畢業(yè)論文雙橫臂式前獨立懸架的優(yōu)化設計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　懸架是汽車上的重要總成之一，懸架的作用是彈性地連接車橋和車架，減緩行駛中車輛受到由路面不平引起的沖擊力，保證乘坐舒適和貨物完好，迅速衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動，使車輪按一定軌跡相對車身運動。懸架決定著汽車的穩(wěn)定性、舒適性和安全性，所以研究懸架成為研究汽車中的重要一個環(huán)節(jié)，ADAMS軟件為研究汽車懸架運動學分析提供了幫助。本次畢

2、業(yè)設計首先利用ADAMS軟件的View功能給定設計點，創(chuàng)建懸架模型，通過測試懸架模型得到一些曲線和數(shù)據(jù)，對比這些曲線和數(shù)據(jù)之后得出輪胎接地點的側(cè)向滑移量變化是影響懸架的重要因素。所以將目標函數(shù)定為車輪接地點的側(cè)向滑移量。然后通過ADAMS軟件的后處理功能優(yōu)化前懸架模型，最后得出使輪胎接地點的側(cè)向滑移量變化最小的一組數(shù)據(jù)。從而達到優(yōu)化的效果。</p><p>　　關鍵詞： 雙橫臂獨立懸架； 運動學分析； ADAM

3、S </p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Suspense is one of the important parts in a car. Suspense serves as a role that connects the axles and frames in a much bouncing way which can k

4、ill the unavoidable shock when the car is on a unsmooth road, thus making sure that the goods in the car cannot be damaged as well as guaranteeing a better driving pleasure. It can quickly kill the shock from the bouncin

5、g system to let the wheel move a the course of the car. Suspense determines the stability, riding comfort, and safety. Therefore, analyz</p><p>　　Key words: double wishbone suspension; kinematics analysis; A

6、DAMS</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1 緒論1</b></p><p><b>　　1.1課題引言1</b></p><p>　　1.2 汽車懸架簡介1</p><p>　　1.3 汽車懸架分類<

7、;/p><p>　　1.4 ADAMS簡介</p><p>　　1.5 本文研究的內(nèi)容2</p><p>　　2前懸架模型的建立3</p><p>　　2.1 創(chuàng)建新模型3</p><p>　　2.2 添加約束4</p><p>　　2.3本章小結(jié).....................

8、..................................................................................................6</p><p>　　3前懸架模型運動學分析7</p><p>　　3.1 添加驅(qū)動7</p><p>　　3.2測量主銷內(nèi)傾角7</p><p

9、>　　3.3測量主銷后傾角10</p><p>　　3.4測量前輪外傾角12</p><p>　　3.5測量前輪前束傾角14</p><p>　　3.6測量車輪接地點側(cè)向滑移量17</p><p>　　3.7本章小結(jié)19</p><p>　　4細化前懸架模型21</p><p>

10、;　　4.1 創(chuàng)建設計變量21</p><p>　　4.2將設計點參數(shù)化21</p><p>　　4.3將物體參數(shù)化25</p><p>　　4.4本章小結(jié)……………………………………………………………………………..25</p><p><b>　　5定制界面32</b></p><p>

11、;　　5.1 創(chuàng)建修改參數(shù)對話窗………………………………….............................................32</p><p>　　5.2 修改菜單欄................................................................................................................

12、.36</p><p>　　5.3 本章小結(jié)................................................................................................................. 37</p><p>　　6 優(yōu)化前懸架模型......................................

13、.......................................................................... 26</p><p>　　6.1 定義目標函數(shù)………………………………………………………………………..26</p><p>　　6.2 優(yōu)化模型……………………………………………………………………………..26</p><

14、;p>　　6.3 察看優(yōu)化結(jié)果………………………………………………………………………..27</p><p>　　6.4 本章小結(jié)……………………………………………………………………………..31</p><p><b>　　本文總結(jié)40</b></p><p><b>　　致謝41</b></p>

15、<p><b>　　參考文獻42</b></p><p>　　附錄A 漢語原文43</p><p>　　附錄B 英文翻譯52</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題引言</b></p><

16、p>　　在馬車出現(xiàn)的時候，為了乘坐更舒適，人類就開始對馬車的懸架進行孜孜不倦的探索，隨著社會的日益進步和科學技術的不斷發(fā)展，汽車開始普及，人們對汽車平順性、穩(wěn)定性、操控性及其舒適性也有了更高要求。于是對于懸架的研究顯得尤為重要。汽車懸架作為車身與車輪之間連接的傳力機件，是保證汽車行駛安全的重要部件。汽車懸架對汽車的舒適性、穩(wěn)定性、平順性都起著至關重要的影響，因此，提高汽車舒適性的關鍵就是要提高汽車懸架系統(tǒng)的性能。傳統(tǒng)的鋼板彈簧式懸

17、架已難以滿足汽車行駛舒適性和操縱穩(wěn)定性等方面提出的要求，本次畢業(yè)設計針對雙橫臂式前獨立懸架進行分析，就是通過建立懸架模型，初選懸架各參數(shù)，創(chuàng)建設計變量，最后利用ADAMS軟件對懸架進行優(yōu)化，優(yōu)化出一組使得車輪接地點的側(cè)向滑移量最小的初始點位置。</p><p>　　1.2 汽車懸架簡介</p><p>　　懸架是汽車上的重要總成之一，它把車身和車彈性地連接在一起。汽車懸架是車身和車輪之間

18、的一切傳力連接裝置的總稱。一般由彈性元件、減振器和導向元件組成。在汽車行駛過程中，懸架的作用是彈性地連接車橋和車架，減緩行駛中車輛受到由路面不平引起的沖擊力，保證乘坐舒適和貨物完好，迅速衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振動，傳遞垂直、縱向、側(cè)向反力及其力矩，并起導向作用，使車輪按一定軌跡相對車身運動。懸架決定著汽車的穩(wěn)定性、舒適性和安全性，是現(xiàn)代汽車十分重要的部件之一?，F(xiàn)代汽車懸架的發(fā)展十分快，不斷出現(xiàn)嶄新的懸架裝置。</p>&l

19、t;p>　　1.3 汽車懸架分類</p><p>　　根據(jù)懸架的阻尼和剛度是否隨著行駛條件的變化而變化，可分為被動懸架、半主動懸架和主動懸架( 三種懸架的模型圖如圖1.1所示)，半主動懸架還可以按阻尼級分為有級式和無級式兩類。傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)的剛度和阻尼系數(shù)，是按經(jīng)驗設計或優(yōu)化設計方法選擇的，一經(jīng)選定后，在車輛行駛過程中，就無法進行調(diào)節(jié)，因此其減振性能的進一步提高受到限制，這種懸架稱為被動懸架。為了克服被動

20、懸架的缺陷，國外在20世紀60年代就提出了主動懸架的概念，主動懸架就是由在懸架系統(tǒng)中采用有源或無源可控制的元件組成。它是一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，根據(jù)車輛的運動狀態(tài)和路面狀況主動作出反應，以抑制車體的運動，使懸架始終處于最優(yōu)減振狀態(tài)。所以主動懸架的特點就是能根據(jù)外界輸入或車輛本身狀態(tài)的變化進行動態(tài)自適應調(diào)節(jié)。因此，系統(tǒng)必須是有源的。半主動懸架則由無源但可控制的阻尼元件組成。</p><p>　　在車輛懸架中，彈性元件除了

21、吸收和存貯能量外，還得承受車身重量及載荷，因此，半主動懸架不考慮改變懸架的剛度而只考慮改變懸架的阻尼。由于半主動懸架結(jié)構(gòu)簡單，在工作時，幾乎不消耗車輛動力，又能獲得與主動懸架相近的性能，故應用較廣。</p><p>　　由于路面輸入的隨機性，車輛懸架阻尼的控制屬于自適應控制，即所設計的系統(tǒng)在輸入或干擾發(fā)生大范圍的變化時，能自適應環(huán)境，調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)，使輸出仍能被有效控制，達到設計要求。它不同于一般的反饋控制系統(tǒng)，因

22、為它處理的具有“不確定性”的反饋信息。</p><p>　　自適應控制系統(tǒng)按其原理不同，可分為校正調(diào)節(jié)器和模型參考自適應控制系統(tǒng)兩大類。由于要建立一個精確的“車輛—地面”系統(tǒng)模型還很困難，故目前的主動懸架，多采用自校正調(diào)節(jié)器。雖然現(xiàn)代汽車的懸架種類較多，結(jié)構(gòu)差異較大，但一般由彈性元件、減振元件和導向構(gòu)件組成。工作原理是：當汽車輪胎受到?jīng)_擊時，彈性元件對沖擊進行緩沖，防止對汽車構(gòu)件和人員造成損傷。但彈性件受到?jīng)_擊時

23、會產(chǎn)生長時間持續(xù)的振動，容易使駕駛員疲勞。故減振元件應快速衰減振動。當車輪受到?jīng)_擊而跳動時，應使其運動軌跡符合一定的要求，否則會降低汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性。導向構(gòu)件在傳力的同時，必須對方向進行控制。</p><p>　　根據(jù)汽車導向機構(gòu)不同懸架種類又可分為獨立懸架和非獨立懸架。非獨立懸架其特點是兩側(cè)車輪安裝于一整體式車橋上，當一側(cè)車輪受沖擊力時會直接影響到另一側(cè)車輪上，當車輪上下跳動時定位參數(shù)變化小。若采用

24、鋼板彈簧作彈性元件，它可兼起導向作用，使結(jié)構(gòu)大為簡化，降低成本。目前廣泛應用于貨車和大客車上，有些轎車后懸架也有采用的。非獨立懸架由于非簧載質(zhì)量比較大，高速行駛時懸架受到?jīng)_擊載荷比較大，平順性較差。獨立懸架是兩側(cè)車輪分別獨立地與車架（或車身）彈性地連接，當一側(cè)車輪受沖擊，其運動不直接影響到另一側(cè)車輪，獨立懸架所采用的車橋是斷開式的。這樣使得發(fā)動機可放低安裝，有利于降低汽車重心，并使結(jié)構(gòu)緊湊。獨立懸架允許前輪有大的跳動空間，有利于轉(zhuǎn)向，便

25、于選擇軟的彈簧元件使平順性得到改善。同時獨立懸架非簧載質(zhì)量小，可提高汽車車輪的附著性。</p><p><b>　　圖1.1</b></p><p>　　1.4 ADAMS簡介</p><p>　　ADAMS，即機械系統(tǒng)動力學自動分析(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)軟件，是美

26、國MDI公司(Mechanical Dynamics Inc.)開發(fā)的虛擬樣機分析軟件，該軟件使用交互式圖形環(huán)境和零件庫，約束庫，力庫，創(chuàng)建完全參數(shù)化的機械系統(tǒng)幾何模型，其求解器采用多剛體系統(tǒng)動力學理論中的拉格郎日方程方法，建立系統(tǒng)動力學方程，對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學、運動學和動力學分析，輸出位移，速度，加速度和反作用力曲線。它的仿真可用于預測機械系統(tǒng)的性能，運動范圍，碰撞檢測，峰值載荷以及計算有限元的輸入載荷等。

27、 </p><p>　　根據(jù)1999年機械系統(tǒng)動態(tài)仿真分析軟件國際市場份額的統(tǒng)計資料，ADAMS軟件銷售總額近八千萬美元、占據(jù)了51%的份額。</p><p>　　ADAMS一方面是虛擬樣機分析的應用軟件，用戶可以運用該軟件非常方便地對虛擬機械系統(tǒng)進行靜力學、運動學和動力學分析。另一方面，又是虛擬樣

28、機分析開發(fā)工具，其開放性的程序結(jié)構(gòu)和多種接口，可以成為特殊行業(yè)用戶進行特殊類型虛擬樣機分析的二次開發(fā)工具平臺。ADAMS軟件有兩種操作系統(tǒng)的版本：UNIX版和Windows NT/2000版。</p><p>　　ADAMS/View是一個強大的建模和仿真環(huán)境，它可以建模、仿真并優(yōu)化機械系統(tǒng)模型，ADAMS/View可快速對多個設計變量進行分析直到獲得最優(yōu)化的設計。在ADAMS/View中創(chuàng)建模型的步驟與通常創(chuàng)建

29、物理模型的步驟是相同的。盡管列出的創(chuàng)建模型的步驟似乎是一次創(chuàng)建模型成功，然后再對模型進行測試并優(yōu)化，但建議在創(chuàng)建整個模型之前先建立并測試模型的小的元件，把他們聯(lián)系在一起，然后運行簡單的仿真以測試它們的運動，確保它們運動正確。一旦模型正確，再在其上添加更復雜的模型。</p><p>　　ADAMS/View采用簡單的分層方式完成建模工作。采用Parasolid內(nèi)核進行實體建模，并提供了豐富的零件幾何圖形庫、約束庫和

30、力/力矩庫，并且支持布爾運算、支持FORTRAN/77和FORTRAN/90中的函數(shù)。除此之外，還提供了豐富的位移函數(shù)、速度函數(shù)、加速度函數(shù)、接觸函數(shù)、樣條函數(shù)、力/力矩函數(shù)、合力/力矩函數(shù)、數(shù)據(jù)元函數(shù)、若干用戶子程序函數(shù)以及常量和變量等。 　　 </p><p>　　自9.0版后，ADAMS/View采用用戶熟悉的Motif界面(UNIX系統(tǒng))和Windows界面(NT系統(tǒng))，從而大大提高了快速建模能力。在AD

31、AMS/View中，用戶利用TABLE EDITOR，可像用EXCEL一樣方便地編輯模型數(shù)據(jù)，同時還提供了PLOT BROWSER和FUNCTION BUILDER工具包。DS(設計研究)、DOE(實驗設計)及OPTIMIZE(優(yōu)化)功能可使用戶方便地進行優(yōu)化工作。ADAMS/View有自己的高級編程語言，支持命令行輸入和C++語言，有豐富的宏命令以及快捷方便的圖標、菜單和對話框創(chuàng)建和修改工具包，而且具有在線幫助功能。ADAMS/Vie

32、w新版采用了改進的動畫/曲線圖窗口，能夠在同一窗口內(nèi)可以同步顯示模型的動畫和曲線圖；具有豐富的二維碰撞副，用戶可以對具有摩擦的二維點－曲線、圓－曲線、平面－曲線，以及曲線－曲線、實體－實體等碰撞副自動定義接觸力；具有實用的Parasolid輸入/輸出功能，可以輸入CAD中生成的Parasolid文件，也可以把單個構(gòu)件、或整個模型、或在某一指定的仿真時刻的模型輸出到一個Parasolid文件中；具有新型數(shù)據(jù)庫圖形</p>&

33、lt;p>　　1.5 本文研究的內(nèi)容</p><p>　　本文利用ADAMS/View軟件創(chuàng)建汽車的雙橫臂式前獨立懸架模型 （FRONT_SUSP.bin）懸架模型的主銷長度為330mm，主銷內(nèi)傾角為10度，主銷后傾角為2.5度，上橫臂長350mm，上橫臂在汽車橫向平面的傾角為11度，上橫臂軸水平斜置角為-5度，下橫臂長500mm,下橫臂在汽車橫向平面的傾角為9.5度，下橫臂水平斜置角為10度，車輪前束角

34、為0.2度。通過添加驅(qū)動觀察懸架模型的運動仿真情況，對優(yōu)化結(jié)果進行分析，發(fā)現(xiàn)最壞的影響參數(shù)，然后進一步將此參數(shù)作為目標函數(shù)進行優(yōu)化分析。得到一組最優(yōu)值，達到優(yōu)化前懸架的目的。</p><p>　　2 創(chuàng)建前懸架模型</p><p>　　2.1 創(chuàng)建新模型</p><p>　　打開ADAMS/View,創(chuàng)建新模型名稱為FRONT_SUSP，建立八個設計點，他們的名

35、稱和位置見圖2.1。</p><p>　　圖2.1 設計點的位置</p><p>　　八個關鍵點設置完成后，利用ADAMS/View中零件庫的各種命令（如圖2.2）進行創(chuàng)建主銷（半徑為20）、創(chuàng)建上橫臂（半徑為20）、創(chuàng)建下橫臂（半徑為20）、創(chuàng)建拉臂（半徑為15）、創(chuàng)建轉(zhuǎn)向拉桿（半徑為15）、創(chuàng)建轉(zhuǎn)向節(jié)（半徑為20）、創(chuàng)建車輪（半徑為375、長度為215）、創(chuàng)建測試平臺以及創(chuàng)建彈簧。其中

36、彈簧的剛度為129.8阻尼為6000。最后的模型如圖2.3所示。</p><p><b>　　圖2.2 軟件命令</b></p><p>　　圖2.3 創(chuàng)建完的懸架模型</p><p><b>　　2.2 添加約束</b></p><p>　　點擊ADAMS/View中約束庫的約束副命令，分別在正

37、確位置創(chuàng)建球副、創(chuàng)建固定副、創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)副、創(chuàng)建移動副以及點-面約束副。</p><p>　　創(chuàng)建球副：選擇上橫臂和主銷為參考物體，選擇設計點“UCA_outer”為球副的位置點，創(chuàng)建上橫臂和主銷之間的約束副。選擇下橫臂和主銷為參考物體，選擇設計點“LCA_outer”為球副的位置點，創(chuàng)建下橫臂和主銷之間的約束副。選擇轉(zhuǎn)向拉桿和拉臂為參考物體，選擇設計點“tie_rod_outer”為球副的位置點，創(chuàng)建轉(zhuǎn)向拉桿和拉臂

38、之間的約束副。選擇設計點“tie_rod_inner” 為球副的位置點，創(chuàng)建轉(zhuǎn)向拉桿和大地之間的約束副。如圖2.4所示。</p><p>　　創(chuàng)建固定副：選擇拉臂和主銷為參考物體，選擇設計點“knuckle_inner”為固定副的位置，創(chuàng)建拉臂和主銷之間的約束副。選擇轉(zhuǎn)向節(jié)和主銷為參考物體，選擇設計點“knuckle_inner”為固定副的位置，創(chuàng)建轉(zhuǎn)向節(jié)和主銷之間的約束副。選擇車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)為參考物體，選擇設計點

39、“knuckle_inner”為固定副的位置，創(chuàng)建車輪和轉(zhuǎn)向節(jié)之間的約束副。如圖2.5所示。</p><p>　　圖2.4 設置球副 圖2.5 設置固定副</p><p>　　其它約束副的做法類似，其中旋轉(zhuǎn)副的選項以及修改對話框如圖2.5、2.6、2.7所示。最后保存前懸架模型。</p><p>　　圖2.6 設置旋轉(zhuǎn)

40、副 圖2.7 修改旋轉(zhuǎn)副對話框</p><p>　　圖2.8 移動目標對話框</p><p><b>　　2.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章在ADAMS/View環(huán)境下給定了設計點并且建立汽車的前懸架模型，并對模型添加了相應的約束，為下一章汽車前懸架模型的運動學分析打下基礎。<

41、;/p><p>　　3 前懸架模型的運動學分析</p><p><b>　　3.1 添加驅(qū)動</b></p><p>　　點擊ADAMS/View中驅(qū)動庫的直線驅(qū)動，選擇測試平臺和大地的移動副約束，創(chuàng)建直線驅(qū)動。修改直線驅(qū)動的函數(shù)表達式為100*sin(360d*time)如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1 添

42、加驅(qū)動對話框</p><p>　　函數(shù)表達式為100*sin(360d*time)表示車輪的上跳和下跳行程均為100mm。</p><p>　　3.2 測量主銷內(nèi)傾角</p><p>　　編輯主銷內(nèi)傾角的函數(shù)表達式為ATAN(DX(MARKER_2, MARKER_4)/DY(MARKER_2, MARKER_4))。如圖3.2、3.3和3.4所示。</p&g

43、t;<p>　　圖3.2 使用助理功能</p><p>　　圖3.3 測量兩點在X軸方向的距離</p><p>　　圖3.4 函數(shù)編輯器 </p><p>　　同時系統(tǒng)生成主銷內(nèi)傾角變化的測量曲線，設置終止時間為1，工作步為100，進行仿真，主銷內(nèi)傾角隨車輪的跳動的變化曲線如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5 主銷內(nèi)

44、傾角隨車輪的跳動的變化曲線</p><p>　　當車輪在最下端時，主銷內(nèi)傾角為10.25度，隨著向上到-25mm位移處跳動逐漸減小，然后跳動至100mm過程中逐漸增大至11.7度。主銷內(nèi)傾角在其允許范圍內(nèi)，變化量為1.45度，可以接受。</p><p>　　主銷內(nèi)傾角使得主銷軸線與路面交點到車輪中心平面與地面交線的距離減小，從而減小轉(zhuǎn)向時駕駛員加在方向盤上的力，使轉(zhuǎn)向操縱輕便，同時也可減少

45、從轉(zhuǎn)向輪傳到方向盤上的沖擊力。主銷內(nèi)傾角也不宜過大，否則加速了輪胎的磨損。</p><p>　　3.3 測量主銷后傾角</p><p>　　點擊ADAMS/View創(chuàng)建新的測量函數(shù)。編輯主銷內(nèi)傾角的函數(shù)表達式為ATAN(DZ(MARKER_2, MARKER_4)/DY(MARKER_2, MARKER_4))。如圖3.6所示。</p><p>　　圖3.6 函數(shù)編

46、輯器</p><p>　　同時系統(tǒng)生成主銷后傾角變化的測量曲線，設置終止時間為1，工作步為100，進行仿真， 主銷后傾角隨車輪的跳動的變化曲線如圖3.7所示。</p><p>　　圖3.7 主銷后傾角隨車輪的跳動的變化曲線</p><p>　　由主銷后傾角隨車輪的跳動的變化曲線可以看出車輪位移為-100mm時主銷后傾角為2.54度，隨著向上到-25mm處稍微降低，

47、然后向上跳動至100mm處逐漸增大至2.55度。主銷后傾角變化范圍為2.54度到2.55度，變化量很小，在其正常范圍內(nèi)?？梢越邮堋?lt;/p><p>　　主銷后傾是四輪定位中的一個項目，是設計汽車轉(zhuǎn)向橋時使主銷與車軸縱向平面內(nèi)有一個向后的傾角，即主銷軸線與地面的垂線之間的夾角。作用是使車輪自動回正，提高轉(zhuǎn)向操縱的穩(wěn)定性。其一般不超過2度到4度。</p><p>　　3.4 測量前輪外傾角&l

48、t;/p><p>　　點擊ADAMS/View創(chuàng)建新的測量函數(shù)。編輯主銷內(nèi)傾角的函數(shù)表達式為ATAN(DY(MARKER_4, MARKER_2)/DX(MARKER_4, MARKER_2))。如圖3.8所示。</p><p>　　圖3.8 函數(shù)編輯器</p><p>　　同時系統(tǒng)生成前輪外傾角變化的測量曲線，設置終止時間為1，工作步為100，進行仿真， 前輪外傾角隨

49、車輪的跳動的變化曲線如圖3.9所示。</p><p>　　圖3.9 前輪外傾角隨車輪的跳動的變化曲線</p><p>　　由前輪外傾角隨車輪的跳動的變化曲線可以看出車輪位移為-100mm時前輪外傾角為-1.0度，隨著向上到-25mm處逐漸增大至-0.75度，然后向上跳動至100mm處逐漸降低至-2.4度。前輪外傾角變化范圍為-0.75度到-2.4度，變化量為1.65度，在其正常范圍內(nèi)?？梢?/p>

50、接受。</p><p>　　前輪外傾角是指前輪所在平面不是完全與地面垂直的，而是與地面有一個向外的傾斜角，當在比較平坦的路面上行進時，汽車方向會有一定誤差的偏離，在一定等到誤差范圍內(nèi)，前輪能夠自己回到中間向前的方向的位置，這樣，即使路面稍有一點不平也沒關系，汽車的行進方向都會基本不變。</p><p>　　3.5 測量前輪前束角</p><p>　　點擊ADAMS/

51、View中，選擇build>measure>function>new,創(chuàng)建新的測量函數(shù)。函數(shù)名稱toe_angle。編輯前輪前束角的函數(shù)表達式為ATAN(DZ(MARKER_4, MARKER_2)/DX(MARKER_4, MARKER_2))。如圖3.10所示</p><p>　　圖3.10 函數(shù)編輯器</p><p>　　同時系統(tǒng)生成前輪前束角變化的測量曲線，設置終

52、止時間為1，工作步為100，進行仿真，前輪前束角的變化曲線如圖3.11所示。</p><p>　　圖3.11 前輪前束角隨車輪的跳動的變化曲線</p><p>　　由前輪外傾角隨車輪的跳動的變化曲線可以看出車輪位移為-100mm時前輪前束角為-0.2度，隨著向上到-50mm處逐漸增大至0.5度，然后向上跳動至100mm處逐漸降低至-1.25度。前輪前束角變化范圍為0.5度到-1.25度，變

53、化量為0.75度，在其正常范圍</p><p><b>　　內(nèi)，可以接受。</b></p><p>　　前輪外傾有使前輪向外轉(zhuǎn)向的趨勢，前輪前束有使車輪向內(nèi)轉(zhuǎn)向的趨勢，可以抵消因前輪外傾帶來的不利影響，使車輪直線滾動而無橫向滑拖的現(xiàn)象，減少輪胎磨損。懸架系統(tǒng)鉸接點的變形，也使前輪有向外轉(zhuǎn)向的趨勢，也要靠前輪前束來補償?？梢蕴岣哕囕v操控性和輪胎壽命。一般前束值為0~12

54、mm。</p><p>　　3.6 測量車輪接地點的側(cè)向滑移量</p><p>　　先在車輪上建一個marker點，為marker46（-150，-270，0）然后在大地上建marker47（-150，-270，0）。</p><p>　　點擊ADAMS/View中，選擇build>measure>function>new,創(chuàng)建新的測量函數(shù)。函數(shù)名

55、稱sideways_displacement。編輯車輪接地點的側(cè)向滑移量的函數(shù)表達式為DX(MARKER_46, MARKER_47)。如圖3.12所示</p><p>　　圖3.12函數(shù)編輯器</p><p>　　同時系統(tǒng)生成車輪接地點的側(cè)向滑移量的測量曲線，設置終止時間為1，工作步為100，進行仿真，車輪接地點的側(cè)向滑移量隨車輪的跳動的變化曲線如圖3.13所示。</p>

56、<p>　　圖3.13 車輪接地點的側(cè)向滑移量隨車輪的跳動的變化曲線</p><p>　　由前輪外傾角隨車輪的跳動的變化曲線可以看出車輪位移為-100mm時側(cè)向滑移量為-5mm，然后向上跳動至100mm處逐漸增大至38mm。其變化量為43mm，非常的大，不在正常范圍內(nèi)，不但對輪胎壽命嚴重的影響，也使操縱性和穩(wěn)定性大大的減弱，對汽車的影響也會很大，從汽車的穩(wěn)定性、舒適性、平順性、以及輪胎磨損等各個角度考慮

57、，這么大的車輪接地點的側(cè)向滑移量都是不能夠允許的。因此本課題將車輪接地點的側(cè)向滑移量作為目標函數(shù)進行優(yōu)化。</p><p><b>　　3.7 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章對汽車的前懸架模型進行了仿真測試，通過對各測量曲線的分析比較，發(fā)現(xiàn)車輪接地點的側(cè)向滑移量變化太大，這么的的車輪接地點的側(cè)向滑移量不僅會使車輛的操縱穩(wěn)定性受到影響，使車輛偏離原來的行駛軌

58、跡，同時還會使輪胎的磨損加快。因此，我們將如何減小輪胎接地點的側(cè)向滑移量作為優(yōu)化設計的目標。為下一章細化車輪模型提出理論依據(jù)。 </p><p>　　4 細化前懸架模型</p><p>　　4.1 創(chuàng)建設計變量</p><p>　　ADAMS參數(shù)化設計的過程就是使用設計變量的過程，用設計變量的值來代替設計參數(shù)的值。系統(tǒng)通過不斷修改設計變量的值，來使目標函數(shù)的值不斷

59、的進行優(yōu)化，最終達到最優(yōu)值。</p><p>　　結(jié)合此懸架模型以及上述優(yōu)化分析的理論基礎，先要建立設計變量，創(chuàng)建的設計變量如</p><p><b>　　表4-1所示。</b></p><p>　　表4-1 創(chuàng)建的設計變量</p><p>　　圖4.1 創(chuàng)建設計變量對話框</p><p>　　4

60、.2 將設計點參數(shù)化</p><p>　　由于系統(tǒng)需要不斷的修改模型的幾何參數(shù)來尋找最佳值，因此首先需要把設計點參數(shù)化，設計點的初始位置見前面的表4-1所示。將設計點參數(shù)化的方法是在點編輯器中將設計點的坐標用包含設計變量的表達式來表達。</p><p>　　在設計點“UCA_outer“的X坐標欄中輸入表達式：</p><p>　　(.FRONT_SUSP.grou

61、nd.LCA_outer.loc_x+.FRONT_SUSP.DV_1*cos(.FRONT_SUSP.DV_3)*sin(.FRONT_SUSP.DV_2))。如圖4.2所示。</p><p>　　圖4.2 函數(shù)編輯器</p><p>　　同樣的道理,在設計點“UCA_outer“的Y坐標欄中輸入表達式：</p><p>　　(.FRONT_SUSP.ground

62、.LCA_outer.loc_y+.FRONT_SUSP.DV_1*cos(.FRONT_SUSP.DV_3)*cos(.FRONT_SUSP.DV_2))</p><p>　　在設計點“UCA_outer“的Z坐標欄中輸入表達式：</p><p>　　(.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_z+.FRONT_SUSP.DV_1*sin(.FRONT_SUSP.

63、DV_3))</p><p>　　在設計點“UCA_inner“的X坐標欄中輸入表達式：</p><p>　　(.FRONT_SUSP.ground.UCA_outer.loc_x+.FRONT_SUSP.DV_4*cos(.FRONT_SUSP.DV_6)*cos(.FRONT_SUSP.DV_5))</p><p>　　在設計點“UCA_inner“的Y坐標欄中

64、輸入表達式：</p><p>　　(.FRONT_SUSP.ground.UCA_outer.loc_y+.FRONT_SUSP.DV_4*cos(.FRONT_SUSP.DV_6)*sin(.FRONT_SUSP.DV_5))</p><p>　　在設計點“UCA_inner“的Z坐標欄中輸入表達式：</p><p>　　(.FRONT_SUSP.ground.U

65、CA_outer.loc_z+.FRONT_SUSP.DV_4*sin(.FRONT_SUSP.DV_6))</p><p>　　在設計點“LCA_inner“的X坐標欄中輸入表達式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_x+.FRONT_SUSP.DV_7*cos(.FRONT_SUSP.DV_9)*cos(.FRONT_SUSP.DV_

66、8)</p><p>　　在設計點“LCA_inner“的Y坐標欄中輸入表達式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_y+.FRONT_SUSP.DV_7*cos(.FRONT_SUSP.DV_9)*sin(.FRONT_SUSP.DV_8)</p><p>　　在設計點“LCA_inner“的Z坐標欄中輸入表達式：

67、</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_z-.FRONT_SUSP.DV_7*sin(.FRONT_SUSP.DV_9)</p><p>　　在設計點“knuckle_inner“的X坐標欄中輸入表達式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_x+109*cos(.FRO

68、NT_SUSP.DV_3)*sin(.FRONT_SUSP.DV_2)</p><p>　　在設計點“knuckle _inner“的Y坐標欄中輸入表達式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_y+109*cos(.FRONT_SUSP.DV_3)*cos(.FRONT_SUSP.DV_2)</p><p>　　在設

69、計點“knuckle _inner“的Z坐標欄中輸入表達式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.LCA_outer.loc_z+109*sin(.FRONT_SUSP.DV_3)</p><p>　　在設計點“knuckle _ outer “的X坐標欄中輸入表達式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_

70、inner.loc_x-254*cos(0.2d)*cos(1d)</p><p>　　在設計點“knuckle _ outer “的Y坐標欄中輸入表達式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_inner.loc_y-254*cos(0.2d)*sin(1d)</p><p>　　在設計點“knuckle _ outer “的Z

71、坐標欄中輸入表達式：</p><p>　　.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_inner.loc_z-254*sin(0.2d)</p><p>　　完成以上的函數(shù)輸入后，按列表編輯器的“OK“，將設計點進行參數(shù)化。</p><p>　　4.3 將物體參數(shù)化</p><p>　　在修改圓柱體的對話窗口中，將圓柱體的長度設置

72、為變量“DV_1“。</p><p>　　同樣，將上橫臂的圓柱體長度設置為變量“DV_4“，將下橫臂的長度設置為“DV_7</p><p>　　將拉臂的圓柱體長度設置為：SQRT((.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_inner.loc_x-.FRONT_SUSP.ground.Tie_rod_outer.loc_x)**2+(.FRONT_SUSP.ground.Knu

73、ckle_inner.loc_y-.FRONT_SUSP.ground.Tie_rod_outer.loc_y)**2+(.FRONT_SUSP.ground.Knuckle_inner.loc_z-.FRONT_SUSP.ground.Tie_rod_outer.loc_z)**2)。如圖4.3所示。</p><p>　　通過以上步驟，對受設計點參數(shù)化影響的主銷、上橫臂、下橫臂和拉臂的長度進行了參數(shù)化。<

74、/p><p>　　圖4.3 函數(shù)編輯器 </p><p>　　參數(shù)化幾何體是指將幾何體的參數(shù)用包含設計變量的表達式表達，這樣設計變量的改變就可以驅(qū)動幾何體尺寸特性的改變。</p><p><b>　　5 定制界面</b></p><p>　　為了方便修改前懸架的幾何參數(shù)，本章將在對話框中直接對懸架的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)進

75、行設定，在優(yōu)化設計完成后可以根據(jù)實際需要對優(yōu)化仿真的結(jié)果進行微調(diào)，從而方便的確定最終的模型參數(shù)。</p><p>　　5.1 創(chuàng)建修改參數(shù)對話窗</p><p>　　同模型對象一樣ADAMS中大部分的窗口 、菜單或?qū)υ捒虻冉缑娑即鎯υ谀Ｐ偷臄?shù)據(jù)文件庫的子系統(tǒng)中。在本模型中將懸架的幾何參數(shù)化之后，可以通過創(chuàng)建對話框的方式，在對話框中直接對懸架的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)進行設定，在優(yōu)化設計完成后可以根據(jù)實

76、際需要對優(yōu)化仿真的結(jié)果進行微調(diào)，從而方便的確定最終的模型參數(shù)。 </p><p>　　整個創(chuàng)建過程如圖5.1創(chuàng)建新對話窗窗口、5.2修改滑動條的大小和位置、5.3輸入滑動條的取值及其范圍、5.4輸入命令以及5.5(5.6、5.7)新建的對話窗。</p><p>　　圖5.1 創(chuàng)建新對話窗窗口</p><p>　　圖5.2 修改滑動條大小和位置</p>

77、<p>　　圖5.3 輸入滑動條的取值及其范圍</p><p><b>　　圖5.4 輸入命令</b></p><p>　　創(chuàng)建好的修改主銷參數(shù)對話窗如圖6.5所示。</p><p>　　圖5.5 修改主銷參數(shù)對話窗</p><p>　　圖5.6 修改上橫臂參數(shù)對話窗</p><p>　

78、　圖5.7 修改下橫臂參數(shù)對話窗</p><p><b>　　5.2 修改菜單欄</b></p><p>　　在“menu1 help”前面加入下列命令如圖5.8所示.</p><p>　　圖5.8編輯菜單命令</p><p>　　輸入圖中命令后就可以打開它們對應的對話窗，以修改懸架的幾何參數(shù)。</p>&

79、lt;p><b>　　5.3 本章小結(jié)</b></p><p>　　在本模型中將懸架的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)化之后，通過創(chuàng)建對話框的方式，在對話框中直接對懸架的幾何參數(shù)進行設定。方便了懸架的調(diào)在優(yōu)化設計完成根據(jù)實際需要對優(yōu)化仿真的結(jié)果進行微調(diào)，從而方便的確定最終的模型參數(shù)。</p><p>　　6 優(yōu)化前懸架模型</p><p>　　6.1 定義

80、目標函數(shù)</p><p>　　在模型中，由于我們是要盡量減小輪胎接地點的側(cè)向滑移量，因此選定目標函數(shù)的時候，我們選擇車輪接地點的側(cè)向滑移量值的絕對值作為分析目標，系統(tǒng)將對此目標進行優(yōu)化計算，找到最優(yōu)值。</p><p>　　目標函數(shù)的定義方法與其他測量函數(shù)的定義方法一樣，目標函數(shù)通過以下表達式來定義：ABS(.FRONT_SUSP.sideways_displacement) 系統(tǒng)生成目標

81、函數(shù)“object_fun”的曲線窗口，點擊仿真按鈕，可以看到目標函數(shù)的值始終為正數(shù)。如圖6.1所示。</p><p>　　圖6.１ 目標函數(shù)曲線</p><p><b>　　6.2 優(yōu)化模型</b></p><p>　　在開始優(yōu)化模型之前，還需要對優(yōu)化選項進行設置。我們的設計目標是要將上述目標函數(shù)的最大值盡量減小，然后通過對前面定義的DV_4

82、 、DV_５、DV_７、DV_８不斷的進行修改，然后計算此目標函數(shù)，使其達到最優(yōu)。優(yōu)化的設計變量為 “.FRONT_SUSP.DV_4、.FRONT_SUSP.DV_5、.FRONT_SUSP.DV_7</p><p>　　、.FRONT_SUSP.DV_8”優(yōu)化的目標為目標的最小值，選擇和輸入選項如圖6.2所示。</p><p>　　圖6.2 優(yōu)化設計變量對話窗</p>&

83、lt;p>　　6.3 察看優(yōu)化結(jié)果</p><p>　　優(yōu)化完成后系統(tǒng)彈出顯示優(yōu)化結(jié)果的信息窗口，如圖6.3所示。</p><p><b>　　圖6.3 信息窗口</b></p><p>　　由優(yōu)化結(jié)果可以看出：原來上橫臂長度（346mm）、上橫臂在汽車橫向平面的傾角（11度）、下橫臂長度（500mm）、下橫臂在汽車橫向平面的傾角（9.5

84、度）的值最終優(yōu)化為341.02mm（-1.44%）、11.814度(+7.4%)、502.32mm（+0.46%）和6.0553度（-36.3%）。車輪接地點的側(cè)向滑移量由初始的19.6152mm下降為4.6763mm（-76.2%），大大地降低了輪胎的磨損情況。</p><p>　　系統(tǒng)總共進行了5次迭代，每次迭代后，目標函數(shù)的變化情況可以從圖6.4曲線中直觀的反映出來。</p><p>

85、;　　圖6.4 目標函數(shù)的優(yōu)化結(jié)果</p><p>　　另外還可以看到優(yōu)化以后的主銷內(nèi)傾角的變化曲線如圖6.5所示。</p><p>　　圖6.5 優(yōu)化后的主銷內(nèi)傾角變化曲線</p><p>　　主銷內(nèi)傾角的變化范圍為9.2度到14.3度，變化量為5.1度，變化范圍有所增大，但是還是在可以接受的范圍之內(nèi)。</p><p>　　優(yōu)化以后的主銷后

86、傾角的變化曲線如圖6.6所示。 </p><p>　　圖6.6 優(yōu)化后的主銷后傾角變化曲線</p><p>　　主銷后傾角的變化范圍為3.85度到5.65度，變化量為1.8度，變化范圍有所減小，但是還是在可以接受的范圍之內(nèi)。</p><p>　　優(yōu)化以后的前輪外傾角的變化曲線如圖6.7所示。</p><p>　　圖6.7 優(yōu)化后的前輪外傾角

87、變化曲線</p><p>　　前輪外傾角的變化范圍為-3.15度到2.2度，變化量為5.35度，變化范圍有所增大，但是還是在可以接受的范圍之內(nèi)。</p><p>　　優(yōu)化以后的前輪前束角的變化曲線如圖6.8所示。</p><p>　　圖6.8 優(yōu)化后的前輪前束角變化曲線</p><p>　　前輪前束角的變化范圍為-1.3度到0.5度，變化量為

88、1.8度，變化范圍有所增大，但是還是在可以接受的范圍之內(nèi)。</p><p>　　優(yōu)化以后的車輪接地點的側(cè)向滑移量的變化曲線如圖6.9所示。</p><p>　　圖6.9 優(yōu)化后的車輪接地點的側(cè)向滑移量的變化曲線</p><p>　　車輪接地點的側(cè)向滑移量的變化范圍為0mm到4.68mm，變化量為4.68mm，變化范圍大大的減小，提高了汽車的舒適性、平順性、穩(wěn)定性以及

89、提高了輪胎的使用壽命。</p><p><b>　　6.4 本章小結(jié)</b></p><p>　　本章建立了目標函數(shù)，“object_fun”，并對函數(shù)進行了優(yōu)化分析，最后生產(chǎn)曲線，經(jīng)過對數(shù)據(jù)的前后對比，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化后車輪的接地點側(cè)向滑移量大大的減小，有效的提高了汽車穩(wěn)定性、平順性、舒適性以及防止了輪胎的磨損。</p><p><b>　

90、　本文總結(jié)</b></p><p>　　本次設計通過給定設計點創(chuàng)建前懸架模型、測試前懸架模型、細化前懸架模型、優(yōu)化前懸架模型、定制界面等一系列過程，先得到一組測量曲線，通過分析比較這些曲線的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)車輪接地點的側(cè)向滑移量變化范圍很大，嚴重了影響了汽車的穩(wěn)定性、平順性、舒適性和車輪的輪胎使用壽命，所以把目標函數(shù)設定為車輪接地點的側(cè)向滑移量，針對車輪接地點的側(cè)向滑移量進行進一步的優(yōu)化，設計變量為DV_4、

91、DV_5、DV_7、DV_8。在后處理模塊中將目標函數(shù)進一步優(yōu)化得到使車輪接地點的側(cè)向滑移量最小的一組數(shù)據(jù)。結(jié)果上橫臂長度、上橫臂在汽車橫向平面的傾角、下橫臂長度、下橫臂在汽車橫向平面的傾角的值最終優(yōu)化為341.02mm、11.814度、502.32mm和6.0553度。車輪接地點的側(cè)向滑移量由初始的19.6152mm下降為4.6763mm，車輪接地點的側(cè)向滑移量大大降低，減小了車輪的磨損，更好的保護了汽車，提高了汽車的乘坐舒適性、穩(wěn)定

92、性，可靠性。為汽車懸架的運動學分析提供了有利的幫助。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　經(jīng)過近半年的學習和設計，我的畢業(yè)設計接近尾聲，其中的辛苦和付出很多，中間碰到過許多難題，但是有老師、同學、朋友在身邊的鼓勵和幫助，使我滿懷感激與動力，真難以想象沒有你們的支持怎樣完成，在此感謝你們的幫助。</p><p>　　首

93、先我要感謝的就是我的指導教師梁繼輝老師，從論文的選題到最后的定稿，多次詢問我的進度和問題，并給我悉心的指導與幫助，幫我開拓研究思路，在整個畢業(yè)設計過程中，對我要求很嚴格，并且時刻監(jiān)督我，讓我沒有松懈的心態(tài)，對我有很大的幫助。梁老師嚴謹求實的態(tài)度，誨人不倦的精神，一絲不茍的作風不僅授我以文，也教我做人，這四年中對梁老師充滿了感激之情。</p><p>　　第二感謝我的大學老師，你們把知識毫無保留的奉獻給我們，為我們

94、的專業(yè)打下良好的基礎，讓我們在以后的工作中受益匪淺。</p><p>　　第三我要感謝一起學習的同學們，大家在一起做畢業(yè)設計的時候，遇到問題一起討論，人多力量大，問題就會迎刃而解。緊張之余也緩解了心態(tài)，氣氛也很融洽。</p><p>　　最后感謝的就是答辯組的老師，在期中檢查時給我提供的建議，對我以后程序的完善有很大的幫助。</p><p>　　畢業(yè)設計的順利完成對

95、我的意義很重大，影響深遠。是一次能力的培養(yǎng)，知識的擴展，思維的開拓。為以后的工作和研究打下堅實的基礎。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　【1】 陳家瑞. 汽車構(gòu)造. 第三版. 機械工業(yè)出版社</p><p>　　【2】 余志生. 汽車理論. 第三版. 機械工業(yè)出版社</p><p>　　

96、【3】 王望予. 汽車設計. 第三版. 機械工業(yè)出版社</p><p>　　【4】 李軍. 邢俊文. 譚文杰. ADAMS實例教程. 北京理工大學出版社. 2002</p><p>　　【5】 劉惟信. 汽車設計. 清華大學出版社</p><p>　　【6】 鞏云鵬. 田萬祿. 張祖立. 機械設計課程設計. 東北大學出版社</p><p>　

97、　【7】 孫志禮. 冷興聚. 魏延剛. 機械設計. 東北大學出版社</p><p>　　【8】 吉林工業(yè)大學汽車教研室. 汽車設計. 機械工業(yè)出版社</p><p>　　【9】 汽車工程手冊. 人民交通出版社</p><p>　　【11】 Mechanical Dynamics Inc. Road Map to ADAMS/View Documentation&l

98、t;/p><p>　　【12】 Mechanical Dynamics Inc. Road Map to ADAMS/Car Documentation</p><p>　　【13】 Mechanical Dynamics Inc. Road Map to ADAMS/Solver Documentation</p><p><b>　　附錄A 漢語原文

99、</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文主要研究輕型汽車前獨立懸架的設計分析方法以及輪胎磨損與懸架運動、前輪定位參數(shù)的關系。</p><p>　　首先對雙橫臂獨立懸架的各主要組成部件如減振器的選型設計、橫向穩(wěn)定桿的設計校核、扭桿彈簧設計以及對雙橫臂式和麥弗遜式獨立懸架的運動進行了分析，提出了相應

100、的計算方法，編制了一套具有一定實用價值的前獨立懸架設計分析軟件。并且采用前輪定位儀，進行了實驗驗證。</p><p>　　論文對雙橫臂獨立懸架參數(shù)提出以減小輪胎磨損為優(yōu)化目標，進行了優(yōu)化設計。提出了通過優(yōu)選、調(diào)整懸架初始位置狀態(tài)，以及優(yōu)化確定轉(zhuǎn)向橫拉桿斷開點位置的方法，來減小輪胎磨損。同時采用正交實驗的方法分析了雙橫臂獨立懸架各結(jié)構(gòu)參數(shù)和安裝參數(shù)對懸架性能和輪胎磨損的影響，確定出最大的影響因素及次要因素。<

101、/p><p>　　然后從輪胎模型入手分析前輪定位參數(shù)同輪胎磨損的關系。以輪胎磨損能量作為評價指標，選取刷子輪胎模型，對輪胎在穩(wěn)態(tài)縱滑狀態(tài)下、穩(wěn)態(tài)縱滑側(cè)偏狀態(tài)下和邊界條件下的輪胎磨損進行了分析研究，確定了量化模型。并以輪胎側(cè)偏角為中間變量，建立了前輪定位參數(shù)同輪胎磨損之間關系的數(shù)學模型，進行了計算機仿真計算。從而可對懸架進行進一步的優(yōu)化設計，以減小對輪胎磨損的影響，提高車輛的行駛性能和使用經(jīng)濟性。</p>

102、<p>　　關鍵詞：汽車；獨立懸架；輪胎磨損；定位參數(shù) </p><p><b>　　懸架系統(tǒng)原理</b></p><p>　　懸架系統(tǒng)雖不是汽車運行不可或缺的部件，但有了它人們可以獲得更佳的駕駛感受。簡單的說，它是車身與路面之見的橋梁。懸架的行程涉及到懸浮于車輪之上的車架，傳動系的相對位置。就像橫跨于舊金山海灣之上的金門大橋，它連接了海灣兩側(cè)。去掉汽車上

103、的懸架就像是你做一次冷水潛泳通過海灣一樣，你可以平安的渡過整個秋天，但會疼痛會持續(xù)幾周之久。想想滑板吧！它直接接觸路面你可以感受到每一塊磚，裂隙及其撞擊。這簡直就是一種令人全身都為之震顫的體驗。當輪子滑過路面時，就會在此產(chǎn)生震動，沖擊，這種震動的旅程時對你的身體和勇氣的檢驗。如果你沒感到隨時都有被掀翻之勢，那么你或許會樂在其中吧！這就是你會在沒有懸架的汽車上將會體驗到的。汽車的懸架分為兩種基本類型：整體和獨立懸架。</p>

104、<p>　　整體懸架（也叫剛性梁，剛性軸）是聯(lián)接車輛上下兩部分的一種主要形式。正如其名，它是用一根金屬材料——軸，來連接兩側(cè)車輪的。鋼板彈簧在車架之下；在兩半軸中間裝有差速器，允許兩側(cè)的輪子以不同的角速度旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　整體式懸架的車輛在行進中，由于兩側(cè)的車輪共用一根周因此，當某一側(cè)車輪跳動時另一側(cè)也會隨之運動。它們的反饋結(jié)果就像是一個整體?？梢韵胂竦牡剑@不可能有舒適的駕駛體驗的。<

105、;/p><p>　　雖然可以借助于彈簧來衰減猛烈的震動，但仍然存在較強的震動。那么，既然如此為什么還要用這種懸架呢？第一，它很堅固，由于采用了一體化的結(jié)構(gòu)，固定軸式懸架系統(tǒng)具有著其他方式懸架不可替代的承載能力。它們經(jīng)常應用于行駛于較差路況的車輛。你可以在卡車和重載車輛上見到它。</p><p>　　一種由固定軸式懸架變形系統(tǒng)叫做TIB懸架系統(tǒng)（或叫半固定軸式）。在這種結(jié)構(gòu)中，有兩根剛性軸而非一

106、根。這種設計可兼得較大的剛性和較好的韌性，通常用于輕卡的前懸。</p><p>　　另外一種基本結(jié)構(gòu)是叫做獨立懸架的系統(tǒng)。想它的名字一樣，它是由兩個獨立存在的“橋”分別連接兩側(cè)的車輪。到目前為止，這種結(jié)構(gòu)可以提供最舒適的乘坐環(huán)境，多見于乘用車，小型貨車和其他的小型車輛。這是目前較為流行的一種懸架系統(tǒng)。如果你喜歡較軟的懸架，那么獨立懸架無疑是最佳選擇。除了軸，車輪，輪胎，今天的懸架系統(tǒng)使用的兩個重要部件是彈簧和減震

107、器，以增強車輛的安全和舒適性。</p><p><b>　　彈簧：</b></p><p>　　在一輛車上彈簧是懸架系統(tǒng)的主要部件。有集中不同的彈簧，比如扭桿彈簧，但幾乎所有的車輛都采用螺旋彈簧來構(gòu)成四輪獨立懸架系統(tǒng)。許多卡車也用螺旋彈簧，而重載卡車則使用 彈簧安裝于其后懸。</p><p>　　彈簧可以減緩和儲存來自路面的振動，沖擊等能量。

108、它通過壓縮和伸展來衰減振動。當一輛車子的某一個輪子遇到一個凸起而向上跳動時，彈簧就會衰減額外的能量。以此來保證能量傳遞的連貫性，在此過程中確保車輪始終與路面保持接觸。</p><p>　　彈簧壓縮或伸展量的大小是由“彈簧剛度”決定的。彈簧剛度以每英寸的變形量是由多少載荷所引起來表示的。比如,1 inch/pound,所以200磅的負荷可以產(chǎn)生2 inch的變形量。彈簧變形量是由很多的因素決定的。對于螺旋彈簧而言，

109、包括有效圈數(shù)，彈簧中徑，彈簧鋼絲直徑。有效圈數(shù)越少，剛度越小。</p><p>　　彈簧的設計影響到車輛的舒適性與操縱穩(wěn)定性。由于彈簧衰減了大部分的能量，因而可以提供較好的駕駛環(huán)境。畢竟它可以衰減由于路面產(chǎn)生的能量。但總會有工程交換的。這種彈簧會使車輛的重心較高，從而在輪子跳動時導致不穩(wěn)定工況。這種工況的產(chǎn)生是由于彈簧的壓縮和伸展的量不同而引起的。車身的“翻滾”大都發(fā)生在懸架之上。這種“翻滾”叫做載荷轉(zhuǎn)移，是由于

110、某一車輪跳動是汽車的重心偏移的離心力所引起的。載荷轉(zhuǎn)移可能導致某一車輪承受較大的附加載荷，這將會產(chǎn)生有害的拖拽力，不利于操縱穩(wěn)定性。</p><p><b>　　減振器：</b></p><p>　　懸架的另外一個重要部件是減震器。減震器在懸架系統(tǒng)中扮演著衰減振動最后防線的角色，而這本是彈簧的職責。減振器可以衰減由于路面致使彈簧上下跳動而產(chǎn)生的振動的影響。人們不喜歡限