四连杆式独立前悬架的优化设计.pdf

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1、设备设计／诊断维修／再制造现代制造工程(ModemManufacturingEnsineefing)2012年第2期四连杆式独立前悬架的优化设计邓乾旺，王新伟(湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙410082)摘要：四连杆式悬架可以保证车辆良好的直线行驶性能，是目前最好的被动悬架形式之一。运用ADAMS／CAR软件建立了四连杆式独立前悬架的系统模型，并对各项车轮定位参数进行了仿真分析。运用ADAMS／INSIGHT软件对悬架的结构硬点进行了优化，将优化前后的车轮定位参数进行运动学对比分析，得到良好的悬架运动学特性。关键词：四连杆式悬架；仿真分析；优化中图分类

2、号：TH411．01文献标志码：A文章编号：1671—3133(2012)02—0130-_05Optimizationdesignforfrontfour·linkrodstypeindependentsuspensionDengQianwang，WangXinwei(StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufacturingforVehicleBody，．HunanUniversity，Changsha410082，China)Abstract：Thefour-linkrodstypesuspensionisoneofthe

3、bestformsofpassivesuspension．Itcallguaranteethebetterstraightdrivingperformanceofautomotivevehicle．Themulti-bodysystemmodeloffrontfour-linkrodstypesuspemionbyADAMS／CADissetup．Itsimulatesandanalyzesthecharacteristicsofwheelalignmentparameters．Thehardpointsofstructuralparametersofthesuspen

4、sionareoptimizedbyusingtheADAMS／INSIGHT．Atlast，itcompare8thekinematicsperformancesofwheelalign—ment，andobtainsthegoodperformancesinsuspensionkinematics．Keywords：four-linkrodstypesuspension；simulateandanalysis；optimizeO引言现在，越来越多的汽车开始采用多连杆悬架系统来提高汽车行驶时的安全性和乘员的乘坐舒适性。多连杆悬架系统是由双横臂独立悬架发展起来的一种悬架

5、，一般由3～5根杆件组合而成，由多根连杆联合控制车轮位置的变化。通过合理调整每个连杆位置和连接衬套刚度，可获得理想的悬架运动学和动力学特性‘1引。本文以某车辆上所采用的四连杆式前悬架为研究对象，运用ADAMS／CAR软件建立多连杆悬架的仿真模型，通过对悬架的运动学仿真，研究多连杆悬架结构参数与车轮各定位参数之间的关系，并在此基础上，对车轮定位参数进行优化。车轮定位参数通常包括：车轮外倾角、车轮前束角、主销内倾角、主销后倾角、轮距、主销偏移距和主销后倾拖距等。．1四连杆式悬架虚拟样机模型1．1ADAMs中虚拟样机模型的建立本文所建立的模型不考虑由于制造等原因所造130成的

6、车辆不对称性，所有硬点坐标都是在车辆上进行实际测量，然后取左右两边坐标值的平均值，得到悬架各关键点的坐标。衬套各个方向的刚度(包括X、l，轴径向刚度、z轴轴向刚度和扭转刚度)均由实验测量得出，建立好的多连杆悬架模型拓扑结构关系如图l所示，四连杆式悬架结构简图如图2所示。选取前轮轮心连线的中点为坐标原点，以汽车的前进方向为x轴的正方向，以前进方向的左边为y轴的正方向，以地面垂直向上为z轴的正方向，建立整车模型。图1多连杆悬架模型拓扑结构关系‘41邓乾旺，等：四连杆式独立前悬架的优化设计2012年第2期图2四连杆式悬架结构筒图1匕前摆臂2上后摆臂3．转向横拉杆4．下前摆臂5

7、．下后摆臂6．副车架7、8．双筒式减振器9．轮毂10转向节如图1所示，多连杆悬架系统主要由AB、CO、EF、明、MN几根连杆及减振器与螺旋弹簧总成PK组成。其中AB、CD为上摆臂，EF、GH为下摆臂，MN为中间摆臂，当多连杆悬架系统用于前悬架时，一般为四连杆式前悬架，而中间摆臂MN则由转向横拉杆代替。在空间拓扑结构图当中，点A、C、G、E、P通过橡胶衬套与车身相连，而点B、D、，、．f=『、N则为各连杆与转向节的铰接点，减振器及螺旋弹簧由点K与下前摆臂铰接，图1中直线0，0：为多连杆悬架系统的虚拟主销轴线。如图2所示，四连杆式悬架结构主要