幾種獨立懸架運動學特性對比研究

徐菡玲+++李劭宸

摘 要：隨著我國經濟的發展，人們對汽車的性能的要求逐漸提升。汽車在行駛的過程中依靠車輪起到支撐以及行駛的目的。但是車輪在轉動的過程中會出現彈性躍動現象，影響了汽車的駕駛體驗。懸架運動學特性方面的一些參數是車輪產生彈性躍動的重要因素，面對這種狀況，通過科學手段將這些參數控制在較小的范圍內，會使車輪的彈性躍動現象較少發生，進而提高了汽車的性能。文章分析了針對獨立懸架運動學特性進行對比的意義，設定了獨立懸架運動學特性對比前提，展開了各種獨立懸架運動學特性的描述，闡述了幾種獨立懸架運動學特性的對比情況。

關鍵詞：獨立懸架運動；汽車；駕駛體驗

我國的汽車行業出現了較為蓬勃的發展局面，人們的物質生活水平不斷提高，對于汽車的使用要求也出現了較大的變化，在這種情況下，針對汽車的性能進行提高成為整個汽車行業發展的重要推力。從力學角度進行分析，汽車的懸架構造在進行運作的過程中會對車輪產生一定的影響，使其出現跳動的現象，讓汽車在行駛的過程中發生顛簸的情況，影響了駕駛人員的駕駛體驗，阻礙了汽車行業的進步。

1 針對獨立懸架運動學特性進行對比的意義

我國的汽車行業隨著經濟的發展而出現了巨大進步，人們在生活品質提升之后，對于汽車的行駛速度要求逐漸嚴格。汽車行業技術的提升使得汽車的行駛速度隨之提升。在傳統背景下，設計人員在對懸架進行設計的過程中，將設計的重點傾向于安全舒適，之所以出現這種現象，是因為檔期的汽車生產常常將鋼板彈簧等安置在汽車之中，其本身能夠實現自動導向，在汽車在行駛的過程中遭遇的形變可能相對較小，使得設計的側重只能傾向于減振方面，但是這樣的結果便忽視了懸架的導向性。我國的高速公路的建設情況不斷發展，汽車提速的進程不斷被更新，而懸架的運動特性參數會對車輪的轉動產生彈性躍動效應，使得汽車的架勢體驗受到影響，因而引起汽車行業的的高度重視，針對汽車懸架進行相應的研究具有十分重要的現實意義[1]。

2 獨立懸架運動學特性對比前提

在進行獨立懸架運動學特性對比之前，由于幾種獨立懸架運動之間存在一定差別，因而必須將其統一在一定的前提條件下進行對比才能夠具有現實意義，由于獨立懸架運動的主要影響對象為車輪，因此必須對車輪的轉動的情況進行研究，則必須建立相應的坐標系，以此來對其進行數學性的分析，使車輪的轉動情況得到較為清晰的分析。將車輪的轉動距離設定為300mm，將懸架的下橫臂平直安置，轉動方向設為坐標系橫軸，幾種懸架的上橫臂方向為縱軸。在達到滿載平衡的時候，每種懸架的各種力學角度都處于相等的狀態，主銷內傾角以及其虛擬形式的移動距離均相同，車輪在進行接地仿真的過程中，觸地點不變[2]。

3 各種獨立懸架運動學特性描述

3.1 麥氏懸架

當前，麥氏懸架在汽車的應用最為廣泛，因此對其進行的學術研究相對較多。針對設定的坐標系，需要對其形成的各種力學角度進行描述。車輪的上下擺臂對車輪各種參數擾動相對較強，比如側滑量以及傾壓核心度等。能夠起到方向轉換作用的節點坐標對于前束角的擾動效應相對較強，而對主銷內傾角的影響則處于正常范圍之內。針對這個方面，雙橫懸臂式懸架則呈現出參差不齊的狀況，針對上橫臂的坐標系節點進行轉化，可以對上下懸架運動的行程比造成相對較強的移變作用[3]。

3.2 單縱臂式

單縱臂式懸架的本身設計結構相對簡單，傾軋中心相對較高，可以在側傾度較強的情況下表現出較強的抗壓特性，但是其在運行的過程中輪距的變動相對較強，造成輪胎與地面之間的摩擦加劇，影響了輪胎的使用壽命。

主銷后傾可以讓汽車在行駛的過程中能夠沿著直線前進，其能夠在速度較快的情況下表現出較為優越的性能，如果汽車出現主銷前傾的狀況，就會使得汽車的行駛過程變得不夠穩定[4]。

單縱擺臂在進行擺動的過程中會對車輪的側滑量的擾動效應較高，其在運行的過程中對前束角的影響相對較大，對主銷內傾角的作用也相對較為較為明顯。但是發動機的按照位置對此會產生一定影響，懸架支點的位置應該控制在一定的范圍內。

3.3雙縱臂式

這種懸架擁有兩個縱臂，且其在長度上設定相同，具有平行四邊形的特性。如此的設定使得車輪在運動的過程中，主銷后傾角處于穩定狀態。針對其運動學特性進行分析的方式與上述幾種方式之間的差別相對較小，其呈現出的拋物線開口向下，形成兩條虛擬圖像，對于各種角度的擾動現象的描述相對較為簡單。其前束角的變化呈現雙曲線的形勢，變動幅度相對較大。在其側傾中心方面，則呈現出直線的線性形式，面對如此的情況，還可以根據參數的變化產生相應的變化線性[5]。

3.4 雙叉臂式

利用一些特殊的字母結構代替原本的雙橫臂式懸架便產生了雙叉臂式獨立懸架。其在橫向剛度上表現較為良好，可以在傾軋較強的情況表現較為穩定，能夠與地面之間形成良好的摩擦狀況，路面行駛體驗較為舒適。但是其研發制造需要投入較多資金，而且其參數相對繁復，信號回饋速度相對較慢。

其外傾角的擴張特性較為明顯，當其變化到一定程度的時候，參數受到的波動影響更大。其前束角在變化的過程中相對波動幅度較大，而其側滑量方面與上述幾種分析的差別不大。

4 幾種獨立懸架運動學特性對比

針對以上幾種獨立懸架運動學特殊的前束角以及側滑量等參數的數據進行對比可以分析出對比結果。

其實，每種懸架都具備優化的空間，可以通過改進實現某些特定運動學參數的縮小，進而使得汽車的性能得到提高，在這個方面雙縱臂式表現最佳。在外傾角方面，可以通過改進使其數值低于1°，前束角的數值可以縮小到0.1°以下，在這個方面雙叉臂式表現最佳。

其實，通過數據可以分析出以上幾種懸架的運動學參數之間的差別，進而區分出哪一種懸架的表現較為良好，針對這種情況進行分析可知，對于每種懸架進行的運動學特性進行分析必須結合實際情況在各種數據的支持下進行，測繪出分析坐標系，然后各種情況進行考量，運用已有的動力學知識對其進行描述，便可以得出較為精確的結果。

各種結果數據的現實作用就是為汽車的改進提供數據支持，失去現實意義的數據是冰冷無用的。我國的汽車行業相對外國先進地區來說較為落后，如果想實現較為強勁的發展，必須針對其具體部件的特性進行分析。

5 結束語

幾種獨立懸架運動學特性對比分析可知，每一種懸架都具備改進的空間，可以通過優化手段使其運動學特性參數控制在更小的范圍內，如此便提高了汽車的使用性能，在如此的情況下，針對各種情況進行考察，汽車行業對汽車的性能進行提升，有利于其自身發展。

參考文獻

[1]胡景煌，李明紅，汪文龍.四連桿式獨立懸架運動學分析與優化[J].天津工程師范學院學報，2010（03）：115-116.

[2]王其東，李明紅，洪洋.四連桿式獨立懸架運動學分析與優化[J].合肥工業大學學報（自然科學版），2010（07）：117-118.

[3]于海波，李幼德，門玉琢，鄧陽慶.雙橫臂獨立懸架ADAMS建模及運動特性分析[J].汽車技術，2010（03）：116-118.

[4]朱浩，賈曉紅，趙景山.直線導引型前獨立懸架及轉向桿系的設計與動力學仿真[J].汽車工程，2010（07）：145-146.

[5]郝海生，黃勇，庹永恒，基于ADAMS/CAR的汽車前懸架仿真分析[J].北京汽車.2011（04）：178-179.endprint