1.2 国内外研究现状

国外对悬架的研究起步非常早。目前，国外对于包括麦弗逊式悬架在内的各种悬架系统 的研究已经达到比较相当成熟的阶段，也有部分研究团队已经开始着手研究发新型汽车悬架。 但即便如此，目前国外的绝大部分车型，仍然采用麦弗逊式悬架。德国《汽车底盘技术》一 著中还对麦弗逊式悬架的结构特点和主要的定位参数以及各个定位参数对汽车使用性能的影 响进行了详细的介绍[9]。

与此相对，国内的悬架研究到大约 80 年代才开始。但是得益于国外的发展的经验和成果， 国内相关研究的发展速度非常快。目前国内对包括麦弗逊式悬架在内的悬架系统的主要研究 方式是基于 ADAMS 的虚拟样机技术。虽然虚拟样机技术相比道路试验有一定误差，但是虚 拟样机技术可以显著缩短产品研发周期，并为其他研究提供参考。近几年，国内也有很多关 于虚拟样机技术与悬架系统的研究论文，主要以优化和仿真为主[9]。

1.3 课题研究目的和主要内容

本课题的目的是完成马自达 ATENZA 用麦弗逊式（前）悬架的设计与仿真分析。要求悬 架能够保证汽车有良好的行驶平顺性，具有良好的减振性能和操纵稳定性，并且结构紧凑、 占用的空间小，有足够的强度和寿命的设计要求。

在对悬架的螺旋弹簧、导向机构、减振器和横向稳定杆完成设计、选型和校核后，在 AtutoCAD 中完成了悬架的各部件零件图以及总装配图；并在 Adams/Car 中进行建模和运动 学仿真，并对仿真结果进行了分析。

2 悬架的机械设计

2.1 麦弗逊式悬架概述

麦弗逊式悬架（如图 2.1）由螺旋弹簧、减振器和下摆臂组成（大部分车型还会加装横向 稳定杆），多用于汽车的前悬架。这种悬架的优点是体积小、成本低、占用空间小；但对于来 自左右方向的冲击力的减振作用较差，因此汽车会产生比较严重的刹车点头现象，导致平顺 性不理想。[12]

图 2.1 麦弗逊悬架结构图

2.2 参考车型详细参数

本次设计所选择的参考车型：马自达 ATENZA 是马自达全新一代旗舰车型，前悬架采用 带横向稳定杆的麦弗逊式悬架；其详细参数见表 2.1。

表 2.1 马自达 ATENZA 详细参数论文网

参数名称 参数数据

排量/L 2.0

长*宽*高/mm 4870*1840*1450

轴距/mm 2830

前轮轮距/mm 1585

整备质量/Kg 1447

满载质量/Kg 1897

表 2.1 续 马自达 ATENZA 详细参数

参数名称 参数数据

主销后倾角 6°08’

主销内倾角 9.8°

前轮外倾角 -0°17’

前轮前束角 0.5°

2.3 悬架主要参数的确定

2.3.1 悬架静挠度 fc 的确定

悬架静挠度 fc 指的是汽车满载静止时悬架上的载荷 Fw 与此时悬架刚度 c 之比，即 fc=Fw/c[1]。 由于现代汽车的质量分配系数 ε≈1，因此汽车前部车身的偏频 n1 可以表示为：