[发明专利]一种汽车螺旋弹簧刚度的正向设计方法

摘要

本发明涉及一种汽车螺旋弹簧刚度的正向设计方法。首先根据整车设计参数计算出弹簧初始设计刚度，然后分阶段绘制出轮胎受力与跳动行程关系曲线，再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，设定轮胎跳动至最大极限位置时位移SMax为100％，当S运行为SMax的40～50％，S满载为SMax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，需要重新设计弹簧初始刚度，直至半载工况下轮胎位移S半载介于整车运行工况下轮胎位移S运行和满载工况下轮胎位移S满载之间，即弹簧刚度设计合理为止。本发明为汽车悬架系统的正向设计提供了一种可行方案，也为全新底盘平台的正向开发提供了一种技术支持。

主权项

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SMax为100％，当S运行为SMax的40～50％，S满载为SMax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)。