CN101826125A - 一种设计麦弗逊悬架的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提出一种简便的设计麦弗逊悬架的方法，该方法的步骤如下：首先建立一个坐标系，然后通过测量或计算得出诸如减震器上点、轮胎接地点、控制臂外点及控制臂的前点或后点等麦弗逊悬架中的各零部件的连接位置的硬点位置参数，并根据这些参数来计算得出主销轴线、控制臂轴线的方程，在其基础上通过设置第一辅助线来计算出瞬时转动中心的坐标，然后再通过设置第二辅助线来计算出侧倾中心高度，从而可以根据设计要求来调整麦弗逊悬架中的各零部件的连接位置的硬点的位置，以调整麦弗逊悬架的侧倾中心的高度。本发明的设计麦弗逊悬架的方法具有门槛低，方便、准确等特点，适合运用在麦弗逊悬架的研发工作中，提高研发速度。
Description
技术领域
该发明属于汽车制造技术领域，特别涉及到一种设计麦弗逊悬架的方法。
背景技术
目前很多汽车的前悬架采用麦弗逊悬架，此悬架具有如下优点：1、非簧载质量小，有利于提高汽车行驶平顺性；2、横向占用位置小，便于发动机降低重心位置，提高汽车行驶稳定性；3、易于实现驱动轮转向；4.性价比较高。
侧倾中心高度是汽车悬架系统的重要性能指标之一，直接影响到车辆转弯时的车身侧倾角，合理匹配前后侧倾中心高度，有利于保证汽车行驶安全。在汽车的设计阶段，必须获知汽车的侧倾中心高度，传统的设计方法是通过作图法求解麦弗逊悬架侧倾中心高度，工作量较大，随着计算机计算能力的提高和多体动力学理论的发展，现在较流行的方法是通过在多体动力学软件中建立整个悬架模型来求解悬架的侧倾中心高度，这对应用工程师的专业知识和软件水平要求较强，建模也比较费时。
发明内容
本发明的目的是提出一种设计麦弗逊悬架的方法，利用该方法可以方便、准确地得到所设计的麦弗逊悬架的侧倾中心高度，并加以调节，以改善麦弗逊悬架的性能。
本发明的设计麦弗逊悬架的方法具体包含如下步骤：
A：建立表示整车左右及高度方向的平面坐标系，并通过测量或计算得出麦弗逊悬架中的硬点在该坐标系中的坐标，所述硬点表示各零部件的连接位置，至少包括减震器上点、轮胎接地点、控制臂外点及控制臂的前点或后点；B：根据减震器上点坐标和控制臂外点坐标计算得出通过该两点的主销轴线的方程；C：计算得出通过减震器上点且垂直于主销轴线的第一辅助线的方程；D：根据控制臂外点和控制臂的前点或后点的坐标计算得出通过控制臂外点、前点和后点的控制臂轴线的方程；E：通过第一辅助线的方程与控制臂轴线的方程计算得出两者交点即瞬时转动中心的坐标；F：根据轮胎接地点、瞬时转动中心的坐标计算得出通过该两点的第二辅助线的方程；G：计算得出第二辅助线与整车左右方向的中轴线的交点即侧倾中心的坐标，侧倾中心与地面的高度差即为侧倾中心高度；H：根据设计要求来调整麦弗逊悬架中的各零部件的连接位置的硬点的位置，以调整麦弗逊悬架的侧倾中心的高度。
在上述D步骤中，因为控制臂外点、前点和后点处于一条直线上，因此只需要根据控制臂外点和控制臂的前点或后点的坐标即可计算得出通过控制臂外点、前点和后点的控制臂轴线的方程。
麦弗逊悬架中的绝大部分硬点能够通过测量方便得到，但是轮胎接地点坐标有时候并不方便直接测量，需要通过轮胎中心点坐标、轮胎半径和静态外倾角度换算得到。可以根据轮胎型号在GB/T2978-1997中查询到相应的轮胎半径，即使有些轮胎型号在此标准中查不到，也可以请相关供应商提供轮胎半径。轮胎的静态外倾角是轮胎基本的设计参数之一，很容易从轮胎设计工程师处得到。
所述的轮胎接地点坐标的计算方法如下：轮胎中心点纵坐标+轮胎半径*COS α＝轮胎接地点纵坐标；轮胎中心点横坐标-轮胎半径*SIN α＝轮胎接地点横坐标，其中α为轮胎的静态外倾角。
为了与悬架K&C试验保持一致，在计算轮胎接地点坐标时，轮胎半径采用新轮胎充气至标准状态后的负荷下的静态半径，而不能采用轮胎的滚动半径，所述标准状态为根据厂家建议的充气气压。
上述H步骤中，最好通过调整减震器上点和/或控制臂的外点的位置来调整麦弗逊悬架的侧倾中心的高度，这两个硬点的位置容易调整，且对侧倾中心高度的影响较大，因此可以加快调整速度。
本发明的设计麦弗逊悬架的方法是通过麦弗逊悬架硬点和轮胎半径等参数来计算得出侧倾中心高度，从而可以在设计过程中方便调节侧倾中心高度，具有门槛低，方便、准确等特点，适合运用在麦弗逊悬架的研发工作中，提高研发速度。
附图说明
图1是麦弗逊悬架中各硬点位置的示意图；
图2是本发明的设计麦弗逊悬架的方法的辅助示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图来详细说明本发明。
实施例1：
本发明的设计麦弗逊悬架的方法具体包含如下步骤：
A：建立表示整车左右及高度方向的平面坐标系，并通过测量或计算得出麦弗逊悬架中的硬点在该坐标系中的坐标，如图1所示，所述硬点表示各零部件的连接位置，包括减震器上点1、轮胎接地点2、控制臂外点3及控制臂的后点4，其中减震器上点1、控制臂外点3及控制臂的后点4的坐标通过CAD软件测量或者直接测量即可得出，轮胎接地点2的计算方法如下：轮胎中心点纵坐标+轮胎半径*COS α＝轮胎接地点纵坐标；轮胎中心点横坐标-轮胎半径*SIN α＝轮胎接地点横坐标，其中α为轮胎的静态外倾角；
B：根据减震器上点1的坐标和控制臂外点3坐标计算得出通过该两点的主销轴线L1的方程；
C：计算得出通过减震器上点1且垂直于主销轴线L1的第一辅助线L2的方程；
D：根据控制臂外点3和控制臂的后点4的坐标计算得出通过该两点的控制臂轴线L3的方程；
E：通过第一辅助线L2的方程与控制臂轴线L3的方程计算得出两者交点5即瞬时转动中心的坐标；
F：根据轮胎接地点2、瞬时转动中心5的坐标计算得出通过该两点的第二辅助线L4的方程；
G：计算得出第二辅助线L4与整车左右方向的中轴线L5的交点6即侧倾中心的坐标，侧倾中心6与地面的高度差即为侧倾中心高度；
H：调整麦弗逊悬架中的调整减震器上点1和/或控制臂的外点3的位置，从而调整麦弗逊悬架的侧倾中心6的高度，使其满足设计要求。
为方便设计，最好将上述计算过程编制计算机程序，例如EXCEL程序，这样只需要输入各硬点的坐标参数即可完成计算，可以减少人工劳动强度，加快计算速度，保证计算准确。
Claims (4)
1.一种设计麦弗逊悬架的方法，其特征在于包括如下步骤：
A：建立表示整车左右及高度方向的平面坐标系，并通过测量或计算得出麦弗逊悬架中的硬点在该坐标系中的坐标，所述硬点表示各零部件的连接位置，至少包括减震器上点、轮胎接地点、控制臂外点及控制臂的前点或后点；
B：根据减震器上点坐标和控制臂外点坐标计算得出通过该两点的主销轴线的方程；
C：计算得出通过减震器上点且垂直于主销轴线的第一辅助线的方程；
D：根据控制臂外点和控制臂的前点或后点的坐标计算得出通过控制臂外点、前点和后点的控制臂轴线的方程；
E：通过第一辅助线的方程与控制臂轴线的方程计算得出两者交点即瞬时转动中心的坐标；
F：根据轮胎接地点、瞬时转动中心的坐标计算得出通过该两点的第二辅助线的方程；
G：计算得出第二辅助线与整车左右方向的中轴线的交点即侧倾中心的坐标，侧倾中心与地面的高度差即为侧倾中心高度；
H：根据设计要求来调整麦弗逊悬架中的各零部件的连接位置的硬点的位置，以调整麦弗逊悬架的侧倾中心的高度。
2.根据权利要求1所述的设计麦弗逊悬架的方法，其特征在于所述的轮胎接地点坐标的计算方法如下：轮胎中心点纵坐标+轮胎半径*COSα＝轮胎接地点纵坐标；轮胎中心点横坐标-轮胎半径*SINα＝轮胎接地点横坐标，其中α为轮胎的静态外倾角。
3.根据权利要求2所述的设计麦弗逊悬架的方法，其特征在于在计算轮胎接地点坐标时，轮胎半径采用新轮胎充气至标准状态后的负荷下的静态半径。
4.根据权利要求1或2或3所述的设计麦弗逊悬架的方法，其特征在于所述H步骤中，通过调整减震器上点和/或控制臂的外点的位置来调整麦弗逊悬架的侧倾中心的高度。
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