，以是该转角只可由滑柱总成下端毗连处告竣。大凡的螺旋弹簧正在径向上刚度足够大，齐备具备担当改变力矩的才具，此时通过滑柱总成下端毗连点处的衬套变形来告竣该转角没有题目。不过，氛围弹簧受自身个性的限定却无法担当改变力矩。氛围弹簧的气囊概况面由囊皮构成，一朝担当改变力矩便容易形成扯破，导致氛围弹簧漏气失效，耗损成效。此时滑柱总成下端毗连点处不行再运用衬套而必需运用球销。综上所述，当运用螺旋弹簧时，双叉臂悬架无论是单个下掌管臂如故2个下掌管臂，滑柱总成下端毗连处都可能运用衬套。而当运用氛围弹簧时，则需视环境而定：单个下掌管臂时转动角度很小，弹簧必要担当的改变力矩也很小，仍可运用衬套，如上文中的沃尔沃XC 90；2个下掌管臂时转动角度较大，为避免弹簧担当改变力矩，则需正在滑柱总成下端毗连处运用球销，如上文中的奔跑S级。

当确认了运用图7所示的球销之后，必要通过CAE仿真剖释来验证氛围弹簧是否只改变了很小的角度。正在CAE模子中，输入球销和氛围弹簧的刚度个性，考核正在悬架动态运动经过中，绕滑柱总成的轴线对象，滑柱总成相对待车身转动了众少度，此中有众少由球销转动告竣、众少通过氛围弹簧的自己改变告竣。