Proces návrhu odpružení automobilu - Automotive suspension design process

Konstrukce automobilového odpružení je aspektem automobilové inženýrství zabývající se návrhem suspenze pro osobní a nákladní automobily. Návrh zavěšení u ostatních vozidel je podobný, i když tento proces nemusí být tak dobře zavedený.

Tento proces vyžaduje

  • Výběr vhodných cílů na úrovni vozidla
  • Výběr architektury systému
  • Výběr umístění „tvrdých bodů“ nebo teoretických center každého z nich kulový kloub nebo pouzdro
  • Výběr rychlostí pouzder
  • Analýza zatížení v zavěšení
  • Navrhování jarní ceny
  • Projektování tlumič charakteristiky
  • Navrhování struktury každé součásti tak, aby byla pevná, tuhá, lehká a levná
  • Analýza dynamika vozidla výsledného návrhu

Od 90. let používání vícetělový simulace a konečný element software tuto řadu úkolů zpřehlednil.

Cíle na úrovni vozidla

Částečný seznam by zahrnoval:

  • Maximální boční zrychlení v ustáleném stavu (v režimu nedotáčivosti)
  • Tuhost při převrácení (stupně na g bočního zrychlení)
  • Jízdní frekvence
  • Postranní přenos zatížení procentuální rozdělení zepředu dozadu
  • Roll moment distribuce zepředu dozadu
  • Výšky jízdy v různých stavech zatížení
  • Nedotáčivost spád
  • Kruh otáčení
  • Ackermann
  • Jounce cestování
  • Odskočit cestování

Jakmile budou identifikovány celkové cíle vozidla, lze je použít ke stanovení cílů pro obě zavěšení. Například celkový cíl nedotáčivosti lze rozdělit na příspěvky z každého konce pomocí a Bundorfova analýza.

Architektura systému

Konstruktér vozidla obvykle pracuje v rámci souboru omezení. Architektura zavěšení zvolená pro každý konec vozidla bude muset těmto omezením vyhovět. Pro oba konce vozu by to zahrnovalo typ pružiny, umístění pružiny a umístění pružiny tlumiče nárazů.

U předního zavěšení je třeba vzít v úvahu následující

Pro zavěšení zadních kol existuje v praxi mnohem více možných typů zavěšení.

Závěsníky

Hardpointy řídí statické nastavení a kinematika pozastavení.

Statické nastavení je

Kinematika popisuje, jak se důležité vlastnosti mění, jak se odpružení pohybuje, typicky při rozjíždění nebo řízení. Obsahují

  • Bump Steer
  • Roll Steer
  • Tractive Force Steer
  • Řízení brzdné síly
  • Zvýšení převýšení v roli
  • Caster gain in roll
  • Zvýšení výšky středu role
  • Ackermann změna s úhlem řízení
  • Zisk stopy v roli

Analýza těchto parametrů může být provedena graficky nebo pomocí CAD, nebo pomocí kinematického softwaru.

Analýza souladu

Poddajnost pouzder, karoserie a dalších dílů ovlivňuje chování odpružení. Obecně je obtížné zlepšit kinematiku zavěšení pomocí pouzder, ale jedním příkladem, kde to funguje, je ovládání špičky Bush použitý v Zadní zavěšení s otočným paprskem. Obecněji řečeno, zavěšení moderních automobilů zahrnuje a Hluk, vibrace a drsnost (NVH) pouzdro. Toto je navrženo jako hlavní cesta pro vibrace a síly, které způsobují hluk ze silnice a hluk při nárazu, a má být laditelné, aniž by to příliš ovlivnilo kinematiku.

U závodních automobilů bývají pouzdra obvykle vyrobena z tvrdších materiálů pro dobrou ovladatelnost, jako např mosaz nebo delrin U osobních automobilů bývají pouzdra zpravidla vyrobena z měkčího materiálu pro větší pohodlí Hmotnost a mechanické hystereze (tlumicí účinek) pevných částí by měl být zohledněn v dynamické analýze, stejně jako jejich pružnost.

Zatížení

Jakmile je stanovena základní geometrie, lze odhadnout zatížení v každé části zavěšení. To může být stejně jednoduché jako rozhodnout, jaký je pravděpodobný maximální zatěžovací stav na kontaktní ploše, a poté nakreslit a Zdarma tělo diagram každé části k výpočtu sil, nebo tak složité jako simulace chování zavěšení na nerovném povrchu a výpočet způsobeného zatížení. Místo toho se často používají zátěže, které byly měřeny na podobném zavěšení - to je nejspolehlivější metoda.

Podrobný design zbraní

Zatížení a geometrie se poté použijí k návrhu ramen a vřetena. V průběhu toho nevyhnutelně dojde k určitým problémům, které přinášejí kompromisy síly se základní geometrií zavěšení.

Reference

Poznámky

Zdroje

  • Principy automobilového podvozku - J. Reimpell H. Stoll J. W. Betzler. - ISBN  978-0-7680-0657-5
  • Dynamika vozidel závodního vozu - William F. Milliken a Douglas L. Milliken.
  • Základy dynamiky vozidel - Thomas Gillespie.
  • Návrh podvozku - Principy a analýza - William F. Milliken a Douglas L. Milliken.

Simulace a přímé rovnice: Abramov, S., Mannan, S., & Durieux, O. (2009) „Semi-Active Suspension System Simulation Using SIMULINK“. International Journalof Engineering Systems Modeling and Simulation, 1 (2/3), 101 - 114 http://collections.crest.ac.uk/232/1/fulltext.pdf