悬架系统计算报告

编号：版本号：V1.0悬架系统计算报告项目名称：编制：校对：审查：会审：标准化：审核：批准：2014年03月1修订记录序号修订日期页码原文内容修订内容备注（修订原因）2目次1概述..........................................................................................................................11.1计算目的.......................................................................................................11.2悬架系统基本方案介绍...............................................................................11.3悬架系统设计的输入条件...........................................................................12悬架系统的计算......................................................................................................22.1弹簧刚度.......................................................................................................22.2悬架偏频的计算...........................................................................................22.2.1前悬架刚度计算................................................................................32.2.2前悬架偏频计算................................................................................42.2.3后悬架刚度计算................................................................................42.2.4后悬架偏频计算................................................................................52.3悬架静挠度的计算.......................................................................................52.4侧倾角刚度计算...........................................................................................62.4.1前悬架的侧倾角刚度........................................................................62.4.2后悬架的侧倾角刚度........................................................................82.5整车的侧倾角计算.......................................................................................92.5.1悬架质量离心力引起的侧倾力矩.......................................................92.5.2侧倾后，悬架质量引起的侧倾力矩...................................................92.5.3总的侧倾力矩.....................................................................................102.5.4悬架总的侧倾角刚度.........................................................................102.5.5整车的侧倾角.....................................................................................102.6纵倾角刚度.................................................................................................102.7减振器参数.................................................................................................112.7.1减振器平均阻力系数的确定............................................................112.7.2压缩阻尼和拉伸阻尼系数匹配......................................................132.7.3减震器匹配参数................................................................................133悬架系统的计算结果............................................................................................144结论及分析............................................................................................................15参考文献..........................................................................................................1511概述1.1计算目的通过计算，求得反映MA02-ME100纯电动车悬架系统性能的基本特征，为零部件开发提供参考。计算内容主要包括悬架刚度、悬架侧倾角刚度、刚度匹配、悬架偏频、静挠度和阻尼等。1.2悬架系统基本方案介绍MA02-ME100纯电动车前悬架采用麦弗逊式独立悬架带横向稳定杆结构，后悬架系统采用拖曳臂式非独立悬架结构。前、后悬架系统的结构图如图1、图2：图1前悬架系统图2后悬架系统1.3悬架系统设计的输入条件悬架系统设计输入参数如表1：2表1悬架参数列表项目开发目标车质心高（mm）空载483满载489前轮距（mm）1299后轮距（mm）1304轴距（mm）2332整车整备质量（kg）1100最大总质量（kg）1400前轴荷（kg）空载605满载630后轴荷（Kg）空载495满载770前悬架非簧载质量（kg）49后悬架非簧载质量（kg）432悬架系统的计算2.1弹簧刚度根据KC试验数据分析，选定弹簧刚度：前悬架弹簧刚度为：mmNCsf/20；后悬架弹簧刚度为：mmNCsr/7.21；2.2悬架偏频的计算悬架系统将车身与车轮弹性的连接起来，由此弹性元件与它所支承的质量组成的振动系统决定了车身的固有频率，这是影响汽车行驶平顺性的重要性能指标之一。3图3前悬架刚度计算示意图图4后悬架刚度计算示意图2.2.1前悬架刚度计算前悬架刚度按式（1）计算：…………………………………………（1）式中：K——悬架刚度，N/mm；b——前弹簧中心线与转向瞬时运动中心距离，mm；p——车轮中心面距转向节瞬时运动中心距离，mm。根据图3得b=2435mm，p=2578mm带入式（1）得前悬架刚度为：N/mm84.172578243520K2f2pbCKsf4取衬套的刚度约为悬架刚度的15％，所以前悬架总刚度为：fK＝17.84×（1+15％）=20.52N/mm2.2.2前悬架偏频计算前悬架偏频按式（2）计算：fffmKn100021…………………………………………（2）式中：fn——前悬架偏频，fK——前悬架的刚度，N/mm；fm——前悬架簧载质量，kg；1fm——前悬架满载簧载质量，kg；2fm——前悬架空载簧载质量，kg。根据表1得kgf5.2902/49630m1kgf2782/49605m2并把fK＝20.52N/mm带入式（2）得出：前悬架满载偏频：34.1n1f前悬架空载偏频：37.1n2f2.2.3后悬架刚度计算)cos(rSrCK…………………………………………（3）式中：——弹簧中心线与后轴垂线间的夹角，＝5.3°（见图4）；则：mmNCKosrr/6.219957.07.21)3.5cos(考虑在悬架系统中橡胶块的变形，其刚度约为悬架刚度的15％～20％，此处取15％，5经计算：N/mm84.24rK2.2.4后悬架偏频计算后悬架偏频按式（4）计算：rrrmKn100021…………………………………………（4）式中：rn——后悬架偏频；Kr——后悬架的刚度，N/mm；rm——后悬架簧载质量，kg；r1m——后悬架满载簧载质量，kg；r2m——后悬架空载簧载质量，kg。根据表1得kg5.3632/43770m1rkg2262/43495m2r并把N/mm84.24rK带入（4）式得出：后悬架满载偏频：32.1n1r后悬架空载偏频：67.1n2r2.3悬架静挠度的计算静挠度也是表征悬架性能的参数，按式（5）计算：Kmgfc………………………………（5）式中：cf——静挠度，mm；空ff——前悬空载静挠度，mm；满ff——前悬满载静挠度，mm；6空rf——后悬空载静挠度，mm；满rf——后悬满载静挠度，mm；m——簧载质量，kg；g——重力加速度，2/sm；K——悬架刚度，N/mm。所以，按式（5）计算得出：前悬架空载静挠度：mmkgfff77.132/m2f空前悬架满载静挠度：mmkgfff74.138/m1f满后悬架空载静挠度:mmkgfrrr13.89/m2空后悬架满载静挠度:mmkgmfrr36.143/1r满空载状态后前悬架偏频比：nr2/nf2＝1.67/1.37＝1.22满载状态后前悬架偏频比：nr1/nf1＝1.32/1.34＝0.98悬架刚度匹配结论：一般舒适型轿车前悬架偏频在1～1.45之间，后悬架偏频在1.17～1.58之间。开发目标车前后悬架的空、满载静挠度和频率值以及偏频比较合理，适合舒适型乘用车。2.4侧倾角刚度计算2.4.1前悬架的侧倾角刚度前悬架的侧倾角刚度由两部分共同作用，即螺旋弹簧引起的侧倾角刚度与横向稳定杆引起的侧倾角刚度。1）螺旋弹簧引起的侧倾角刚度按式（6）计算：f2pbB21CsfC………………………………（6）式中：fC——前螺旋弹簧引起的侧倾角刚度，N·mm/rad；b——前弹簧中心线与转向瞬时运动中心距离，mm；p——