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所謂類菱形車就是在安全性方面采用類菱形布置，改變了傳統(tǒng)汽車底盤按前后軸各兩車輪的矩形布局，即一個車輪在前，一個車輪在后，中間兩車輪并排。類菱形車結(jié)構(gòu)布置與一般轎車結(jié)構(gòu)布置對比示意簡圖，有限元分析對撞試驗(yàn)中，普通的四輪布置容易造成汽車迎面相撞時兩車頂死，而類菱形汽車通常會擦肩而過，碰撞安全性得到顯著提高。在兩車追尾時，同等相對碰撞速度下，類菱形汽車對人體的傷害要比普通汽車小。兩車側(cè)撞時，由于普通布置的四輪汽車中間的剛性較弱，緩沖吸能區(qū)小，較易造成對乘員的傷害。而類菱形汽車中間有兩個驅(qū)動輪，使抗側(cè)撞的剛性和緩沖吸能區(qū)都大大增加。起初就是從改進(jìn)碰撞安全的角度出發(fā)，采取了菱形布置。而且類菱形汽車具有三軸特點(diǎn)，比普通二軸汽車容易獲得更好的平順性，理論和實(shí)驗(yàn)都證明了這一點(diǎn)。如果采用電驅(qū)動，降低重心可很容易地通過合理布置電池做到。在汽車碰撞中，后排座椅可在不裝安全帶和安全氣囊的條件下，也能保證乘員得到較好的保護(hù)。
在空氣動力學(xué)方面，類菱形車采用飛機(jī)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論，使汽車在運(yùn)行中的空氣阻力降低至普通汽車的65%左右，可有效地節(jié)約能源。另外這種汽車也被設(shè)計(jì)成電動或者混合動力汽車，以滿足對汽車環(huán)保性能的要求，減少空氣污染。類菱形車中懸架中的羊角、上懸臂和下懸臂為實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)、自行命名的構(gòu)件。羊角、上懸臂、下懸臂、減振器、車架、車輪總成和扭桿彈簧構(gòu)成了類菱形車中懸架，結(jié)構(gòu)如圖所示。設(shè)計(jì)中，彈性元件扭桿彈簧通過花鍵和下懸臂連接；減振器通過運(yùn)動鉸和下懸臂連接，并對下懸臂產(chǎn)生阻尼作用；車輪總成和羊角在不考慮傳動軸輸入的情況下是固結(jié)在一起的；羊角分別與上懸臂和下懸臂通過球銷鉸鏈相連；上懸臂、下懸臂分別和車架通過球銷鉸鏈相連。減振器是產(chǎn)生阻尼的主要元件，其作用是使汽車振動迅速衰減，改善汽車行駛的平順性，增強(qiáng)車輪與路面附著性能，減少汽車因慣性力引起的車身傾角變化，提高汽車操縱性和穩(wěn)定性。另外，減振器還能夠降低車身部分動載荷，延長汽車使用壽命。目前汽車使用的減振器主要是筒式減振器，其結(jié)構(gòu)可分為雙筒式、單筒充氣式和雙筒充氣式三種。為保證懸架系統(tǒng)具有良好的振動特性，減振器阻力最好隨汽車使用條件(如載荷、道路條件)變化而變化，即減振器阻力是可以調(diào)節(jié)的，本文選用的是雙向筒式減振器。
減振器的主要性能參數(shù)為車身相對阻尼系數(shù)和阻尼系數(shù)。在假設(shè)粘性阻尼情況下，對雙向筒式減振器可用以下步驟進(jìn)行初步概算。通常根據(jù)汽車平順性、操縱性和穩(wěn)定性的要求確定減振器的阻力特性。減振器阻力值能滿足汽車有關(guān)操縱性、穩(wěn)定性的要求，但不一定能滿足汽車平順性的要求；反之亦然。因此減振器阻力特性的選擇應(yīng)按所設(shè)計(jì)車型綜合考慮汽車的平順性、操縱性、穩(wěn)定性。減振器裝車后的基本參數(shù)，一般用相對阻尼系數(shù)小表示，即最佳范圍為在此范圍內(nèi)汽車具有較好的舒適性與安全性。綜合考慮舒適性和安全性，最終選擇0.3。
類菱形車中懸架剛度K=31.79N/m，簧上質(zhì)量，由此計(jì)算得到選擇減振器尺寸時主要考慮以下兩點(diǎn)：在工作速度范圍內(nèi)油液壓力適當(dāng)，能夠得到穩(wěn)定的阻力，容易保證油封的可靠性；減振器具有足夠的散熱面積，可防止因油溫過高引起阻力衰減或減振器早期失效�？筛鶕�(jù)減振器最大拉伸阻力和最大允許壓力近似求出工作缸徑。由于雙筒減振器自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，壓縮阻力不可能太大，這樣只考慮拉伸情況就可以了。拉伸阻尼系數(shù)與阻尼系數(shù)關(guān)系為：根據(jù)計(jì)算得到的D值和阻尼系數(shù)，在汽車減振器標(biāo)準(zhǔn)中選取減振器，國標(biāo)JB1459確定的工作缸直徑系列為：20mm，30mm，40mm，50mm，65mm，所以選取工作缸直徑為20mm，故貯油筒直徑D=30mm，壁厚取2mm。結(jié)構(gòu)在動載荷作用下，位移、速度力都是時間的函數(shù)。利用ANSYS軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，施以正確的邊界、初始條件和加載情況后，采用已有方法得到系統(tǒng)的聯(lián)立方程組，通過求解器對其進(jìn)行求解，就會得到相應(yīng)的仿真分析結(jié)果。
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