[發(fā)明專利]面向麥弗遜懸架減振器側(cè)向力的優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310210961.0
• 申請(qǐng)日: 2013-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN103310047A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張立軍;孟德建;王世忠;余卓平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 上?？剖⒅R(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種汽車懸架優(yōu)化方法，尤其是涉及一種面向麥弗遜懸架減振器側(cè)向力的優(yōu)化方法。

背景技術(shù)

麥弗遜懸架具有結(jié)構(gòu)簡單，布置緊湊，前輪定位變化小，行駛穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，是目前緊湊型車型及部分中型車最常配備的懸架形式。但是，由于減振器上安裝點(diǎn)受力方向與減振器軸線不重合，減振器在實(shí)際工作中不可避免的存在側(cè)向力作用。麥弗遜懸架性能的好壞很大程度上取決于減振器導(dǎo)向座及活塞處的側(cè)向力及其引起的摩擦力大小。減振器導(dǎo)向座處側(cè)向受力過大將造成減振器漏油和活塞桿的早期磨損。導(dǎo)向座和活塞處因側(cè)向力產(chǎn)生的摩擦力將造成整車行駛平順性變差。

麥弗遜懸架減振器在前期開發(fā)設(shè)計(jì)的過程中涉及側(cè)向力的參數(shù)主要有彈簧下支座安裝傾角、下支座中心距減振器軸線距離及下支座距中心上支座平面距離等，通過調(diào)整上述參數(shù)減小麥弗遜懸架的側(cè)向力；此外，近年來由于加工成形技術(shù)的發(fā)展，側(cè)載彈簧越來越多地配備到麥弗遜懸架中，側(cè)載彈簧對(duì)于抵消減振器側(cè)向力的效果明顯，而彈簧實(shí)際作用力線對(duì)于側(cè)載彈簧的設(shè)計(jì)具有很重要的意義。但是，目前上述兩種針對(duì)麥弗遜懸架減振器側(cè)向力問題的解決方法需大量樣件試制和試驗(yàn)驗(yàn)證，成本高昂且費(fèi)時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種面向麥弗遜懸架減振器側(cè)向力的優(yōu)化方法，利用該方法可以改善懸架的工作性能，延長減振器的使用壽命。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種面向麥弗遜懸架減振器側(cè)向力的優(yōu)化方法，包括以下步驟：

A：測(cè)量麥弗遜懸架的硬點(diǎn)坐標(biāo)；

B：基于多體動(dòng)力學(xué)理論，根據(jù)測(cè)得的硬點(diǎn)坐標(biāo)，建立麥弗遜懸架的多剛體仿真模型，并進(jìn)行仿真；

C：根據(jù)實(shí)測(cè)麥弗遜懸架平行輪跳試驗(yàn)的K&C特性，調(diào)整麥弗遜懸架多剛體仿真模型的硬點(diǎn)坐標(biāo)，直至仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的誤差小于10％；

D：以減振器彈簧座幾何參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，包括減振器彈簧下支座傾角、下支座距減振器軸線距離、彈簧下支座中心距彈簧上支座平面距離，以實(shí)現(xiàn)減振器導(dǎo)向座處側(cè)向力、減振器活塞處側(cè)向力最小作為目標(biāo)變量，基于響應(yīng)面法在多剛體仿真模型下通過調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)變量，得到最優(yōu)減振器彈簧座幾何參數(shù)；

E：以螺旋彈簧力線與上、下彈簧支座平面交點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡方程的多項(xiàng)式系數(shù)作為設(shè)計(jì)變量，以實(shí)現(xiàn)減振器導(dǎo)向座處側(cè)向力、減振器活塞處側(cè)向力最小作為目標(biāo)變量，基于響應(yīng)面法在多剛體仿真模型下通過調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)變量，得到最優(yōu)螺旋彈簧力線。

所述的硬點(diǎn)坐標(biāo)為各零部件的連接位置，至少包括控制臂的前點(diǎn)、后點(diǎn)及外點(diǎn)、減振器的上點(diǎn)和下點(diǎn)、橫向穩(wěn)定桿與控制臂連接點(diǎn)、橫向穩(wěn)定桿橡膠襯套安裝位置、轉(zhuǎn)向橫拉桿的內(nèi)點(diǎn)和外點(diǎn)、車輪中心點(diǎn)和輪胎接地點(diǎn)。

麥弗遜懸架的多剛體仿真模型的建立以及目標(biāo)變量的優(yōu)化通過ADAMS軟件實(shí)現(xiàn)。

K&C特性測(cè)試試驗(yàn)需在專業(yè)的懸架K&C特性試驗(yàn)臺(tái)上完成，所述麥弗遜懸架平行輪跳試驗(yàn)的試驗(yàn)工況，根據(jù)減振器的工作行程確定，所述的K&C特性涉及的評(píng)價(jià)指標(biāo)包括車輪前束角隨車輪跳動(dòng)量的變化規(guī)律，車輪外傾角隨車輪跳動(dòng)量的變化規(guī)律，主銷后傾角隨車輪跳動(dòng)量的變化規(guī)律，主銷內(nèi)傾角隨車輪跳動(dòng)量的變化規(guī)律。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明從優(yōu)化彈簧下支座幾何參數(shù)(彈簧下支座安裝傾角、下支座中心距減振器軸線距離及下支座中心距上支座平面距離)和螺旋彈簧實(shí)際作用力線兩個(gè)角度入手，提高減振器的使用壽命，改善懸架的工作性能，具有操作簡便，結(jié)果可靠等特點(diǎn)，適用于麥弗遜懸架減振器前期設(shè)計(jì)開發(fā)中，提高研發(fā)速度。

附圖說明

圖1為麥弗遜懸架各硬點(diǎn)位置示意圖；

圖2為麥弗遜懸架側(cè)向力優(yōu)化所涉及的主要設(shè)計(jì)參數(shù)；

圖3為麥弗遜懸架彈簧力線與上、下彈簧支座平面交點(diǎn)在減振器工作過程中的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

實(shí)施例

一種面向麥弗遜懸架減振器側(cè)向力的優(yōu)化方法，其具體實(shí)施過程包括以下步驟：

A：建立表示整車左右、前后及高度的三維坐標(biāo)系，并通過測(cè)量和計(jì)算獲取麥弗遜懸架在該坐標(biāo)系中的硬點(diǎn)坐標(biāo)，如圖1所示。所述硬點(diǎn)表示各零部件的連接位置，包括控制臂前點(diǎn)1，控制臂后點(diǎn)2，控制臂外點(diǎn)3，橫向穩(wěn)定桿與控制臂連接點(diǎn)4，橫向穩(wěn)定桿橡膠襯套安裝點(diǎn)5，轉(zhuǎn)向橫拉桿外點(diǎn)6，轉(zhuǎn)向橫拉桿內(nèi)點(diǎn)7，車輪中點(diǎn)8，車輪接地點(diǎn)9，減振器下點(diǎn)10，彈簧下中心點(diǎn)11，彈簧上中心點(diǎn)12，減振器上點(diǎn)13；