基于HTCR三轴机车的主动径向转向架总体设计外文翻译资料

目录

• 1. 底盘系统合成过程hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;3
     1. 合成方法的假设与限制hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;3
     2. 合成方法hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;4
     3. 行驶模式hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;6
     4. 滚动模式hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;9
     5. 横向动力学模式hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;12
  2. 悬架运动学特征hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;19
     1. 前束hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;19
     2. 外倾角hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;22
     3. 主销纵倾移距hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;26
     4. 主轴偏移hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;28
     5. 滚动中心和滚动轴hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;28
     6. 外倾角形式，滚动中心和磨损之间的关系hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;30
     7. 加速和制动时的俯仰控制hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;30
     8. 转弯圆和阿克曼hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;33
     9. 主销后倾的轨迹hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;34

1.2.10 主销内倾hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;36

1.2.11 层次结构的参数hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;36

1.3 悬架随动的特性hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;37

1.3.1 比率和随动hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;37

1.3.2 随动VS侧向力综述hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;40

1.3.3 驾驶频率和比率hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;46

1.3.4 车辆的侧倾率hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;48

1.4车辆动力学分析的典型的车辆参数hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;49

1.4.1 车辆样本hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;49

1.4.2 质量和惯性hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;49

1.4.3 悬架的几何形状和随动性 hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;53

1.5 悬架的设计布局过程hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;56

第一步：前视图的网格线hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;56

第二步：主轴中心线hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;56

第三步：LBJ中心hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;57

第四步：弹簧amp;支撑架的间隙hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;57

第五步：上杆安装枢轴中心hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;57

第六步：主销轴线hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;57

第七步：杆的长度hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;59

第八步：LCA轴高度hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;59

第九步：侧视图和平面视图hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;60

第十步：平面主轴中心线hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;60

第十一步：框架连接hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;60

第十二步：LCA连接hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;61

第十三步：点Ahellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;61

第十四步：转向系统hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;62

第十五步：转向器前后位置hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;63

第十六步：小齿轮角度hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;64

第十七步：外拉杆球头hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;64

第十八步：高挡位hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;65

第十九步：调整外拉杆球头hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;65

第二十步：内拉杆球头的位置hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;65

第二十一步：调整悬挂点hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;65

第二十二步：转向杆系hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;66

第二十三步：稳定器杆hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;66

第二十四步：检查间隙hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;hellip;67

第一章：汽车悬架的设计方法

我们知道，汽车悬架的设计是车辆开发的重要过程。在成功的车辆的整体设计中有许多妥协。因为实际上不可能设计一个现代汽车以连续（顺序）的方式，设计必须不断地审查和改进一系列的阶段。平衡的方法从整体概念开始，通过头脑风暴，确保没有什么被忽视，进行初步设计，然后是改进的阶段，最后详细到所需的水平。在每个阶段发生并行设计概念和迭代。 在初步设计阶段，通常很多车辆参数不可用于详细的车辆动力学分析，但是一些参数可以通过结合车辆结构和底盘合成过程的初始定义实现。

悬架系统的总体设计主要由几个关键因素驱动，包括处理，骑乘，包装，成本和耐用性。悬架设计的目的是满足规定的性能标准和尽可能降低成本。通常，高级车辆开发团队定义了整体暂停客观和基于竞争对手车辆的基准分析的类型。然后暂停可以清楚地定义特性，包括运动学和遵从性。通过合成过程，组件或子系统目标或参数可以结合布局设计来初始确定。悬架组件的设计应满足组件设计目标。如果组件设计完成，然后可以建立前悬架和后悬架模型并用于分析和评估的悬架性能。这种分析和评价包括运动学，适应性和压力分配。一旦悬架被评估以满足限定的目标，则整个车辆系统模型可以是进一步构建以分析和评估整体车辆性能，包括处理，骑乘和耐久性。它应注意整个设计过程涉及几次迭代以改进悬架组件和在某些特殊情况下可以改变悬挂类型。如果完整车辆的分析评价完成并且满意，应建立原型车用于更详细的评估。整体设计过程悬挂系统如图1-1所示。

在本章中，将首先结合一个例子来介绍详细的综合过程其次是悬架系统的运动学和合规性与所提出的准则。 关键参数对于车辆动力学模拟，将简要介绍，以便读者具有一些参考数据用于其主动力学分析。 最后，将给出设计布局程序和加载准则示例说明。

1.1悬架系统合成过程

汽车底盘设计的最新趋势表明越来越多地使用性能目标。 用于这样的目标具有客观地限定所提出的车辆的期望性能的优点，统一设计努力，以及识别设计和期望性能之间的冲突。 成功地满足选择的目标通常产生仅需要进一步优化的设计。

但传统的设计和性能分析方法并不直接导致设计期望的性能。 替代方案是设计合成方法，其中底盘设计从中确定性能目标和机箱的某些基本知识。 这种迭代过程依赖于分离将设计任务转换为彼此具有一定逻辑依赖关系的较小部分。 每个部分，或模式，可以更容易可视化和解决与某些有序的步骤和图形技术。 每种模式的解决方案取决于设计变量分成三类性能变量，独立设计变量和相关设计变量。 从属设计变量的值与在性能变量上的限制一致，在模式解中被确定。

在基本机箱设计合成中，有三种相关模式。 他们与车辆骑行，滚动和方向控制动力学。 现代乘用车的设计已经使用了研究合成过程。 弹簧系数，稳定杆直径，轮胎系数和总转向比的值已确定。

汽车设计的一个持续的最新趋势是使用产品性能目标设计过程。 因此，设计到这些目标的某些好处变得明显。 首先，他们在设计过程早期客观地定义车辆的目标性能为其期望的作用市场。 它还允许更好地使用计算机模拟的预期性能一致性能测试，可以澄清设计团队成员之间的沟通和统一他们的努力。第三，性能目标的存在清楚地标识设计和性能冲突，尽快准确模拟或测试。 最后，努力在整个设计过程中实现这些目标往往会产生设计需要优化，而不是完全重新设计，在后续开发。

在传统的设计过程中，分析完整或几乎完成的车辆概念，以了解它们达到性能目标。 这种方法不直接导致将根据需要执行的设计的替代方案是合成底盘设计，以满足性能目标。 分析和合成不同彼此在问题的部分是未知的。 图1.1-1显示了这一点。 在分析中，物理系统和输入已知，但输出未知。 在合成中，输入和输出是已知的，但是性质的物理系统是未知的。

本节概述了用于确定底盘和轮胎特性的底盘设计合成过程与预定的性能目标一致。 这个过程是系统的，并利用图形关系识别可行的设计解决方案或设计/性能冲突。 它旨在早期在设计过程中使用，当设计最不严格地定义并且改变是可能的时。

由于轮胎力和力矩性质是车辆方向控制的基本方面，合成过程最终着重于他们的决心。 但是，确定其他的一些底盘特性必须先完成。 这源于合成过程的“逐步”性质，接下来讨论。 因此，轮胎力和力矩系数的讨论必须保持到结束综合讨论合成过程。

1.1.1合成方法的假设和限制

在讨论合成方法之前，应该概述一些假设和限制。首先是假设读者具有车辆方向控制机制和相关术语的基本知识。更具体地，该方法假定存在分析软件和实验室确定悬架运动学和顺应性，用于车辆方向控制的类似技术力学和测量技术以及覆盖（转弯）轮胎的力和力矩性质的数据库。隐含在这项技术是乘用车的常用概念模型。这些通常具有刚性悬挂质量，固定侧倾轴，悬挂运动学和影响方向控制的柔性特性特性以及作为滑移角的函数的至少轮胎横向力和对准扭矩的表示垂直载荷。这种最先进的技术并不完美。因此，最终设计的性能只能是一个合理近似所需的确切性能。因此，绩效目标被制定在术语范围，而不是精确值。诚然，本节中使用的骑行力学的描述因为该底盘设计过程的主要焦点是实现期望的方向控制属性。

关于性能目标，应该强调的是，基于的设计的最终成功这种方法取决于平衡，良好选择的性能目标。 这些应该是不矛盾的与现有汽车的测量性能一致，或从其合理推断。 性能在本文中的示例性合成中选择的目标是在实践中选择的典型目标，但不是唯一的可能的。 这些目标通常基于现有汽车的测量性能和偏好的参与设计过程的工程师和管理人员。他们选择的业绩目标也会反映他们对新车在市场中的作用的解释。 这些目标通常没有证据安全性的影响，并可能随着时间的推移，由于技术和市场的变化而改变。

最后，值得一提的是，给定的底盘设计合成仅对给定的车辆负载有效（例如，具有固定选项内容的两个乘客）以及暂停“水平”（即“基地”或“运动”）可维修部件的普通寿命。 通常的做法是对不同的负载进行并行合成条件和悬浮液水平。

1.1.2合成方法

在概念上，底盘设计综合依赖于骑行和定向的某些方面的分离控制性能。 这些“模式”以渐进的方式彼此依赖，从而允许设计问题以步骤解决，其中每一个都可以被理解和可视化。 它们与骑行和俯仰有关控制，滚转和转向引起的横向动态运动。 它们将被称为乘坐模式，侧倾模式和横向动态模式。

对于成功的设计合成，必须以确定的顺序来解决三种模式。 排序遵循以下标准：

· 一种模式的解决方案不排除后续模式的解决方案(s)

· 一种模式的解决方案在后续模式的解决方案中提供信息(s)

满足这些标准的三种模式的顺序是：驾驶模式，侧倾模式和侧向动态模式。 每个模式又以系统的方式解决。 在这种设计方法中，必须定义问题描述重要性的性能特征（性能变量）和设计的变量术语特性被认为影响这种性能（设计变量）。这些可以分为类别如表1.1.2-1所示：

设计变量被细分以减少其依赖设计变量的数量由合成确定，到可行的水平。独立设计变量的值必须为在实际合成之前建立。 随着这些概念的介绍，现在可以审查设计合成方法更详细。 图1.1.2-1是设计合成过程的流程图。 它显示了某些必须在开始第一模式的解决之前作出决定。第一次建立性能后变量，工程师必须建立可能影响这种性能的设计变量。 通常，每个性能方面的适用模拟将建立设计变量。 第三，限制必须适用于性能变量，从而定义性能目标。

图1.1.2-1显示了每个模式的解决方案由更多有序的步骤组成。第一个是建立依赖设计变量。这个选择是基于这些变量的假设显着影响性能，可以在设计过程中更改。经过这一步，剩下的设计变量自动成为独立的设计变量。独立设计的值相同变量可以从车辆定义（轴距），设计布局在过程中（许多悬架几何和运动特性），或所需的携带部件的特性。剩余部分的值的独立设计变量必须从经验，计算或类似的测量中假设汽车。此外，可能需要为一些相关设计变量设置限制。这样的例子极限将是稳定杆直径或轮胎转弯系数的最大值。最后，工程师必须使用某些图形技术来解决从属设计变量的值。

在这一点上，遵循图1.1.2-1的逻辑流程是有帮助的。 解决后的三个模式，设计者必须询问是否存在有效的解。 如果从属设计变量的值具有，则它是这样被选择而不违反预定的性能目标或

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