[发明专利]一种汽车螺旋弹簧刚度的正向设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车螺旋弹簧刚度的正向设计方法。

背景技术

目前国内汽车的悬架系统设计多采用逆向工程，即照搬参考标杆车的悬架系 统或稍作修改，并无完全正向设计过程，对于没有标杆车的全新底盘平台的开 发往往无从下手。而汽车悬架系统的正向设计中最关键的是对螺旋弹簧刚度的 确定，因此，建立一种螺旋弹簧刚度的正向设计方法有助于全新底盘平台的开 发。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种汽车悬架系统螺 旋弹簧刚度的正向设计方法的技术方案。

所述的一种汽车螺旋弹簧刚度的正向设计方法，其特征在于包括如下步骤：

1)根据整车设计参数计算出弹簧初始设计刚度；

2)作出轮胎受力与跳动行程关系曲线，步骤如下：

设定轮胎跳动行程为S，轮胎Z向受力为F，整个跳动过程分为几个阶段：

第一阶段：支起车身，轮胎3悬空处于自由状态，即悬架处于最大拉伸状态， 轮胎受力为零，轮胎跳动为零，此时S＝0，F＝0；

第二阶段：轮胎3和定位板接触，定位板上移，轮胎3受力引起轮胎变形， 记录多组跳动行程S和轮胎受力F，绘制出曲线，直至轮胎3不能变形，减振器 弹簧2开始变形为止，此时S＝S₁，F＝F₁，运动行程为0-S₁；

第三阶段：定位板继续上移，此时减振器弹簧2开始受力压缩，轮胎3的受 力为弹簧力在铅垂方向的分力，记录多组跳动行程S和轮胎受力F，绘制出曲线， 直至减振器活塞筒碰到橡胶缓冲块1为止，即减振器活塞杆上设置的橡胶缓冲 块1开始变形，此时S＝S₂，F＝F₂，运动行程为S₁-S₂；

第四阶段：定位板继续上移，减振器弹簧2压缩至上极限，橡胶缓冲块1开 始起作用，此时轮胎的受力为弹簧力和橡胶缓冲块1的合力在铅垂方向上的分 力，记录多组跳动行程S和轮胎受力F，绘制出曲线，直至橡胶缓冲块1不能压 缩为止，此时S＝Smax，F＝Fmax，运动行程为S₂-Smax；

通过上述四个阶段，可以作出轮胎受力与跳动行程的关系曲线；

3)校核在整车运行工况、半载工况和满载工况下，轮胎受力在轮胎受力与 跳动行程关系曲线图中的位置，步骤如下：

第一步：整车运行工况下，根据轴荷分配计算得到轮胎上受力F_运行，根据轮 胎受力与跳动行程关系曲线反求出在整车运行工况载荷下相对轮胎位移S_运行；

第二步：半载工况，根据轴荷分配计算得到轮胎上受力F_半载，根据轮胎受力 与跳动行程关系曲线反求出在整车运行工况载荷下相对轮胎位移S_半载；

第三步：满载工况，根据轴荷分配计算得到轮胎上受力F_满载，根据轮胎受力 与跳动行程关系曲线反求出在整车运行工况载荷下相对轮胎位移S_满载；

结果校核，设定轮胎跳动至最大极限位置时位移S_Max为100％，当S_运行为S_Max的 40～50％，S_满载为S_Max的65～75％，S_半载介于S_运行和S_满载之间时弹簧刚度设计良好， 否则说明弹簧刚度设计不合理，返回步骤1)。

所述的一种汽车螺旋弹簧刚度的正向设计方法，其特征在于步骤2)中轮胎 在整个跳动过程中会引起轮胎3定位角度的变化，受力分析时需考虑各定位角 度变化，角度变化值在机械系统动力学分析软件ADAMS中求出。