汽车减振器安装角度及特性仿真

目前应用最为广泛的汽车悬架是具有独特优越性的麦弗逊悬架，其安装与受力情况如图5-6所示。

图5-6 麦弗逊悬架受力情况

a）悬架受力示意图 b）受力三角形 c）减振器活塞杆受力

在图5-6中，F_A为地面给悬架的支承力；F_L为车身作用在悬架横摆臂杆上的力；F为车身作用在减振器上的力。F可分解为作用在减振器轴线上的力F_F和作用在垂直于减振器轴线的力F_Q，其中，作用在减振器轴线上的力F_F由减振器弹簧支承，而作用在垂直于减振器轴线的力F_Q由减振器上端承受，可分解为垂直于减振器活塞的侧向力F_K和垂直于减振器导向套的侧向力F_S；β为车身作用在减振器上的力F与减振器轴线的夹角。

作用在减振器活塞的侧向力F_K和导向套的侧向力F_S，将使得减振器在导向套和活塞处产生摩擦力，两处所产生的摩擦力的大小分别为F_r1=μ_s|F_S|和F_r2=μ_k|F_K|，其中，μ_s和μk分别为减振器导向套和活塞处的动摩擦系数。(www.xing528.com)

为了减小或消除减振器上端所受的侧向力，一般将螺旋弹簧倾斜安装，即在汽车横向平面内使弹簧轴线相对于减振器轴线向内倾斜一个角度β，使弹簧轴线相对于减振器轴线偏移一个角度，如图5-7所示。

显然，如果偏移的角度正好使弹簧轴线与合力F同轴线是最理想的，此时车身对减振器的作用力F完全由弹簧力抵消，且减振器上端不再承受侧向力作用，因此可完全消除减振器内摩擦力。然而，由于受安装空间的限制，不允许弹簧有过大的倾斜角度，而且，如果弹簧倾斜角过大，则会使得弹簧产生弯曲，导致弹簧圈之间相互碰撞。因此，实际安装弹簧时大都是采用折中的方法，即将弹簧的实际安装角度适当减小，在保证顺利安装的情况下，尽量减小减振器上端所受的侧向力。

图5-7 弹簧倾斜安装

a）悬架受力简图 b）受力三角形 c）倾斜角限制