[发明专利]一种双横臂独立悬架上导向臂和下导向臂长度计算方法

摘要

本发明涉及一种双横臂独立悬架上导向臂和下导向臂长度计算方法。目的在于提供一种快速、精确的计算出双横臂独立悬架上、下导向臂臂长的方法；利用几何建模仿真车轮定位参数变化及悬架结构几何变化量等约束条件，构建解析几何模型，从而快速、精确确定导向臂长度。其主要技术特征是利用CAD几何建模和解析几何的方法，仿真双横臂独立悬架由满载到空载状态时，车身上跳及所引起的车轮轮距和外倾角的变化，再由导向臂臂长不变，车身连同球铰链中心点垂直上跳等其他几何约束条件，根据其导向臂直角三角形的几何关系，连立构建解析模型，以计算出导向臂臂长。本发明具有正向设计、精确、简洁直观等特点，为悬架原创开发提供一种参考，提高研发效率。

主权项

一种双横臂独立悬架上导向臂和下导向臂长度计算方法，其特征在于：步骤1，建立YOZ坐标系，Y坐标轴为车轮外倾角为0°时车轮轴线，向外为正；Z坐标轴为车身中纵剖面上过车轮轴线纵向位置上的铅垂线，向上为正；在该坐标系中，分别构建满载和空载状态双横臂独立悬架简化的平面几何模型，其通过以下方式实现：步骤1.1、对双横臂独立悬架悬架进行几何简化；步骤1.2、满载状态下下，确定上导向臂外球铰链(3)中心点C，下导向臂外球铰链(14)中心点B的位置；步骤1.3、满载状态下，确定上导向臂内铰链(7)中心点D、下导向臂内铰链(13)中心点A的Z向位置，并假设它们的Y向位置；步骤1.4、利用确定的上导向臂外球铰链(3)中心点C和下导向臂外球铰链(14)中心点B，以及假设的上导向臂内铰链(7)中心点D和下导向臂内铰链(13)中心点A的位置，建立满载状态悬架几何模型；步骤1.5、从满载到空载状态下，确定上导向臂外球铰链(3)中心点C’，下导向臂外球铰链(14)中心点B’的位置；步骤1.6、从满载到空载状态下，确定上导向臂内铰链(7)中心点C’，下导向臂内铰链13中心点B’的Z向变化位置；步骤1.7、利用确定的空载状态的上导向臂外球铰链(3)中心点C’、下导向臂外球铰链(14)中心点B’、上导向臂内铰链(7)中心点D’、下导向臂内铰链(13)中心点A’的位置，建立空载状态悬架几何模型；步骤2、由确定的满载和空载状态下，上导向臂和下导向臂的几何关系，建立解析几何模型，计算得到上导向臂和下导向臂臂长；其通过以下方式实现：步骤2.1、建立满载状态下，下导向臂长度解析模型；y₁²+h₁²＝l₁²    (1)其中：y₁为满载状态下导向臂内铰链(13)中心点A和外球铰链(14)中心点B的Y向相对距离，h₁为下导向臂内铰链(13)中心点A和外球铰链(14)中心点B高度差，l₁为下导向臂长度；步骤2.2、建立空载时下导向臂长度解析模型；(y₁‑Δy₁)²+(h₁+h‑Δz₁)²＝l₁²    (2)其中：y₁为满载状态下导向臂内铰链(13)中心点A和外球铰链(14)中心点B的Y向相对距离，h₁为下导向臂内铰链(13)中心点A和外球铰链(14)中心点B高度差，l₁为下导向臂长度；Δy₁为满载到空载状态时下导向臂外球铰链(14)中心点B到B’的Y向变化距离，Δz₁为满载到空载状态时下导向臂外球铰链(14)中心点B到B’的Z向变化距离，h为满载到空载状态时下导向臂内铰链(13)中心点A到A’的Z向变化距离；由于Δy₁(mm)、Δz₁(mm)通过几何模型中量取获得，h₁、h为已知量，通过方程(1)和(2)计算两个未知变量l₂、y₂的值，从而获得下导向臂长度；步骤2.3、建立满载时上导向臂长度解析模型；y₂²+h₂²＝l₂²    (3)其中：y₂为满载状态下上导向臂内铰链(7)中心点D和外球铰链(3)中心点C的Y向相对距离，h₂为上导向臂内铰链(7)中心点D和外球铰链(3)中心点C高度差，l₂为上导向臂臂长；步骤2.4、建立空载时上导向臂长度解析模型；(y₂+Δy₂)²+(h₂‑h+Δz₂)²＝l₂²   (4)其中：y₂为满载状态下上导向臂内铰链(7)中心点D和外球铰链(3)中心点C的Y向相对距离，h₂为上导向臂内铰链(7)中心点D和外球铰链(3)中心点C高度差，l₂上导向臂臂长，Δy₂为满载到空载状态时上导向臂外球铰链(3)中心点C到C’的Y向变化距离，Δz₂为满载到空载状态时上导向臂外球铰链(3)中心点C到C’的Z向变化距离，h为满载到空载状态时上导向臂内铰链(7)中心点D到D’的Z向变化距离；由于Δy₂(mm)、Δz₂(mm)通过几何模型中量取获得，h₂、h为已知量，通过方程(3)和(4)计算两个未知变量l₂、y₂的值，从而获得上导向臂长度。