1. 研究目的与意义(文献综述)
汽车是目前社会中的最重要交通工具,因其方便快捷和舒适,经济性强等特点,受到大众的青睐,现在的家庭生活已经离不开汽车[1]。汽车的操纵稳定性和汽车平顺性都是评定汽车性能的重要指标。汽车悬架系统是汽车的关键系统之一,由弹性元件,导向装置,减振器,缓冲块和横向稳定器等组成。而悬架的主要功用是把路面作用于车轮上的垂直反力(支承力)、纵向反力(驱动力和制动力)和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都要传递到车架(或承载式车身)上,以保证汽车的正常行驶。因此,通过对汽车后悬架的结构进行分析和优化可以提升后悬架的性能,从而改善汽车行驶平顺性和操纵稳定性[4]。
本课题是以雪铁龙富康轿车为研究对象,对轿车的后悬架系统进行设计和优化,目的在于将汽车振动控制在最低水平,改善车辆的行驶平顺性和操纵稳定性。后悬架的优化设计对于提升汽车品质具有巨大的意义。目前国内汽车面临着技术落后、自主品牌严重缺乏的问题,为此必须坚持产业创新。所以为了适应汽车产业自主开发的道路,对轿车的后悬架优化设计非常值得研究。
车在马出现的时候,为了乘坐更舒适,人类就开始对马车的悬架一叶片弹簧进行探索。在1776年,马车用的叶片弹簧取得了专利,并且一直使用到20世纪30年代,叶片弹簧才逐渐被螺旋弹簧代替。汽车诞生后,随着对悬架研究的深入,相继出现了扭杆弹簧、气体弹簧、橡胶弹簧、钢板弹簧等弹性件。1934年世界上出现了第一个由螺旋弹簧组成的被动悬架。半主动悬架的研究工作开始于1973年,由d.a.crosby和d.c.karnopp首先提出。半主动悬架以改变悬架的阻尼为主,一般较少考虑改变悬架的刚度。工作原理是:根据簧上质量相对车轮的速度响应、加速度响应等反馈信号,按照一定的控制规律调节弹簧的阻尼力或者刚度[3]。随着道路交通的不断发展,汽车车速有了很大的提高,被动悬架的缺陷逐渐成为提高汽车性能的瓶颈,为此人们开发了能兼顾舒适和操纵稳定的主动悬架。主动悬架的概念是1954年美国通用汽车公司在悬架设计中率先提出来的。它在被动悬架的基础上,增加可调节刚度和阻尼的控制装置,使汽车的悬架在任何路面上保持最佳的运行状态。控制装置通常由测量系统、反馈控制系统、能源系统组成。[7]20世纪80年代,世界各大著名的汽车公司和生产厂家竞相研制和开发这种悬架。奔驰、沃尔沃、洛特斯、丰田等在汽车上进行了较为成功的试验。装备主动悬架的汽车,在不良路面高速行驶时,车身非常平稳,轮胎的噪音小,转向和制动时车身保持水平。其特点是乘坐非常舒适,但不同程度上存在着结构复杂、能耗高、成本昂贵、可靠性问题。由于种种原因,我国的汽车绝大部分采用被动悬架。在半主动和主动悬架的研究起步晚,与国外的差距大。在西方发达国家,半主动悬架在20世纪80年代后期趋于成熟,福特公司和日产公司首先在轿车上应用,取得了较好的效果。主动悬架虽然提出较早,但由于控制复杂,并且牵涉到许多学科,一直很难有大的突破[8]。
2. 研究的基本内容与方案
一、基本内容
通过查阅《汽车构造》《汽车设计》《汽车理论》等相关书籍学习,理解并掌握汽车后悬架系统的组成和结构,以及各部分的功用;查阅相关中文外文资料,了解近期研究人员的设计优化方法;了解汽车后悬架的分类,明确乘用车的后悬架系统的结构形式与特点。通过合理设计确保汽车具有良好的行驶平顺性,具有较低的振动频率、较少的振动加速度值和合适的减震性能;能可靠地传递车身与车轮之间的各种力和力矩,在满足零部件质量要小的同时,还要保证有足够的强度和寿命;结构紧凑、占用空间尺寸小[2]。
二、技术方案
3. 研究计划与安排
(7学期第18-19周)通过校外实习进行校外资料收集,并通过完成实习报告归纳总结相关知识
(7学期第20周) 通过图书馆、中国知网、万方数据库等平台进行校内资料收集
(8学期第1周)进行方案构思和文献检索工作,并完成开题报告
4. 参考文献(12篇以上)
《汽车构造》、《汽车理论》、《汽车设计》、《机械设计手册》、《汽车现代设计方法》、《汽车工程师手册》等参考书;
《汽车工程》、《汽车研究与开发》、《汽车技术》等期刊杂志。
[1]毛开楠,某轿车多连杆前后悬架优化设计与整车操纵稳定性分析[d].湖南大学,2010
