Kfz -Aufhängungsdesignprozess

Kfz -Aufhängungsdesign ist ein Aspekt von Fahrzeugtechnik, besorgt mit der Gestaltung der Suspension Für Autos und Lastwagen. Das Suspensionsdesign für andere Fahrzeuge ist ähnlich, obwohl der Prozess möglicherweise nicht so gut etabliert ist.

Der Prozess beinhaltet

  • Auswählen geeigneter Fahrzeugebeneziele
  • Auswählen einer Systemarchitektur
  • Auswahl der Position der "harten Punkte" oder der theoretischen Zentren von jedem Kugelgelenk oder Buchse
  • Auswahl der Raten der Buchsen
  • Analyse der Lasten in der Suspension
  • Entwerfen der Federsätze
  • Entwerfen Stoßdämpfer Eigenschaften
  • Entwerfen der Struktur jeder Komponente so, dass sie stark, steif, leicht und billig ist
  • Analyse der Fahrzeugdynamik des resultierenden Designs

Seit den 1990er Jahren die Verwendung von Multibody Simulation und Finite Element Software hat diese Aufgabenserie unkomplizierter gemacht.

Fahrzeugebene Ziele

Eine Teilliste würde enthalten:

  • Maximale stationäre laterale Beschleunigung (im Untersteuermodus)
  • Rollsteifigkeit (Grad pro g lateraler Beschleunigung)
  • Fahrfrequenzen
  • Seitlich Lastübertragung prozentuale Verteilung von vorne nach hinten
  • Roll Moment Verbreitungsverteilung nach hinten
  • Fahrhöhen in verschiedenen Lastzuständen
  • Untersteuerung Gradient
  • Wendekreis
  • Ackermann
  • Jounce Travel
  • Reboundreisen

Sobald die gesamten Fahrzeugziele festgestellt wurden, können sie verwendet werden, um Ziele für die beiden Suspensionen festzulegen. Zum Beispiel kann das Gesamtziel der Untersteuerung von jedem Ende mit a in Beiträge unterteilt werden Bundorf -Analyse.

Systemarchitektur

Normalerweise arbeitet ein Fahrzeugdesigner innerhalb einer Reihe von Einschränkungen. Die für jedes Ende des Fahrzeugs ausgewählte Suspensionsarchitektur muss diesen Einschränkungen befolgen. Für beide Enden des Autos würde dies die Art der Frühling, den Ort der Frühling und die Position des Stoßdämpfer.

Für die vordere Suspension muss die folgende berücksichtigt werden

Für die hintere Suspension gibt es in der Praxis viel mehr mögliche Federtypen.

Hardpoints

Die Hardpoints steuern die statischen Einstellungen und die Kinematik der Suspendierung.

Die statischen Einstellungen sind

Die Kinematik beschreibt, wie wichtig die Merkmale sich ändern, wenn sich die Suspension bewegt, typischerweise in Roll oder Steer. Sie beinhalten

  • Beulensteuer
  • Rollsteuer
  • Traktive Kraft Steer
  • Bremskraft Steer
  • Sturzgewinn in Roll
  • Caster -Gewinn in der Rolle
  • Rollmitte -Höhenverstärkung
  • Ackermann Veränderung mit dem Lenkwinkel
  • Track -Verstärkung in Roll

Die Analyse für diese Parameter kann grafisch oder durch durchgeführt werden CAD, oder durch die Verwendung von Kinematik -Software.

Compliance -Analyse

Die Einhaltung der Buchsen, des Körpers und anderer Teile verändert das Verhalten der Suspension. Im Allgemeinen ist es schwierig, die Kinematik einer Federung mit den Buchsen zu verbessern, aber ein Beispiel, in dem sie funktioniert Hecksuspensionen verdrehen. Im Allgemeinen umfassen moderne Autos -Suspensionen a Lärm, Vibration und Härte (NVH) Bush. Dies ist der Hauptweg für die Vibrationen und Kräfte, die Straßengeräusche und Aufprallgeräusche verursachen, und soll einstellbar sein, ohne die Kinematik zu stark zu beeinflussen.

In Rennwagen werden Buchsen in der Regel aus härteren Materialien für einen guten Handling hergestellt, wie z. Messing oder Delrin. In Personenwagen werden Buchsen aus weicherem Material für zusätzlichen Komfort hergestellt. Im Allgemeinen physikalische Begriffe die Masse und mechanisch Hysterese (Dämpfungseffekt) von festen Teilen sollte sowohl in einer dynamischen Analyse als auch in ihrer berücksichtigt werden Elastizität.

Ladungen

Sobald die Grundgeometrie festgelegt ist, können die Lasten in jedem Suspensionsteil geschätzt werden. Dies kann so einfach sein wie die Entscheidung, was ein wahrscheinlicher maximaler Lastfall am Kontaktpatch ist, und dann a zu zeichnen Freies Körperdiagramm von jedem Teil, um die Kräfte zu erarbeiten oder so komplex wie das Verhalten der Suspension über einer rauen Straße zu simulieren und die verursachten Lasten zu berechnen. Oft werden stattdessen Lasten verwendet, die an einer ähnlichen Suspension gemessen wurden - dies ist die zuverlässigste Methode.

Detailliertes Armedesign

Die Lasten und Geometrie werden dann verwendet, um Arme und Spindel zu entwerfen. Es werden zwangsläufig einige Probleme im Verlauf vorhanden, die Kompromisse bei der Grundgeometrie der Suspension erzwingen.

Verweise

Anmerkungen

Quellen

  • The Automotive Chassis Engineering Principles - J. Reimpell H. Stoll J. W. Betzler. - - ISBN978-0-7680-0657-5
  • Rennwagenfahrzeugdynamik - William F. Milliken und Douglas L. Milliken.
  • Grundlagen der Fahrzeugdynamik - Thomas Gillespie.
  • Chassis Design - Prinzipien und Analyse - William F. Milliken und Douglas L. Milliken.

Simulation und direkte Gleichungen: S. Abramov, S. Mannan & Durieux, O. (2009) 'Semi-aktives Suspensionssystem Simulation mit Simulink'. Modellierung und Simulation des Internationalen Journal of Engineering Systems, 1 (2/3), 101 - 114 http://collectionss.crest.ac.uk/232/1/fulltext.pdf