[发明专利]超微型电动汽车前轮定位参数设计的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种考虑主销偏移距计算回正力矩的方法，利用此方法设计超微型电动汽车前轮定位参数。

背景技术

汽车前轮定位参数包括车轮外倾角，主销内倾角，主销后倾角和车轮前束，通过合理的设计定位参数，可以保证汽车直线行驶的稳定性，转向轻便性和良好的转向回正性，同时减少轮胎的偏磨损。

目前在对车辆前轮定位参数时还主要依靠理论分析与经验设计，尚无定量计算方法。但前轮定位参数对汽车操纵稳定性的影响又因轴荷、轮胎特性及转向传动机构等参数的不同而不同。因此仅靠经验设计或借鉴同类车型的统计值而确定前轮定位参数的方法存在很多缺点，得出的前轮定位参数若与整车参数不匹配则会导致整车操纵稳定性不理想，严重时甚至出现前轮摆振。设计时也只考虑了主销内倾角和后倾角对回正性能的影响，未对主销偏移距提出设计要求。此外与其他车型相比，超微型电动车具有体积小质量轻的特点，可以参考的车型较少，因此这种方法存在一定的局限性。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于设计超微型电动汽车前轮定位参数的设计方法，该方法计算量小并对回正力矩进行定量的分析，并指导电动汽车前轮定位参数的设计。

回正力矩主要由两部分组成，主销后倾引起的回正力矩和主销内倾引起的回正力矩。前轮偏转时地面会给轮胎一个侧偏力，主销后倾角的存在产生了主销后倾拖距，主销后倾拖距为侧偏力产生回正力矩提供力臂，因此主销后倾所引起回正力矩的计算关键在于侧偏力的计算和主销后倾拖距的计算。同时由于主销内倾角的存在，使得转向轮转向时，转向轮重力势能发生改变做功产生回正力矩。要求主销内倾造成的回正力矩，关键就在于如何计算由于主销内倾角的存在所造成转向时轮胎接地抬高量h₁。而抬高量h₁又受主销偏移距的影响，不同的主销偏移距会造成不同的抬高量。

所述的超微型电动汽车前轮定位参数设计的方法，其特征在于包括以下步骤：

1)主销后倾引起的回正力矩的计算：

主销后倾引起的回正力矩即为偏正力与偏正力作用力臂的乘积，

所述的偏正力：

所述的偏正力作用力臂：b＝R·sinβ

所述的回正力矩：

式中：G是前轴载荷N，F是轮胎转向时受到的侧向力N，是轮胎转向时的滑动摩擦系数，θ是侧偏角rad，k是轮胎的侧偏刚度N/rad，β是主销后倾角rad，R是轮胎静力半径mm，M1主销后倾造成的回正力矩N·mm。

2)主销内倾引起的回正力矩的计算：

由于主销内倾角的存在，使得转向轮转向时，使转向轮重力势能发生改变做功产生回正力矩，

转向轮偏转α时：M₂＝(α/180)·G·h₁

式中：M₂是主销内倾造成的回正力矩N·mm，α是转向轮偏转角rad，G是前轴载荷N，h₁是由于主销内倾角的存在所造成转向时轮胎接地抬高量mm。

3)总回正力矩的计算：

总回正力矩即为主销后倾造成的回正力矩与主销内倾造成的回正力矩之和：

所述的超微型电动汽车前轮定位参数设计的方法，其特征在于所述的步骤

2)中主销内倾角的存在所造成转向时轮胎接地抬高量h₁的计算方法：

1)当主销偏移距大于1/2轮胎宽度时，即c＝(qcotε-R)tanε＝q-Rtanε＞0.5B，当转向轮转180°时，

主销内倾角的存在所造成转向时轮胎接地抬高量h₁：h₁＝2c·tanε+0.5B·sin2ε；

2)当主销偏移距小于1/2轮胎宽度时，即c＝(qcotε-R)tanε＝q-Rtanε＜0.5B，当转向轮转180°时，主销内倾角的存在所造成转向时轮胎接地抬高量h₁：h₁＝2(OO₁cotε-R)tanεsin2ε＝4c·cotε·sin²ε；

3)当主销偏移距等于1/2轮距时，即c＝(qcotε-R)tanε＝q-Rtanε＝0.5B转向轮转180°时，主销内倾角的存在所造成转向时轮胎接地抬高量h₁：h₁＝Bsin2ε，

上述各式中：ε是主销内倾角rad，B是轮胎宽度mm，R是轮胎静力半径mm，q是轮胎的安装中心到转向节节点的距离mm，c是主销偏移距mm。