图1前悬的车轮定位参数对比曲线
d )前束角随车轮跳动的
变化
a )车轮外倾角随车轮跳动的变化
b )主销后倾角随车轮跳动的变化
c )主销内倾角随车轮跳动的变化
0引言
轮毂电机驱动电动汽车将电机、制动、传动等装置都集成到了轮毂内,不仅省略了传统内燃机汽车必须的
离合器、变速器、传动轴、机械差速器等装置,还减轻了整车质量,提高了车内及悬架空间的利用率。但电机装于轮毂内不仅增加了簧下质量,也影响了转向系统、制动系统和悬
架系统的布置[1]
。若直接将传统燃油汽车悬架向内侧平移,则会与车身或车架发生干涉,同时悬架定位参数也会发生较大的变化。针对上述问题,需要对传统燃油汽车的悬架系统进行改进设计,以开发适合轮毂电机驱动电动汽车的悬架结构。
1轮毂电机驱动电动汽车悬架系统的设计
原车上使用的是双横臂式前悬和多连杆式后悬。通过在ADAMS 中建模和仿真分析后发现:前轮的主销内倾角变化范围过大,对车辆的操纵稳定性及轮胎磨损影响较大;且前轮外倾角变化范围过大,会加剧轮胎的磨损。后轮外倾角的变化范围过大,会影响轮胎的使用寿命[2]。为此,首先进行了相应的优化以确定前后悬架的主要参数。之后在此基础上,结合轮胎的具体结构,对前后悬架进行了相应的改进设计,让满足安装要的同时,也满足悬架所需要的车轮定位参数的要求。前后悬的参考模型和轮毂电机驱动电动汽车的车轮定位参数变化曲线分别如图1和图2所示。
从图1可以看出,实际模型的车轮外倾角变化范围比参考模型更小,设计要求。主销后倾角变化范围相
比于参考模型增大,但变化范围在1°以内,可以接受。同时主销内倾角的变化范围基本与参考模型相符,能够满足设计要求。前轮前束角变化范围更小,对轮胎的寿命及车辆的操纵性影响减小,满足悬架系统的设计要求。轮距变化比参考模型的轮距变化要小,符合轮距随车轮跳动变化量小的要求。
由图2可以看出,通过修改部分硬点坐标后的多连杆悬架实际模型的后轮外倾角仿真曲线与参考模型的仿真曲线基本重合,说明改进后的悬架模型在不局限于物理结构局限的同时能够满足悬架系统设计的要求。前束角的仿轮毂电机驱动电动汽车悬架系统的设计
方慧;田杰;杨标;单光朋;胡惧
(南京林业大学汽车与交通工程学院,南京210037)
摘要:由于传统内燃机驱动的汽车悬架系统的设计方法已经较为成熟,故本文将在此基础上探索一种适用于轮毂电机驱动电动
汽车的悬架系统设计方法。首先对前后悬架进行选型,然后对其进行车轮同向激振仿真分析,并将优化后的悬架模型作为轮毂电机驱动电动汽车悬架系统设计的参考模型,并据此设计出相应的悬架系统。
关键词:轮毂电机;双横臂前悬架;多连杆后悬架;ADAMS/Car
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—基金项目:轮毂电机驱动电动汽车悬架系统的研究,项目编号:
2019NFUSPITP1127。
作者简介:方慧(1997-),女,江苏南通人,本科,研究方向为轮毂电
机驱动电动汽车悬架系统;田杰(通讯作者)(1971-),
女,湖北京山人,博士后,副教授,研究方向为汽车系统
动力学。
Internal Combustion Engine &Parts
0引言近年来,随着我国汽车保有量的增长与停车位的日益紧张,汽车保养问题频发,其中因车门磕碰造成的经济损失占比较大。为避免汽车车门开启时的磕碰问题,国内许多学者设计了车门防磕碰装置:
黄建明等设计了由减震块、卡槽、磁铁组成的一种防磕碰夹具[1];冯少婵等设计了一种车门防碰撞系统[2]。但因对硬件设备要求高、成本高、适用性低等原因,汽车车门防磕碰技术目前尚未得到广泛应用。经查后了解,未有类似于本文的控制系统出现。
本文以汽车车门位置的超声波传感器作为判别参数,以STC89C52单片机为核心设计了一种汽车车门防磕碰止动控制系统。通过测试不同型号的电磁铁,选择最适合的型号并以其为核心制作电磁夹持器;并进行有限元分析,选择夹持器合适的结构。
1汽车车门防磕碰止动控制系统1.1系统组成
此系统包括三个模块,包括信号采集模块、中央处理模块、执行模块。
其中,由车门门脚位置处的超声波传感器组成信号采集模块,由信号处理电路、单片机和驱动执行电路组成中
央处理模块,以及由电磁夹持器、LED 灯条、蜂鸣器组成执行模块。系统模块如图1
所示。
太平洋汽车模型论坛图1系统模块图
1.2工作原理
基于此系统的总体方案设计为:在初始阶段,在单片机的屏幕上键入开启键,使得设备初始化,此时开始超声波传感器即实时测距,并实时把信号传递给中央控制单元;中央控制单元接受并处理信号,此时车内显示屏同步显示本车车门距其他车辆或前方障碍物的距离;同时中央处理模块判断障碍物的距离是否小于10cm ,若不小于10cm ,则汽车车门开启不受阻,车门可顺利开启;若距离小于10cm ,单片机即向执行模块下达指令,一方面LED 灯条通电并亮起、蜂鸣器发出警报以提醒使用者注意小心开门,谨防车门磕碰;另一方面电磁铁通电,电磁夹持器开
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—作者简介:孙凤婷(2000-),女,山东枣庄人,本科在读。
图2后悬的车轮定位参数对比曲线
b
)后
轮前束角仿真对比
a )后轮外倾角仿真对比
真曲线与改进前的参考模型前束角的仿真曲线相差不大,
在一定程度上可以视为满足设计要求。
2总结
本文为解决传统悬架由于物理结构干涉不能直接应用于轮毂电机驱动电动汽车上,而基于ADAMS/Car 进行仿真分析和优化。仿真结果表明,改进设计的前后悬架结构在避免与车身发生运动干涉的情况下,能够满足车轮定
位参数及悬架系统的设计要求。
参考文献:
[1]史天泽.轮毂电机驱动电动车悬架和转向系统设计与性能匹配[D].吉林大学,2015.
[2]李健.电动汽车悬架系统设计与底盘调校[D].北京工业大学,2015.
[3]张利芬,韩小伟.轮毂驱动电动汽车开关磁阻电机制动特性分析[J].内燃机与配件,2018(11):47-49.
汽车车门防磕碰止动控制系统设计
孙凤婷;赵世浩;王靖淞;赵强
(东北林业大学交通学院,哈尔滨150000)
摘要:为避免乘客及驾驶员在车门开启时因车门磕碰而导致的经济损失及保养问题,以汽车车门门脚位置的超声波传感器测出
的距离作为判别参数,以STC89C52单片机为核心设计了一种防汽车车门磕碰止动控制系统。以电磁铁为核心制作电磁夹持器,并进行有限元分析,选择夹持器合适结构。研究表明,该系统能有效防止因车门磕碰造成的经济损失以及汽车保养问题。
关键词:车门防磕碰;超声波测距;电磁夹持器;车门限位器;有限元分析