标志308前悬架设计文献综述
2020-04-14 20:10:43
本设计课题为:标致308前悬架设计。标致是第一批进入中国的“老资格”汽车品牌,标致308定位为紧凑型三厢轿车,迎合了中国人对三厢车的喜好,既可载人,又可载物,尤其是中国人注重家庭概念,标致308也在一定程度上适合家庭出游。因此对于标致308而言,其操纵性、舒适性、通过性、安全性[1]要求更高,故而对其悬架系统的性能提出更高的要求。
那么对于标致308而言,其悬架应满足:(1)保证汽车有良好的行驶平顺性;(2)有合适的减振性能;(3)保证汽车有良好的操纵稳定性;(4)有适当的抗侧倾能力,汽车制动和加速时有良好的抗“点头”、抗“仰头”的能力;(5)能可靠地传递车轮与车身间的一切力和力矩,零部件质量轻并有足够的强度和寿命;(6)有良好的隔声能力;(7)结构紧凑、占用空间尺寸要小[2]。本设计通过选用合适的制造材料和悬架的结构形式,从根本上提高悬架零部件的强度及使用寿命,降低生产成本,选取最优化的性能参数,以保证汽车的行驶平顺性,提高汽车的性价比。
现代汽车的悬架尽管有各种不同的结构形式,但一般都由弹性元件、减振器和导向机构三部分组成,分别起到缓冲、减振和导向作用,三者的共同任务则是传力[3]。
根据控制形式不同,将悬架分为被动悬架和主动悬架两种类型[4]。
被动悬架主要由弹性支承和阻尼器组成,无外部能量输入,弹簧刚度和阻尼系数不可调节,在汽车行驶过程中无法随外部路况而改变,只能保证在一种特定路面和速度下达到性能最优,该结构简单,性能稳定,经过不断的改进和发展,现在技术已经相当成熟。但是由于现实对于平顺性和操纵稳定性的要求不一样,因此对悬架参数的要求也不一样,故该结构不能满足现在汽车工业发展的需要。
主动悬架的悬架系统刚度和阻尼特性能根据汽车的行驶条件(车辆运动状态和路面状况等)进行动态自适应调解,使得悬架系统始终处于最佳减振状态[5]。主动悬架优点众多,可以控制车身高度、提高汽车通过性、还能兼顾汽车平顺性与操纵稳定性等,其缺点是结构和控制复杂,增加整车重量和生产成本。主动悬架按其是否包含动力源又可分为四类:有源主动悬架(全主动悬架)、部分有源主动悬架(慢主动悬架)、无源主动悬架(半主动悬架)、馈能型主动悬架[6]。相对于被动悬架而言,主动悬架更受到车辆工程界的重视。例如装置了主动悬架系统的法国雪铁龙桑蒂雅,该车悬架系统的中枢是一个微电脑,悬架系统上的5种传感器分别向微电脑传送车速、前轮制动压力、踏动油门踏板的速度、车身垂直方向的振幅及频率、转向盘角度及转向速度等数据[7] [8]。电脑不断接收这些数据并与预先设定的临界值进行比较,选择相应的悬架系统状态。同时,微电脑独立控制每一只车轮上的执行元件,通过控制减振器内油压的变化产生抽动,从而能在任何时候、任何车轮上产生符合要求的悬挂系统运动。
根据汽车导向机构不同,将悬架分为非独立悬架和独立悬架两种类型[3] [4]。
非独立悬架的结构特点是两侧车轮由一根整体式车架相连,车轮连同车桥一起通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身的下面。非独立悬挂系统具有结构简单、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[9]。
独立悬挂系统是每一侧的车轮都是单独地通过弹性悬挂系统悬挂在车架或车身下面的[10] [11]。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[12] [13];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,独立悬挂系统存在着结构复杂、成本高、维修不便的缺点[14]。独立悬挂系统又可分为横臂式、纵臂式、多连杆式、烛式以及麦弗逊式悬挂系统[3] [15]等。
对于汽车来说,悬架系统是其重要总成之一,它把车架(或车身)与车轴(或车轮)弹性地连接起来[3]。悬架可以传递车轮和车架间的一切力和力矩,缓和由不平路面传递给车架的冲击载荷,保证车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性,从而保证汽车的平顺行驶[2]。因此,悬架对于整车的意义十分重大。在轿车的技术规格表中,悬架往往被列为重要部件,作为衡量轿车质量的重要指标之一。完善的悬架系统可以很好的缓解车辆受到的冲击,加强汽车的操纵稳定性、平顺性和通过性,给驾驶员带来较好的操作体验及驾驶乐趣。同时也能减轻乘客受到车辆振动而引起的不良反应,如头晕等,给乘客较好的乘坐体验。