四连杆悬架布置问题解决方法

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文章关键词:澳门新葡亰平台游戏,纵向推力杆

  四连杆悬架布置问题解决方法。四连杆悬架 V 型推力杆布置问题 1. 关于 V 型杆夹角的选择 (1) 从上、下杆受力均匀考虑 推力杆承受纵向力的频次(驱动、制动)比承受侧向力的频次(转弯、横坡)要多,我们先分析纵向 受力情况,

  四连杆悬架 V 型推力杆布置问题 1. 关于 V 型杆夹角的选择 (1) 从上、下杆受力均匀考虑 推力杆承受纵向力的频次(驱动、制动)比承受侧向力的频次(转弯、横坡)要多,我们先分析纵向 受力情况,见图 1。 设上、下杆均平行布置,距地面高度分别为 a 、 b ,作用在地面上的纵向力为 T (制动或驱动力,只 是方向相反),则上、下杆的杆向受力为: b ?T a?b a F2 = ?T a?b F1 = 多数情况下,布置成 a ≈ 2b ,即有: F1 = T F2 = 2T 这样,为使上、下杆受力均等,采用一根上杆,两根下杆,可得到合理的结构受力。同时,可以采 用上、下杆不等长、不平行的设计,侧倾时不存在干涉问题。 若上杆采用 V 形杆,由两根斜杆组成,其纵向受力情况见图 2。 1 , 上杆也属二力杆件, 只承受杆向力 R(不计铰接头扭转刚度和摩擦) 合力 R 和分力 F1 / 2 的关系是: R= F1 / 2 F1 = cos(θ / 2) 2 ? cos(θ / 2) 如果要使上杆与下杆在承受纵向力时的杆向力均等,则令: R = F2 / 2 = F1 = T cos(θ / 2) = 0.5 ∴ θ / 2 = 60° , θ = 120° 这说明采用 120° 以下的夹角,在纵向力作用时,澳门新葡亰平台游戏上杆受力不会大于下杆。 (2) 从承受侧向力时减轻上杆受力考虑 上杆侧向受力情况见图 3。二力杆件承受的杆向力为: 2 R= L/2 L = sin(θ / 2) 2 ? sin(θ / 2) 当 θ = 120° 时, R = 0.577 L 为了保证上杆的侧向投影杆长不能太短,以获得较好的车轴运动轨迹, θ 不可能选太大。现有的 V 形 杆夹角多数是 57° 和 76° ,个别的有 48° 。这几种布置的杆向力分别为: θ = 48° 时, R = 1.23L θ = 57° 时, R = 1.05 L θ = 76° 时, R = 0.812 L 显然,夹角 θ 越大,V 形杆在承受侧向力时杆向力越小,但承受纵向力时杆向力越大。若与下杆受力 情况对比,V 形杆有富裕的承载能力,所以 θ 角应尽可能选大些。当然,对于有车架纵梁结构的,V 形杆 的固定端往往要布置在纵梁外侧。 2. 关于 V 形杆固定端、活动端跨距的选择 (1) 固定端跨距大,活动端小(倒八字) 多数设计采用这种布置,见图 4。由于下纵杆平行于汽车纵轴线,其瞬心在无穷远,故对侧向运动没 有约束。上 V 形杆的交点 O 为车轴相对车身的瞬时转动中心,由它约束两者的侧向和纵向运动,即,车轴 只能绕该点相对车身作水平转动。但由于纵杆的杆向约束,限制了两者的相对水平转动,也就是说,上、 下杆共同约束了车轴对车身的侧向和纵向运动。以上分析只是对刚性、无间隙的铰接头来讲是正确的。 3 现代的悬架推力杆铰接头普遍采用橡胶衬套,沿杆向、垂直杆向、以及扭转都有一定弹性。以下来分 析这种弹性约束的影响。 从图 4 可见,车轴承受侧向力 L 时,对瞬心 O 产生一个力矩 M = L ? m 。因为偏距 m 不大,所以偏转 力矩也不大,相应的弹性变形也较小,即,上杆的切向位移 u 较小。 其次,下杆活动端距瞬心也较近,因此,其切向位移 v 及其纵向、侧向位移分量 x 、 y 也较小。这就 是,车轴相对车身的偏转位移较小。 还有,下纵杆活动端至瞬心的连线与汽车横轴线的交角 α 较小,使切向位移 v 沿杆向(纵向)的分量 x 相对较大。而推力杆杆向约束(即刚度)比侧向约束要大得多,所以下纵杆能更有效地控制车轴的偏转 及侧移。 总之,这种布置对车轴的偏转、侧移提供了较强的约束。 (2) 固定端跨距小,活动端大(正八字) 少数设计采用这种布置,见图 5。行驶中出现强烈摆振现象,以致设计被否定。 4 从图 5 可见,车轴承受侧向力 L 时,由于偏距 m 很大,澳门新葡亰平台游戏对瞬心 O 的偏转力矩 M = L ? m 也大,所有的 偏转变形即切向位移 u 、 v 及其分量 x 、 y 均较大。 此外,下纵杆活动端至瞬心的连线与汽车横轴线的交角 α 很大,使切向位移 v 沿杆向(纵向)的分量 x 相对较小,而侧向位移分量 y 相对较大。因为推力杆杆向约束强,侧向约束弱,结果是下杆对偏转及侧 移的控制变差。 总之,这种布置对车轴的偏转、侧移的约束力较差。 3. 结论 (1) 在保证杆长的前提下,上 V 形杆的夹角应尽量选大些,但不能超过 120° 。 (2) 固定端跨距大,活动端小(倒八字)的布置比较合理,而且应尽量使车轮接地点与 V 形杆的交点 (瞬心)位于同一横向垂直面里。 (3) 固定端跨距小,活动端大(正八字)的布置对车轴侧向运动的约束差,容易引起侧向摆振,尽量 不采用。若因结构上的原因非要采用,应有相应措施,如: ① 采用刚度很大的铰接头,甚至采用刚性球头; ② 在车轴上加装横向传力杆,干涉的问题由橡胶铰接头的变形吸收,类似 A 形架要加一根横向推力杆。 5

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