文档介绍：基于福特C1平台的E型多连杆悬架结构分析赵广辉上海海马汽车研发有限公司【摘要】:本文通过对E型多连杆悬架的结构分析,结合悬架几何运动学特性和弹性运动学特性,介绍了各杆件的作用,并论述了两大特性在悬架设计过程中的重要性和设计理念。【关键词】:E型多连杆,悬架,结构分析E-typeMulti-linkSuspensionStructureAnalysisBaseOnTheFordC1ChassisZhaoGuanghuiShanghaiHaimaAutomobileR&DCo.,LtdAbstract:PasstheanalysisofE-typemulti-linksuspension,andbaseonthetheoryofK&C,TextualmainpurposeistointroducethefunctionoflinksanddiscusstheimportanceanddesignideasofK&:E-type,Multi-link,Rearsuspension,Analysis1前言多连杆悬架是近年来发展起来的一种新型悬架结构,与传统的导向机构对比,能更有效的控制车辆的操纵稳定性,因而在现代轿车上获得广泛的使用,其中E型多连杆悬架是最典型的结构之一。目前已上市车型中装备该悬架的有MAZDA6、SAGITAR、GOLFV,MAZDA3、FOCUS、VOLVOS40,奇瑞A5、A3等,其均用于后悬架。其中MAZDA3、FOCUS以及VOLVOS40共用于福特集团的C1平台,其它车型的后悬架与之有异曲同工之处。为了便于掌握E型多连杆悬架的设计要领,本文仅以C1平台的E型多连杆后悬架为例进行分析。因不掌握各铰链球头以及相关导向臂、杆件的刚度,所以分析只能是静态的定性分析,便于设计时获得有利的实际效果,对于文中的结论还需要通过相关动态分析以及试验进行进一步的验证。2结构特征该悬架的结构特征见图1和图2,其描述为:沿车辆X方向布置,后端通过螺栓与轮鼓连接,前端通过柔性衬套过渡与车身连接的片状纵拖臂。该臂为冲压成型的焊接结构,靠近车轮中心部位的上部具有一个冲压开口,下部具有一前一后两个冲压开口,各开口具有安装孔,在下部两个冲压开口之间有用于安装减振器并焊有自锁螺母的孔。沿车辆Y方向布置,两端通过柔性衬套过渡,一端与纵拖臂下部前端的冲压开口的连接,另一端与副车架连接的横向连杆,该连杆两端自由摆动,为冲压结构。沿车辆Y方向布置,两端通过柔性衬套过渡,一端与纵拖臂上部的冲压开口连接,另一端与副车架连接的上控制臂,该臂两端自由摆动,为锻造结构。沿车辆Y方向布置,两端通过柔性衬套过渡,一端与纵拖臂下部后端的冲压开口的连接,另一端与副车架连接的后下控制臂。该臂两端自由摆动,为冲压成型的焊接结构,在靠近车轮部位有用于安装螺旋弹簧的安装座。通过图2可以发现,纵拖臂、横向连杆、上控制臂和后下控制臂成“E”形布置,故命名为E型多连杆悬架。图1E型多连杆悬架结构(左侧图2E型多连杆悬架结构示意图3原理悬架几何学:独立悬架尤其是多连杆悬架各杆系的几何学配置。悬架几何运动学特性(Kinematics:车轮发生垂直位移时悬架几何学配置引起的其它5个自由度定位的变化,简称K特性。pliance:车轮受力(Fx、Fy、Fz、Mz时衬套挠曲变形引起的车轮6自由度定位的变化,亦称之为顺从特性,简称C特性。K特性和C特性共同决定着车轮跳动时的姿态和位置,&C特性的体现1纵拖臂抗制动点头。2纵拖臂缓冲在制动、加速以及在不平面路面上行驶时的纵向冲击。3纵拖臂提供适度车轮外倾自由度。4横向连杆控制制动时的车轮前张。5上下控制臂控制车轮外倾角变化。6后下控制臂用于固定弹簧,减小弹簧占用的空间,以及用来调整前束。7纵拖臂、横向连杆以及后下控制臂共同控制动态前束变化,提供随动转向和侧倾转向。8横向连杆、上控制臂和后下控制臂共同缓冲侧向力,并提供车轮横向平面内的跳动运动学。,保证车辆的纵向行驶稳定性对于独立悬架,因导向元件的布置不同于普通纵置钢板弹簧悬架,同时弹性元件的垂直刚度随着轿车舒适性的提高变得越来越小,因此具有柔软悬架的现代轿车在制动和加速时,车身在纵向平面中会发生显著的倾斜,即制动点头和起步、加速后坐现象。为了克服这种现象,提高车身的纵向稳定性,必须从悬架的结构入手,即采用能保证车身纵向倾斜很小或完全没有的悬架结构。µ制动时,前轴质量增加,后轴质量减小,如图3,由力矩平衡可得出轴荷转移量:LMHP/µ=∆(1式中:H-重心高度,L-轴距,M-汽车总质量,CG-重心位置图3纵倾力矩中心图解忽略导向杆系的约束反力(N,根据车辆制动时惯性力引