浅论麦弗逊式悬架的分析与优化
工业技术
：!塑些Q：型
ScIence and TechnOlOgy InnovatiOn HeraId
浅论麦弗逊式悬架的分析与优化
王勇
(武汉理工大学汽车工程学院 湖北武汉 430070)
摘要：麦弗逊式悬架是减振器作滑动支柱并与下控制臂组成的悬架形式，与其他悬架系统相比，其结构简单．性能突出．布置：l}凄及
占用空问少等特点。因此对布置空间要求高的发动机前置驱动轿车的前悬架几乎全部采用了麦弗逊式悬架。本文就麦弗逊式悬架建立
了三维数学模型，并对所建模型进行了计算机仿真分析，然后提出利用计算机辅助的方法进行改进设计。
关键词：麦弗逊式悬架 计算机仿真 ^I】^Ms
中图分类号：【j46I 文献标识码：A 文章编号：l 674一098x(2008)08(c)一007l_ol
1前言
目前，我国大部分轿车前悬架都是采
用麦弗逊式悬架。该悬架具有结构简单，
非簧载质量小、发动机及转向系易于布
置、能与多种弹簧相匹配及能实现车身高
度自动调节等优点。但是由于主销轴线为
减振器上端与车身连接点和摆臂与转向节
连接点的连线，因此当车轮上下跳动时，减
振器下支点随横摆臂摆动，丰销轴线的后
倾角和内倾角也随之相应变化。也就是说
车轮沿着摆动的主销轴线转动。因此，这
种悬架往变形时，主销的定位角和轮距都
会有变化，如果设计不当，就会人人影响汽
车的使用性能(如转向沉重、摆振、轮胎偏
磨．轮胎使用寿命低等)。此外，由于悬架
系统通过转向节与转向系统相连，两者在
运动过程中存在干涉现象，即所谓的转向
干涉。因此，如何适当调整杆系的布置，使
悬架系统外于理想的运动范围内，足设卜
麦弗逊式悬架的技术关键。
用传统的几何作图图解分析方法求解
非常复杂，因为对应丁不同的车轮跳动位
置车轮的各个定fi)=参数都是变化的。但由
于现在计算机技术的发展，我们n丁以利用
计算机作为辅助的下具，对麦弗逊式悬架
进行建模，然后进行仿真分析。本文利用
专业的建模软件c ATI A建立了某微型轿
车的前悬模型，并使用仿真分析软件
ADAMS对所建立的模型进行．r分析。
2三维数模的建立
图l为麦弗克逊式悬架的结构示意图。
图中N为减振器与车架的连接点，M点为
摆臂球头中心。MN为主销中心线，ABM为
下摆臂三角形，人B为下摆臂旋转轴线，HN
为减振器中心线，T点为转向节臂球头中
心，Ts为转向横拉杆，W为车轮中心，D点
为车轮接地中心。
图2是麦弗逊式悬架三维数模图，是利
用C人TIA软件生成C的AD模型。在进行
运动学分析时，ADAMS多体模型不允许池
现1个以上的自由度，这就要求对轮胎与
轮轴的转动自由度也要进行约束，即车轮
和转向节需采用固定约束。基于上述考
虑，如图l所示，下摆臂一端通过转动销与
车架相连，简化为一转动铰链；另一端通过
球头销与转向节下端相连，可简化为一球
铰链。转向横拉杆的一端与转向器的齿条
相连，简化为转向横拉杆与车架这问的一
个万向节连接；转向横拉杆的另一端与转
向节臂以球头销相连，可简化为一球铰链。
减振器上部与车架通过橡胶件相连，本文
暂不考虑所有的橡胶衬套的弹性变型，可
简化为与牟架的一个万向节连接。减振器
上二部与减振器下郜之I．日J既可以相互轴向移
动，也可以相巨转动，因此简化为一圆柱铰
链。减振器F部与转向节通过螺栓固定连
接，町简化为一固定的铰链。
，-
7
r
h日
。
图1 麦弗逊式悬架的结构示意图
S
图2 麦弗逊式悬架三维数模图片
综I：所述，本文建立的分析模型共有7
个物体，8个铰链，1个自由度即悬架系统
的上下跳动自由度。(分析转向过程时，还
需增加齿条及一个移动铰链。)
3仿真分析
在软件中对车轮的I：下跳动加以驱
动，在轮胎的上下跳动的过程中分析车轮
的外倾角、丰销内倾角，丰销后倾角、前束
的变化及车轮侧滑量的变化和车轮阿克迈
角的关系。
4优化与改进
通过计算机软件，我们可以清楚的分
析在车轮跳动的过程中各个参数的变化。
其中，轮距的变化对汽车的操稳性和轮胎
的磨损有较大的影响。车轮外倾角可以视
为轮胎磨损的定位角之一，希望外倾角的
变化较小，以减小轮胎的摩损。正的丰销
后倾角有助于保持车辆行驶方向稳定性，
但过大不仅会增大转向作用力，而且可能
导致平顺性变差，若在低速，还会导致前轮
左右摆振。
凶此，利用仿真分析对前轮的各个定
位点或铰链点在允许的空问范围内进行调
整，然后计算出结果一调整到我们想要的
结果。
5结语
通过充分利用悬架的几何布置，使布
置麦弗克逊式悬架的汽车行驶平顺性和操
控稳定性有了更好的表现，而充分利用悬
架的儿何特性，更好的控制汽车动态特性，
进一步优化汽车底盘的性能，正是汽车息
架设计的一个发展方向。
参考文献
【1 j褚志刚．汽车前轮定位参数优化设卅J】．
重庆大学学报，2003，2．
【2】王国强，等．虚拟样机技术及其在ADAMs
上的应用【M】．西安：西北工业大学出版
社，200l，6．
【3】陈家瑞．汽车构造(第三版)【M】．北京：人
民交通出版社，1998，8．
科技创新导报ScIence and TechnoIogy lnnovatjon HeraId
万方数据
浅论麦弗逊式悬架的分析与优化
作者： 王勇
作者单位： 武汉理工大学汽车工程学院,湖北武汉,430070
刊名： 科技创新导报
英文刊名： SCIENCE AND TECHNOLOGY INNOVATION HERALD
年，卷(期)： 2008，(24)
引用次数： 0次
参考文献(3条)
1.褚志刚.邓兆祥.胡玉梅.熊伟 汽车前轮定位参数优化设计[期刊论文]-重庆大学学报(自然科学版) 2003(2)
2.王国强 虚拟样机技术及其在ADAMS上的应用 2001
3.陈家瑞 汽车构造 1998
相似文献(0条)
本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_kjzxdb200824048.aspx
下载时间：2010年4月21日
浅论麦弗逊式悬架的分析与优化.pdf
