2 悬架受力分析
车辆在实际行驶过程中,由于车身质量分布不是理想状态,左、右两侧悬架刚度也不尽相同,尤其是车辆两车轮行经不同高度的路面或车辆转弯时,左右两侧轮胎受力大小差别很大。
当车辆向左转弯时如图5所示,假定路面有足够的横向附着力f y(fy1+ Fy2 ),离心力Fg与横向附着力Fy组成倾覆力矩,引起内侧悬架承受的质量向外侧悬架转移,外侧悬架压缩变型量增大,内侧悬架压缩变形量减少,从而导致车身倾斜甚至侧翻。
采用平衡连杆的三轮车
悬架系统,能够有效平衡两侧钢板弹簧对车身的承载能力,使
悬架系统两侧的钢板弹簧受力变型基本一致,从而达到平衡车身的作用如图6所示。
当车辆左转时,没有平衡连杆的后
悬架系统,右侧钢板弹簧承受的重力G2会迅速增大,左侧钢板弹簧承受的重力G1将迅速减小,此时车身向右侧倾斜,伴随质心的右移,车辆倾斜将会更加严重,此种情况是非常危险的。
安装了平衡连杆机构后,在两侧钢板弹簧承载相同的情况下,左、右平衡连杆在交接点O处相互作用力Fo=0。
左转弯行驶时:右侧车轮载荷增加△G=Fg.hg/I;左侧车轮负荷减少△G=Fg. Hg/I。根据上述平衡悬架运动分析,转弯行驶时,左、右钢板弹簧的负荷不会发生转移,所以左、右侧车轮的负荷变化完全由平衡连杆来承担。
右侧平衡连杆的外端受到向上的推力F2=△G二Fg.hg/I;左侧平衡连杆的外端受到向下的拉力F1=△G = Fg.hg/I。因左、右平衡连杆在力的作用下保持平衡状态,所以左、右平衡连杆在交接点O处的相互作用力为Fo=F2=F1= Fg.hg/I(平衡连杆的支撑点E、F布置在连杆的中间)。
由此可见,当车辆转弯行驶时,安装平衡连杆与多片钢板弹簧
悬架系统,解决了因左、右车轮负荷转移造成的钢板弹簧变形量不等问题,进而避免了因钢板弹簧变形量不等引起的车身倾斜,提高了车辆的骑乘舒适性与安全性。
该项技术在正三轮摩托车上进行了广泛使用,经过近1年的市场跟踪与技术验证,整车骑乘舒适,操控性能稳定,在不增大悬架垂直刚度的前提下,提高了悬架的侧倾角刚度,有效抑制了车身的横向抖动与倾斜,达到了改善车辆行驶平顺性的目的,能够满足三轮摩托车
悬架系统的技术需要。
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