本科毕业设计（论文）外文翻译

原文信息：《底盘设计方法学》50~59页

翻译内容：

（接49页）

• 轴距：2025mm-2953mm
• 传动系统类型包括前置后驱、前置前驱和后置后驱。

[重心位置]

车辆重心位置是给定车辆的一项固有参数，在缺少汽车完整的相关数据的条件下无法精确测算。发动机前置后驱车辆的前后质量分配的变化范围在40%~59%之间，若包括其他配置该范围可扩展到40%~67%之间。

车辆重心高度也是一项不易估算的汽车参数，上述范围内车辆的整车重心高度大约为离地437~579mm。重心高度与车辆装饰高度直接相关。对于大多数有关平顺性或操纵稳定性分析，汽车横向重心位置可以认为位于汽车侧向中心线上。

[惯量参数]

任何的惯量参数数值都需要建立在一个参照坐标系上。最合适的用于测量及反映惯量数值的坐标系不一定与用来进行整车系统动力学分析的坐标系相同。如图1.4.2-1所示，车辆测得的转动惯量与惯量积由相关的重心坐标系给出，该坐标系允许不同车辆的数值间的直接比较。重心上的惯量数值也可以根据汽车质量合理地估算，因为这些惯量数值是汽车质量的函数，并且只与质量分布有关，与汽车装饰高度无关。图示的两个坐标系分别以汽车簧载重心和总重心为原点。

图1.4.2-1：用于获得惯性参数的汽车坐标系

X轴和Z轴分别平行和垂直汽车边饰中的任意一条基本水平的线。通常在平顺性和操纵稳定性分析中重要的惯量参数受纵倾角的影响是可忽略不计的，因此，得到的转动惯量的值通常不会因表示纵倾角的坐标系旋转而发生显著的变化。应当注意直接在给定的平顺性和操纵稳定性仿真中应用提供的惯量值。为编写汽车仿真模型，我们不一定要使用惯性坐标系，也可以选择其他便于解决动力问题的坐标系。

整车和簧载质量转动惯量被测得以求出俯仰角、横摆角、侧倾角以及侧倾-横摆惯性积。

图1.4.2-2所示为若干车型在以整车重心位置为原点的坐标系中所测得的整车俯仰转动惯量的值与汽车总质量间的关系，该数据基于多年的整理，两者间的合理关系显示出总俯仰惯量角可由总质量合理估算得到。数据的一次近似解可表示为：，式中为整车相对于其惯性坐标系的俯仰转动惯量，为整车质量。

在图中跑车和轿车的数据点在关系线条稍下方，而旅行车数据点则高于它，在对这些车型进行估算时需要留心。这条近似线及其他类似的线可以实现根据所给参数对包含在这些独立样本中的车型来估算出整车质量的范围。如果推出的这些近似值超出了质量范围，尤其是对于质量小于所给范围的车型，需要特别注意。俯仰转动惯量用于平顺性仿真，在此处应采用簧载质量惯量合适，而不是总俯仰惯量。

图1.4.2-2：重心处整车俯仰惯量与总质量关系图

图1.4.2-3中一次近似值的表达式为，式中为汽车簧载质量质心坐标系中的簧载质量俯仰转动惯量，为整车质量。

图1.4.2-3:重心处簧载质量俯仰惯量与总质量关系图

横摆惯量用于操纵稳定性动力学分析，在大多数完整的模拟仿真中，整车横摆惯量和簧载质量横摆惯量都需要用到。簧载与簧下横摆惯量值都不可少是因为存在旋转轴线偏斜的影响。图1.4.2-4所示为若干车型的总重心横摆惯量与整车整备质量关系图，其中近似值直线的表达式为，其中为相对于整车重心轴线的横摆转动惯量。图1.4.2-5所示为簧载质量横摆惯量与总质量关系图，其线性近似关系式为，式中为簧载质量重心坐标系上的簧载质量横摆转动惯量。同样地，当估算惯量时要注意跑车与旅行车间的不同，推算时若超出了质量范围也要注意。

图1.4.2-4:重心处整车横摆惯 图1.4.2-5:重心处簧载质量横摆惯

量与总质量关系图 量与总质量关系图

车辆的侧倾转动惯量出现在定向运动控制方程中，这些数值通常只属于簧载质量。在大多数实例中，簧下质量可认为与地球赤道面保持平行，簧载质量侧倾与之相关。图1.4.2-6绘制了若干车型基于簧载质量重心坐标系的簧载质量侧倾转动惯量与整车质量间的关系，其线性近似关系式为，式中为簧载质量重心坐标系上的簧载质量侧倾转动惯量。在一些实例中，采用的是整车侧倾转动惯量（如图1.4.2-7），其线性近似表达式为，式中为整车质心坐标系上的整车侧倾转动惯量。

图1.4.2-6:重心处簧载质量侧倾惯 图1.4.2-7:重心处整车侧倾惯

量与总质量关系图 量与总质量关系图

图1.4.2-8和图1.4.2-9绘制了汽车前轴和后轴簧下质量相对于总整备质量的关系。其分别可以根据线性近似表达式和合理推算出，式中和分别为前轴和后轴的簧下质量。簧下质量包括前后悬架中所有不随车身/车架运动的部分。

数据中的点有相当大的分散性，尤其是后轴簧下质量的情况，图中直线下方的点普遍是前驱车型，而直线上方的点普遍是后驱车型。

图1.4.2-8：前悬架簧下质量与 图1.4.2-9：后悬架簧下质量与

总质量关系图 总质量关系图

1.4.3悬架几何结构及柔性特性

表1.4.3-1列出了样本车型的性质。

表1.4.3-1:样本车型悬架参数特性

这些车型的整备质量范围从700kg到2100kg，轴距范围从2300mm到3000mm，轮距范围从1275mm到1570mm。

[几何结构]

悬架与几何结构有关的特性和与屈服有关的特性间的区别有些多变。几何结构特性与簧载质量和簧下质量间的大幅度相对运动、汽车转向和车轮产生的外倾运动系数有关，屈服特性与车轮转向和外倾运动系数有关，后者与轮胎地平面接触点处的侧偏力和回正力矩相联系。

当使用悬架几何和屈服参数时，有必要建立一些限定和符号规定。考虑汽车向右转向时，车身会向左侧偏，若前轮向右转或后轮向左转，转向参数会倾向于不足转向，若前轮顶端向左侧偏或后轮顶端向右侧偏，外倾参数则倾向于不足转向。这些过度转向和不足转向标记会表明影响的方向。它们不显示汽车的整体特性，而是显示每个独立部分起作用的方向。

如之前提到的，悬架刚度与簧载质量和地面间的相对运动有关，所以轮胎的径向刚度影响着测得的刚度。此次采样中悬架刚度范围从130N/cm到250N/cm，前悬刚度比后悬刚度小约60%，各车型尺寸对悬架刚度无明显影响。

当簧载质量垂直移动（平顺性运动）时，采用独立和半独立悬架系统的车轮会发生微小的转向和外倾运动。前悬架压缩运动的前轮前束角变化范围为负前束0.2 deg/cm到正前束0.04 deg/cm。约半数车型转向运动的前束角小于0.05 deg/cm。后悬架在悬架压缩时前束角全都小于0.05 deg/cm，半数以上车型的后轮前束角可以忽略不计。

在轮胎顶端处前悬架压缩产生的外倾角从很小变化为0.37 deg/cm的向内移动，在此范围内样本被均匀地划分等级。在轮胎顶端处后悬架外倾角的变化类似地从很小到0.47 deg/cm的向内移动，采用整体式车桥的汽车和一些采用半独立后悬架的汽车的后轮外倾角可忽略不计。

描述侧倾运动几何特征的重要参数包括悬架侧倾刚度、侧倾中心高度、侧倾转向系数和侧倾外倾系数等，前悬架侧倾刚度范围从300Nm/deg到1200Nm/deg，后悬架侧倾刚度范围从180Nm/deg到700Nm/deg，大约15%的样本车型的后悬架刚度稍大于前悬架刚度，其他车型的前悬架刚度则是后悬架刚度的三倍。前悬架侧倾中心高度范围从地平面到地面以上14cm，后悬架侧倾中心高度范围则从略高于地面到地面以上40cm。前悬架侧倾转向系数范围从不足转向的0.2 deg/deg到过多转向的0.1 deg/deg。

表1.4.3-2总结了样本车型的悬架几何参数。

表1.4.3-2：悬架几何结构参数

研究数据可以发现几乎一半的车型的前悬架侧倾转向系数小于0.05deg/ deg，而后悬架范围则从过多转向的0.06 deg/deg到不足转向的0.13 deg/deg。在轻载内饰的条件下60%的车型的后悬架侧倾转向系数小于0.05deg/deg。前悬架侧倾外倾系数几乎都倾向于不足转向，且范围从0.61 deg/deg到0.88 deg/deg均匀地分布。后悬架侧倾外倾系数几乎都倾向于过多转向，且变化范围从很小到0.86 deg/deg。

[悬架柔性]

本章节中总结的数据是通过施加一个侧向力或回正力矩在轮胎与道路平面的接触点上，并测算该车轮的转向系数和外倾运动系数获得的结果。在做这些测试的过程中，如果合适的话需将转向轮约束好并向转向系统供电。在并行指令中应用左右车轮强制函数以测出系统适于转向的刚度。

前悬架侧向力引起的柔性转向系数范围为不足转向的0.60deg/1000N到过多转向的0.22deg/1000N，大约70%的车型前悬架的侧向力柔性系数倾向于不足转向特性，在该范围内均匀地划分等级。后悬架侧向力柔性转向系数的范围从非常低的不足转向特性变化到0.22deg/1000N的过多转向特性。大约70%的车型的后悬架侧向力柔性倾向于过多转向特性。

回正力矩柔性转向对于前悬架总是产生不足转向特性，而对于后悬架则总是过多转向特性。前悬架回正力矩函数常为非线性的，很难用刚度系数来描述。低（中心区）作用转矩水平下的悬架柔性常远高于更高转矩水平下的柔性。偏离中心区的回正力矩柔性系数范

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