鋼板彈簧對(duì)懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)影響研究

在商用車領(lǐng)域，圍繞生產(chǎn)更舒適、更安全可靠的產(chǎn)品目標(biāo)，汽車企業(yè)投入巨額資金與精力對(duì)鋼板彈簧的設(shè)計(jì)優(yōu)化展開了激烈競爭。研究了鋼板彈簧設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)車輛駕駛性能的影響。這些影響包括車輛懸架系統(tǒng)的單獨(dú)影響和懸架系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的交互影響。懸架系統(tǒng)對(duì)于汽車乘坐舒適性和駕駛安全性的改善具有十分重要的作用。為實(shí)現(xiàn)良好的舒適性和駕駛安全性，懸架系統(tǒng)中的各種部件會(huì)經(jīng)過不斷修改。整車系統(tǒng)的固有頻率決定汽車的乘坐舒適度。大量研究可以確定，汽車前橋的固有頻率值在1～1.5Hz之間。在車輛運(yùn)行過程中，如果振動(dòng)頻率在這一頻率帶范圍內(nèi)，駕駛員由于不能承受這種頻率的振動(dòng)和噪聲，有可能會(huì)出現(xiàn)惡心、出汗、過早疲勞等不適癥狀。對(duì)于基準(zhǔn)車輛，所設(shè)計(jì)的板簧在承受額定負(fù)荷后的最大變形量為100mm。若超出100mm后，板簧和底盤之間就會(huì)出現(xiàn)金屬碰撞現(xiàn)象。換言之，本懸架系統(tǒng)承受設(shè)計(jì)負(fù)荷后的工作行程為100mm，這是本車所能承受的極端工況。

通過分析虛擬車輛模型在額定載荷作用下的道路測試結(jié)果，計(jì)算鋼板彈簧的應(yīng)力水平，并基于此設(shè)定鋼板彈簧最大的工作行程。在這些分析中，將垂直載荷和制動(dòng)載荷也考慮在內(nèi)。板簧制造商還可以根據(jù)以往應(yīng)力水平的經(jīng)驗(yàn)公式或鋼板彈簧測試獲得的S-N曲線大致估算鋼板彈簧的生命周期。

Murathan Soner et al.SAE 2013-01-1203.

編譯：周建鵬