Процесс проектирования автомобильной подвески

Проектирование автомобильной подвески — это аспект автомобильной техники , занимающийся разработкой подвески для легковых и грузовых автомобилей. Конструкция подвески для других транспортных средств аналогична, хотя этот процесс может быть не так хорошо отработан.

Этот процесс влечет за собой

• Выбор подходящих целевых показателей уровня транспортного средства
• Выбор архитектуры системы
• Выбор местоположения «твёрдых точек» или теоретических центров каждого шарового шарнира или втулки.
• Выбор ставок втулок
• Анализ нагрузок в подвеске
• Проектирование весенних тарифов
• Проектирование амортизатора характеристик
• Проектирование структуры каждого компонента таким образом, чтобы он был прочным, жестким, легким и дешевым.
• Анализ динамики автомобиля полученной конструкции

С 1990-х годов использование программного обеспечения для многотельного моделирования и конечных элементов сделало эту серию задач более простой.

Цели на уровне транспортного средства

Неполный список будет включать:

• Максимальное установившееся боковое ускорение (в режиме недостаточной поворачиваемости)
• Жесткость крена (градусов на г бокового ускорения)
• Частота поездок
• Процент распределения поперечной нагрузки спереди назад
• Распределение момента крена спереди назад
• Высота дорожного просвета при различных состояниях нагрузки
• недостаточной поворачиваемости Градиент
• Поворотный круг
• Аккерманн
• прыгать путешествия
• Отскок путешествия

После того как общие цели транспортного средства определены, их можно использовать для установки целевых показателей для двух подвесок. Например, общий целевой показатель недостаточной поворачиваемости можно разбить на вклады с каждой стороны с помощью анализа Бундорфа .

Архитектура системы

Обычно конструктор транспортных средств действует в рамках ряда ограничений. Архитектура подвески, выбранная для каждой стороны автомобиля, должна будет подчиняться этим ограничениям. Для обеих сторон автомобиля это будет включать тип пружины, ее расположение и расположение амортизаторов .

Для передней подвески необходимо учитывать следующее:

• Тип подвески ( стойки МакФерсон или подвеска на двойных поперечных рычагах )
• Тип рулевого привода ( реечный или шаровой с рециркуляцией )
• Расположение рулевого привода перед или позади центра колеса.

Что касается задней подвески, на практике существует гораздо больше возможных типов подвески.

Точки подвески

Узлы подвески контролируют статические настройки и кинематику подвески.

Статические настройки

• Затем
• Камбер
• Кастер
• Высота центра ролика при расчетной нагрузке
• Механический (или роликовый) след
• Анти-ныряние и анти-приседание
• вора в законе Наклон
• Радиус очистки
• пружины и амортизатора Коэффициенты движения

Кинематика описывает, как важные характеристики изменяются при движении подвески, обычно при крене или повороте. Они включают в себя

• Отбойник
• Рулевое управление
• Тяговое усилие рулевого управления
• Тормозное усилие
• Усиление развала при крене
• Прирост заклинателя в перекате
• Увеличение высоты центра крена
• Изменение Аккермана с углом поворота рулевого колеса
• Отслеживайте прирост в рулоне

Анализ этих параметров можно выполнить графически, с помощью САПР или с помощью программного обеспечения для кинематики.

Анализ соответствия

Податливость втулок, кузова и других деталей меняет поведение подвески. В целом улучшить кинематику подвески с помощью втулок сложно, но одним из примеров, когда это действительно работает, является втулка контроля схождения , используемая в задних подвесках с поворотной балкой . В более общем смысле, подвески современных автомобилей включают в себя втулку , обеспечивающую шум, вибрацию и жесткость (NVH). Он спроектирован как основной путь для вибраций и сил, вызывающих дорожный шум и ударный шум, и предполагается, что его можно настраивать, не слишком сильно влияя на кинематику.

В гоночных автомобилях втулки, как правило, изготавливаются из более твердых материалов, обеспечивающих хорошее обращение, таких как латунь или делрин .В легковых автомобилях втулки обычно изготавливаются из более мягкого материала для большего комфорта.В общих физических терминах массу и механический гистерезис при динамическом анализе следует учитывать (эффект демпфирования) твердых деталей, а также их упругость .

Нагрузки

После определения базовой геометрии можно оценить нагрузки в каждой части подвески. Это может быть так же просто, как определить вероятный вариант максимальной нагрузки в пятне контакта, а затем нарисовать диаграмму свободного тела каждой части для расчета сил, или так же сложно, как моделирование поведения подвески на неровной дороге. и расчет вызванных нагрузок. Часто вместо них используют нагрузки, измеренные на подобной подвеске – это наиболее надежный метод.

Детальный проект оружия

Затем нагрузки и геометрия используются для проектирования рычагов и шпинделя. При этом неизбежно будут обнаружены некоторые проблемы, которые заставят пойти на компромисс с базовой геометрией подвески.

Ссылки

Источники

• Принципы проектирования автомобильных шасси - Дж. Раймпель, Х. Столл, Дж. В. Бетцлер. - ISBN   978-0-7680-0657-5
• Динамика гоночного автомобиля - Уильям Ф. Милликен и Дуглас Л. Милликен.
• Основы динамики транспортных средств - Томас Гиллеспи.
• Проектирование шасси — принципы и анализ — Уильям Ф. Милликен и Дуглас Л. Милликен.

Моделирование и прямые уравнения:Абрамов С., Маннан С. и Дюрье О. (2009) «Моделирование системы полуактивной подвески с использованием SIMULINK». Международный журналмоделирования и моделирования инженерных систем, 1(2/3), 101–114 http://collections.crest.ac.uk/232/1/fulltext.pdf