双横臂悬架DMU运动校核模型搭建与校核方法分享_高立军.pdf
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1、内燃机与配件 双横臂悬架运动校核模型搭建与校核方法分享高立军(浙江远程商用车研发有限公司,浙江 杭州 )摘要:双横臂悬架多用于高端的乘用车,可匹配阻尼可调减振器、空气弹簧等元件,使整车舒适性和操控性更好。随着技术进步,双横臂悬架在高端商用车领域逐渐普及,如高端轻卡、轻型客车等。双横臂悬架的上摆臂、下摆臂、减振器、转向拉杆等零件集中布置,对空间要求很高。为防止发生装配困难、运动干涉等,零件的运动空间校核显得尤为重要。本文介绍双横臂悬架 运动空间校核模型搭建,及运动校核结果输出方法,可供工程技术人员参考。关键词:双横臂悬架;模型搭建;运动空间校核中图分类号:文献标识码:文章编号:()(,):,:;
2、作者简介:高立军()男,汉族,河北石家庄人,本科,工程师,研究方向为悬架系统设计与开发。双横臂悬架运动模型搭建与校核介绍双横臂悬架常用于中高端车型的悬架型式,尤其是中大型轿车、车型。由于其更高的承载和操控需求,使得双横臂悬架成为最佳首选悬架型式。双横臂悬架结构复杂,上摆臂、下摆臂、减振器、稳定杆、转向拉杆、驱动轴等零件集中布置,对布置空间提出更高要求。在项目实践中,根据各系统工程师对设计参数的定义,对各个零件进行运动空间校核,确保所有零件之间的运动间隙满足设计要求。所校核的运动包括车轮的上下跳动及左右转向运动。此外,对于配置前轮驱动的车型,则需增加前驱动轴的运动校核。双横臂悬架 运动模型搭建与
3、校核可分为以下五个步骤。(一)数模坐标系转换。将需要校核运动空间的数模转换至整车坐标系下,包括但不限于悬架、转向、制动、车轮、车身车架等。(二)分析零件之间相互运动关系及运动的驱动力来源。该分析是添加约束的理论基础,包括驱动的加载位置和方法,都需要统筹考虑。如果需要通过增加虚拟作动器来实现添加驱动,则可以在装配中添加虚拟辅助零件。在 基于 的乘用车前驱动轴布置优化中对零件和运动副拓扑关系进行了分析,可供参考。本示例中,装置中需增加虚拟零件,作为车轮上下跳动的作动器。添加辅助特征,过车轮中心点,在零件中做平面 与整车 平面平行,再过车轮中心 点,做平面 与整车 面平行;在零件中,过车轮中心点做直
4、线,方向垂直于平面;将以上辅助平面 和直线 拷贝到车身车架。(三)添加约束。根据第二步运动分析结果,给零件逐个添加约束。约束添加完成后,所仿真的机械装置树目录中的 值应该等于添加驱动的数量。约束添加完成后,所仿真的机械装置树目录中的 值应该等于添加驱动的数量,否则需重新分析添加约束的正确性。(四)添加驱动。根据第二步运动分析结果,给装置添加驱动。驱动添加完成后,机械装置的自由度应为零,即树目录中 ,系统会跳出窗口提示可以进行运动仿真。(五)编辑仿真运动,输出运动仿真结果。模型搭建在实际项目中,发布数据一般均在整车坐标系下,这里不作第一步的数模坐标转换说明。第二步分析根据所校核装置的具体结构和校
5、核的目标,确定装置中各个零件DOI:10.19475/ki.issn1674-957x.2023.13.039 年第 期所需添加的约束及驱动。给零件添加约束的操作在第三步体现,本实例从第三步开始介绍。各种约束和驱动添加详细操作方法,请参考 汽车结构设计教程或 中文版 完全实战技术手册。给装置中零件添加约束在 中打开双横臂悬架装配模型,结构详见图。将 切换至数字化装配运动机构模块,给车架添加固定约束,即车架不动,其他零件相对车架进行模拟运动。左上摆臂与车架之间添加旋转约束;左上摆臂外侧球头与左转向节之间添加球铰约束;左下摆臂与车架之间添加旋转约束;左下摆臂外侧球头与左转向节之间添加球铰约束;左减
6、振器车架安装点与左减振器活塞杆上端之间添加万向约束;左减振器活塞杆与减振器贮液筒之间添加滑动约束;左减振器下端与左下摆臂之间添加球铰约束;左稳定杆连杆与左转向节之间添加球铰约束;左稳定杆连杆与稳定杆左安装点之间添加万向约束;稳定杆与车架之间添加旋转约束;左转向节与左转向拉杆之间添加万向约束;左转向拉杆与转向器齿条之间添加球铰约束;转向器齿条与转向器本体之间添加滑动约束;转向器本体与车架之间添加固定约束;左车轮与左转向节之间添加固定约束;左车轮中心 与零件 的平面 之间添加点面约束;零件的平面与车架之间添加滑动约束;右减振器车架安装点与右减振器活塞杆上端之间添加万向约束;右减振器活塞杆与减振器贮
7、液筒之间添加滑动约束;右稳定杆连杆与右转向节之间添加球铰约束;右稳定杆连杆与稳定杆右安装点之间添加万向约束;右转向拉杆与转向器齿条之间添加球铰约束;右转向节与右转向拉杆之间添加万向约束;右上摆臂与车架之间添加旋转约束;右上摆臂外侧球头与右转向节之间添加球铰约束;右下摆臂与车架之间添加旋转约束;右下摆臂外侧球头与右转向节之间添加球铰约束;右车轮与右转向节之间添加固定约束。以上约束添加后,机械装置的自由度应为,即树目录中 。图双横臂悬架运动模型搭建如果前悬架布置有驱动轴,则增加驱动轴与周边零件之间的约束。作为随动结构,跟随车轮一起作跳动和转向。左驱动轴固定节与左转向节之间添加固定约束;左驱动轴轴杆
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