横向稳定杆设计

横向稳定杆MATCH_ word word文档格式规范word作业纸小票打印word模板word简历模板免费word简历 _1715986645657_2 2005年第4期 奇瑞学报 1 目 次 设计、研究、计算 横向稳定杆设计 ................ 1 行星齿轮机构 ........ 6 奇瑞DGI汽油机技术 ........... 10 有限元技术在某车型制动及油门踏板静强度 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 中的应用 ........... 16 变速箱齿轮对三维接触有限元分析 21 翻 译 保险丝应用 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 ............... 25 奇瑞学报 2005年第四期 总第6期 汽车工程研究院主办 顾 问陆建辉 许 敏 鲁付俊 高立新 刘慧军 辛 军 顾 镭 李 茗 袁永彬 祁国俊 主 编许 敏 编 辑张 勇 傅福美 邱 红 刘芳芳 审 稿杨万里司凯中冯贺平林 健周定华赵根宝徐海良王灿军卢礼华李中兵朱 航朱小冬方运舟叶孟蜍徐 冰许永章张义权朱 青赵夕长 电 话88875849887 E-mail Aeri71mychery.com 2005年第4期 奇瑞学报 1 横向稳定杆设计 刘慧建 奇瑞汽车有限公司汽车工程研究院底盘部 芜湖241009 摘 要本文主要介绍了横向稳定杆的主要类型、工作原理和它的设计布骤同时提供了横向稳定杆钢丝直径的简化计算方法而后举出了实例进行了计算。 关键词横向稳定杆 等效长度 初始角刚度 车身倾角 STABILIZER-BAR DESIGN Abstract: This article introduce the mostly type of stabilizer-bar、work elements and design step at the same time afford the predigestion count method about stabilizer-bar diameter then adduce calculate example。 Keyword: stabilizer-bar equivalent length angle stiff body obliquity 在以往的汽车悬架设计中由于弹簧刚度较大汽车悬架的侧向稳定性一般都不存在什么问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 。但是目前随着我国高速公路的发展车速的提高对汽车的舒适性和行驶稳定性提出了越来越高的要求。通常为了改善汽车的平顺性把悬架刚度设计的比较低这就要求在悬架设计时应考虑由于弹簧刚度的降低对汽车侧向稳定性和纵向稳定性带来的影响。横向稳定杆可以看成是一种特殊的弹性元件它实际上是一个横向布置的扭杆弹簧。横向稳定杆的作用是减轻曲线行驶时车身的侧倾从而提高行驶的安全性同时对操纵稳定性也有重要的影响。如前悬架用刚度较大的横向稳定杆会增加汽车的不足转向特性提高汽车蛇形行驶性能增大后悬架横向稳定杆的刚度会使前轮驱动的车具有中性转向性能而后轮驱动的车具有更大的过渡转向性能。它的工作原理如下当仅仅有一个车轮上下跳动时横向稳定杆一端想对路面保持静止同时另一端向上或者向下移动f值因此横向稳定杆中段将延其全长发生扭转此时横向稳定杆的端部产生的力F等于横向稳定杆刚度的一半乘以端部位移f即FK/2x f。当两个车轮方向相反运动时横向稳定杆两端也反向运动此时横向稳定杆的刚度是一个车轮运动时刚度的一备等于 K。当然横向稳定杆也有负面作用如折算到车轮处的刚度越大则在各点处的弹性元件的变形也越大弹性元件对波型路面的响应也越大易对发动机支座产生振动折算到车轮处的刚度越大会减少车辆在坑洼路面行驶时车轮的抓地力。 1横向稳定杆的类型 横向稳定杆根据安装点的方式大体可分为A、B、C三种类型如下图所示A类型和B类型较为常用。 A类型横向稳定杆简图一 2005年第4期 奇瑞学报 2 A类型稳定杆即是一根横向布置的扭杆弹簧。与多个铰接点的横向稳定杆相比较此类型横向稳定杆由于铰接点损坏而失去其稳定杆特性的几率要小的多。通常在扭转梁的悬架结构中用的较多。 B类型横向稳定杆简图二 B类型稳定杆通过点h将稳定杆中段与副车架或车身铰接而端部固定在同一轴上两个车轮的横向控制臂上。 C类型横向稳定杆简图三 C类型稳定杆为保证悬架能承受方向相反的垂直力将c型稳定杆弯曲端部的两点h与f用弹性橡胶套同左右悬架的纵梁相连接。 当然也有的悬架型式为了简化结构横向稳定杆的侧臂兼起导向杆的作用。如红旗7200和奥迪100以及奇瑞QQ等车型的前横向稳定杆的侧臂就兼起导向赶的作 用。 侧臂兼起导向杆简图四 侧臂兼起导向杆 2005年第4期 奇瑞学报 3 2横向稳定杆设计 多数情况下在布置的过程中不可能将横向稳定杆的中段完全设计成直的。通常为了把横向稳定杆安装在底盘上必须将它的某些区域段弯曲以免在其工作时或轮胎转弯时与悬架零部件碰撞。但是这给准确的计算稳定杆的钢丝直径带来了很大的麻烦。为了简化计算在实际的工程设计中通常根据当量长度来确定横向稳定杆的相关值——即根据无弯曲段的稳定杆中段和侧段的长度计算。有研究表明如此简化计算所引起的误差不会超过?5。如下图所示 B型横向稳定杆是目前公司用的最多的一种横向稳定杆。本文主要以此类稳定杆来介绍横向 稳定杆的设计过程。 2.1横向稳定杆刚度的确定 计算稳定杆时除了要确定结构参数即精确的几何形状外还有求计算簧上质量横向角运动刚度Kυ。Kυ是由臂的端部所传递的且其大小取决于车轮与路面接触点处的横向稳定杆刚度K。在给定车身悬架刚度和前后悬架侧倾瞬心高度的条件下使用横向稳定杆可以使汽车在一定转弯速度的下侧倾角υ不超过规定的值。一些文献中推荐当侧向加速度V2/R0.4g时轿车的侧倾角υ一般应控制在2.5?4?。在设定了车身侧倾角后结合已确定的弹簧刚度换算到轮边的侧倾力臂的长度就可以确定出左右车轮反向运动时接地点的侧倾刚度C通过杠杆比的换算可以推导出横向稳定杆的初始刚度Ch 。Ch是确定横向稳定杆钢丝直径的一个重要输入。 2.2横向稳定杆直径的确定 在确定横向稳定杆的钢丝直径时首先基于以下两个假设 1.不考虑横向稳定杆受力时力臂长度的变化。 2.将横向稳定杆投影视图的形状看成一个等效梯形。 确定钢丝直径简图六 区域段弯曲简图五 2005年第4期 奇瑞学报 4 刚度的定义是力P与变形f的比值即KP/f。因此在获得了横向稳定杆刚度Ch的输入后可以通过能量关系WP×f/2求出横向稳定杆钢丝的直径。横向稳定杆的变形能有弯曲势能和扭转势能两部份组成即WU弯U扭由此可求出其变形f。 其中 U弯 33233231321302LLLLLLEIPU扭32222LLLGIPP22210LLL pGIPUEIPUf21 因此phGIUEIUC211 其中644dI、324dIp 由上式可以推导出横向稳定杆钢丝直径的计算公式 4213264GUEUCdh 通常通过上式计算出来的横向稳定杆钢丝的直径d都不是一个整数。因此需要对照钢丝的尺寸规格选择一个最接近的值。 计算例 下图是公司开发的某车型的前横向稳定杆工程简图图中的粗实线是简化计算的当量长度。设计给定轮边稳定杆刚度C31.4N/mm、前轮轮距T1539mm、E2.1x105mpa、G80000mpa从图中确定的当量长度L191.5mm、L2196mm、L3108mm、L326mm由给定的轮边刚度可以得出Ch31.4x1539/1051267.3N/mm 按以上公式计算得出U15.7649×106 U216672544 因此可得d 20.61mm 设计公司给定的钢丝直径为d20mm误差率e 20.61-20/20×1003.05 某车型稳定杆简图七 2005年第4期 奇瑞学报 5 2.3横向稳定杆的校核 B型横向稳定杆的强度计算要求对横向稳定杆的下列三个地方进行验算 1.横向稳定杆中段的中央处。 当左右两车轮反向运动时横向稳定杆中段的中央处主要受剪切应力的作用。此时按最大剪应力理论第三强度理论验算即最大剪应力是引发材料塑性变形的主要因素只要剪应力达到最大材料就会失效。 τmax PIDLP22 2.横向稳定杆中段的铰接点H处。 在横向稳定杆中段的铰接点H处由于存在着弯曲与扭转此时要考虑他们的综合的影响进行强度校核最大主应力。 σmax22231LLLWP 3. 由中段向端部过渡的园角处。尽管通常此处比中段产生的应力低但由于疲劳应力的作用横向稳定杆多半会在此处发生断裂。按最大拉应力强度理论第一强度理论验算最大的弯曲应力。 σmax?ZILP0 最后应按照上述三个应力中的最大值来选择钢号即 选者的钢应满足 σ1.2σsγ?σ1、2、3 需要指出的是横向稳定杆钢丝直径的大小取决于许多可变的参数。如果这些参数取得合适可以减小横向稳定杆钢丝的直径从而降低横向稳定杆大批量的制造成本。因此在横向稳定赶的设计中要注意以下几点 1.横向稳定杆刚度的大小与杠杆比 i 有很大关系。因此应尽可能的使横向稳定杆的固定点靠近车轮这点和弹簧的设计是一样的。 2.横向稳定杆中段的安装点H应尽可能的外移。 3.横向稳定杆在结构布置时的弯曲数目应尽可能的少中段的端部过渡圆弧半径应尽可能的小。 4.为了更充份的利用材料在设计横向稳定杆时应尽可能的缩短侧臂L0和L7的长度。这样设计会得到较细的钢丝直径当然相应的应力σ会随之增大一些。 5.还有一个需要特别指出的问题是横向稳定杆能够提高车身抗侧倾的能力但是并不是横向稳定杆的刚度越大越好设计时要特别注意到轮胎的抓地力和单边悬架的振动频率。 参 考 文 献 1.汽车工程手册设计篇.人民交通出版社.2000。 2.汽车技术.长春汽车研究所.1973 2005年第4期 奇瑞学报 6 行星齿轮机构 赤井节一 奇瑞汽车有限公司汽车工程研究院变速箱部副总工程师 芜湖241009 摘 要世界上最先量产的HEV 诞生于1997年。随着对地球环境保护意识的提高尽管是高额车却买出了12万台。这个PRIUS上没有普通车上必定要装的变速箱只有一个可以称之为动力分割机构的单一行星轮系没有自动变速箱上使用的离合器和制动器。这个单一行星齿轮的传动原理比较复杂不容易理解因此我做了速度线图来详细解释。 关键词行星齿轮 Planet gear mechanism for PURIUS SETSUKAZI AKAI Abstract: There is no transmission in PRIUS. There is only one planet gear. It is difficult to understand the operation of this planet gear. But understanding becomes easy when a velocity diagram is used. Key words: PURIUS Planet gear 单一行星齿轮机构 如图1所示由太阳轮1个行星架C 1个行星齿轮数个内齿圈个构成。 如图2所示电动机和输出轴被结合在 太阳轮和发电机、行星架和发动机、内齿圈上。 行星齿轮有4个。 控制装置 G 图 R E M 图 轮胎 E发动机 G发电机 M电动机 2005年第4期 奇瑞学报 7 速度线图 行星齿轮的旋转状态用速度线图来解释比较容易理解。如图3所示行星架C的左右配置有太阳轮S和内齿圈R。各自的臂长为齿数倒数。的恒星齿轮有30个齿内齿齿轮有78个齿。竖轴为旋转速度图3表示的是停车时的状态。 运转状态和各要素的运作 ?.在停车状态下发动机发动 从图3的状态开始电流在发电机中流动发电机开始旋转。在这个状态下驻车齿轮使车停止发动机不会旋转。 发动机一达到规定转速就开始喷射燃料。发动机开始启动的同时便停止向发电机输送电流发电机开始空转。 ?.停车状态的充电 ?状态的发动机启动热运转一结束发电机开始发电电池充电开始。充电一结束便停止向发动机喷射燃料。发动机自然地停止回到图3状态。 ?.车辆起步 踩制动器同时将操作杆拨至D状态放开制动器并踩油门。由于操作杆在D位置驻车齿轮被解除踩油门电动机便开始旋转车子向前进。这时发电机以相反方向空转。发电机的空转速度为电动机的2.6倍因此可以看出不可能仅凭电动机行驶到高速。 1/78 1/30 0 C R S 发电机 发动机 电动机 图 C R S 电流流动 旋转 被发电机驱动 被驻车齿轮固定 2005年第4期 奇瑞学报 8 ?.在电动机行驶状态下启动发动机 从?的状态开始需要发动机的力进行加速的时候发电机上就会被加载力使它发少许的电。发动机旋转达到适当的旋转速度时燃料喷射发动机开始启动。 ?.用电动机和发动机行驶 从?的状态下发动机启动发动机在低燃耗速度范围内旋转发电机开始发电。发出的电根据行驶状态的不同时而驱动直接电动机时而给电池充电。 发动机 运转时由于行星齿轮的齿数比的原因72的发动机力矩用来驱动车。28用来驱动发电机。可以通过能源的调整来控制发电机旋转速度的调整。 ?.制动时能源的再生 从?的状态开始油门踏板回到原位后。发动机便回到空转状态电动机开始发电的同时开始对电池充电。 C R S 电动机开始旋转车子起步 发动机停止 发电机高速逆向旋转 C R S 加载少许力 发动机转动 C R S 发动机在低燃耗速度范围内旋转 发电机发电 电动机驱动车 电动机驱动车 2005年第4期 奇瑞学报 9 车速如果变的更低发动机停止发电机空转。 ?.倒车行驶 倒车行驶以电动机来进行。发动机停止后发电机正方向空转倒车方向的刹车使发电机开始发电。 ?.空挡状态 空挡和停止状态相似。停车齿轮被解除之后发电机的电阻无限增大并空转时便是进入了空挡状态。 4.小结 单一行星齿轮机构是最佳的动力分配机构PRIUS是此构造的灵活运用。今后随着HEV、EV等的进步将会出现许许多多的行星齿轮机构制作速度线图用以理解它们的运作是很有益的 C R S 发动机空转 发电机发电 电动机发电 R C S 发动机停止 发电机空转 电动机发电 C S 发动机停止 发电机空转 电动机驱动 R 2005年第4期 奇瑞学报 10 奇瑞DGI汽油机技术 张志福 奇瑞汽车有限公司汽车工程研究院发动机部 芜湖241009 摘 要随着近年燃油价格不断上涨汽车的经济性成为各大公司不断追求的目标。汽油直喷DGIDirect Gasoline Injection是指汽油直接喷射到气缸内使之燃烧能高精度控制燃烧过程达到提高燃油经济性的目的。本文以奇瑞直喷汽油机为例介绍一款2.0L DGI TCI汽油机及DGI技术。 关键词DGI 增压中冷 Chery DGI engine technology Zhang zhifu AbstractFor many years innovative engine economy has been a development priority of all car makers as the fuel price became higher and higher. In direct gasoline injection engine gasoline is directly injected into the cylinder as in a diesel engine and moreover where injection timings are precisely controlled to match load conditions. It will greatly improve the fuel efficiency. A Chery 2.0L DGI TCI engine will be introduced to demonstrate DGI technology. Key wordsDGI Turbocharger Inter-cooling 1引言 发动机作为汽车的心脏一直是各大汽车公司研发投入的重点。在环保、经济、动力等要求都在不断提高的现代社会对发动机技术的要求也在不断提高所以各大汽车公司都非常重视这一领域新技术的开发而且这些技术也能代表汽车厂商的技术实力。传统进气道喷射PFI发动机中气道表面附着的残余燃油影响喷油量精确计算控制特别在冷启动工况下造成冷启动时排放变差。汽油缸内直喷DGI技术较常规的进气道喷射有非常明显的优势可以降低油耗、减少排放是现代汽油机的前沿技术。因此研究DGI技术对缓解我国能源压力及保护环境具有重大意义。 2汽油机主要供油方式 在汽油机发展历史中主要有化油器式、电控喷射与直喷式等三种不同的供油方式。化油器发动机图1是在进气管道的化油器位置上吸出汽油与空气混合雾化形成混合气经气门进入气缸电控汽油喷射发动机图2是在进气歧管或气门之前的位置上喷射汽油再经气门进入气缸直喷式汽油发动机图3则是直接在气缸里面喷射汽油。由而可知这三种形式的汽油发动机的主要区别在于汽油出口的位置及应用技术不同。 图1 图2 图3 2005年第4期 奇瑞学报 11 3奇瑞DGI汽油机 3.1.主要参数 该2.0L DGI TCI发动机的主要结构与性能指标见表1 表1 气缸数 4 气门数 16 排量 1971.4ml 压缩比 9.8 额定功率 144kW5500rpm 最大扭矩 290Nm1800rpm 低端扭矩 249Nm1500rpm 油品 95RON 3.2.燃烧过程 DGI发动机主要有两种模式均质充量1和分层充量2。均质充量系发动机在进气行程中喷油由于进气管真空度、进气门缝隙中很高的流速以及相对较长的混合气形成时间在进气行程终点燃烧室内形 成相当均匀的、过量空气系数为1的均质混合气混合气的形成和燃烧过程与常规的进气道喷射发动机相似。分层充量DGI发动机在降低油耗方面作用明显但其进气-燃烧系统比较特殊雾状汽油随进气涡流融合成球状雾化体形成以火花塞为中心、由浓到稀的层状混合气虽然总体混合比达到401甚至更高但聚集在火花塞周围的混合气很浓很容易点火燃烧。另外分层充量DGI发动机需要全新的排放控制硬件和策略而均质充量DGI发动机则可以沿用传统气道喷射发动机的排放控制技术3。目前世界上已实现批量生产的直喷汽油机均为分层充量型如大众公司的FSI、日产公司的VQ系列以及三菱公司的4G93等奇瑞2.0L DGI TCI汽油机为均质充量式尚未正式投产。 表2 均质充量 分层充量 相同 燃油在燃烧室内蒸发气缸内充量吸收燃油的蒸发潜热得到冷却充量系数提高10相应可增加压缩比 区别 混合方式 进气行程喷射形成空燃比为1的均质混合气 压缩行程喷射或进气、压缩二次喷射形成空燃比远大于1的分层混合气 排放后处理技术 与传统气道喷射发动机通用 全新的排放控制硬件和策略 图4 图4是奇瑞DGI发动机所采用的燃烧系统剖切图。该燃烧系统是AVL公司综合考虑燃油耗和排放等发动机性能方面的因素后从开发初期的一系列方案中选择的。喷油器安装在进气道下方喷束锥角为60??。根据进气道与气缸盖所形成的空间结构喷油器的喷束轴线相对于活塞顶倾斜30??以适应与燃烧室的相对几何关系。 如前所述奇瑞DGI发动机为均质充量式其进气、喷油、混合、燃烧等过程与进气道喷射发动机相似在此不再赘述。 2005年第4期 奇瑞学报 12 3.3 燃油系统 奇瑞公司选择在燃油系统研发方面处于技术前沿位置的Bosch公司作为系统供应商集成提供燃油系统包括低压系统和高压系统如图5所示。低压系统燃油压力约为6bar油泵单元集成了燃油泵、压力调节器和油滤。高压系统的高压油泵HDP2.5最大可建立起120bar的燃油压力燃油在油泵作用下通过进油管到油轨和喷油器未喷燃油则沿回油管流回油箱。燃油系统不正常工作时油轨上的泄压阀打开燃油经泄油管流回油箱对于新型的油泵HDP5则不需要此阀。 图5 3.3.1 高压喷油器 高压喷油器是直喷式汽油机燃油系统的关键部件其喷束形状、开启和关闭特性以及雾化品质等对DGI发动机的燃烧稳定性以及排放和燃油耗等起着决定性的作用系统供应商对这些关键影响因素的深入研究围绕着通过改变活塞和进气道的几何形状来匹配燃烧过程以便充分挖掘整个系统的潜力。 对于DGI发动机而言喷雾属性是实现均质充量、解决机油稀释的关键。喷油器在缸盖上的安装角度、燃烧室形状的设计应综合考虑DGI技术发展水平和众所周知的涡旋喷油器等因素。与初始设计不同的是Bosch提供的喷油器为多孔型Multi-Hole typeMH而非涡旋型Swirl typeSW燃烧室内的喷雾扩散特别是喷雾渗透完全不同。试验发现MH型喷油器对于均质充量的形成以及发动机性能并没有明显影响六孔型MH喷油器存在较严重的机油稀释现象七孔型MH喷油器则由于减少了湿壁机油稀释得以改善。为保证发动机稳定运转有待开展进一步的工作研究新型喷油器的喷雾特性彻底解决机油稀释问题。 合理组织进气与喷油正时对DGI发动机尤为关键。研究喷油的重点是油雾与活塞顶部、缸套和进气门之间可能存在的接触。1活塞顶部油膜是形成碳烟的主要原因故喷油应尽量早。油雾可以接触活塞顶部但不能被反射起来因为反射的油雾碰到缸套会加重机油稀释。2油雾向排气侧缸套的渗透只能通过与进气流的相互作用来避免即喷油必须在进气流减弱之前完成。3推迟进气门开启角则进气延迟喷油可以延长。由于低转速下进气量较少这一点就显得非常重要。在进气扰动小的情况下有助于形成均质充量。4另外增压发动机应该增加适当的 紊流使进气充量与油雾相互作用减少油雾向下扩散避免湿壁现象。 活塞最初设计见 图6活塞一压缩.