3 Tutorial 2 - Full Suspension Model
3.1 Обзор
В этой главе мы разработаем раздельно переднюю и заднюю подвеску в двух отдельных файлах, а затем объединим их для создания полной кинематической модели подвески автомобиля.
Была задана целевая гипотетическая характеристика подвески, и мы попытаемся разработать конструкцию, которая даст наилучшее компромиссное решение. Цель необязательно представляет желаемую кинематику, и не были учтены другие ограничения, такие как упаковка. Показанная спецификация подвески является подмножеством всех размеров / требуются технические характеристики. Все остальные данные были оставлены в качестве значений по умолчанию LSA.
3.2 Целевая конструкция подвески
Front suspension (Передняя подвеска): Type 1:Double Wishbone, damper to lower wishbone (Двойной поперечный рычаг, демпфер на нижнем рычаге)
Steering (Рулевое управление): Steering Rack (Рулевая рейка)
Rear suspension (Задняя подвеска): Type 1:Double Wishbone, damper to lower wishbone (Двойной поперечный рычаг, демпфер на нижнем рычаге)
Технические характеристики подвески:
| Front (Передняя) | Rear (Задняя) | |
| Toe (Схождение) | 0 | 0 |
| Camber (Развал) | -1.5 | -1.5 |
| Castor (Кастор) | 3 | 0 |
| KPI (Угол наклона шкворня) | 5 | 5 |
| Anti-dive (Антиклевок) | 40 | - |
| Anti-squat (Антиприсед) | - | 44 |
| Ackerman (Угол Аккерамана) | 80% | - |
| % Braking (Процент торможения) | 60% | 40% |
| Roll Centre Height (Высота центра крена) | 75 | 100 |
| Front (Передняя) | Rear (Задняя) | |
| Bump (Сжатие) | 40 | 40 |
| Rebound (Отбой) | 40 | 40 |
| Roll (Крен) | 2.5 | 2.5 |
| Steering (Рулевое) | 30 | - |
| Front (Передняя) | Rear (Задняя) | |
| Rolling Radius (Радиус качение) | 225 | 225 |
| Width (Ширина) | 150 | 150 |
Goals (Цели):
- Сведение к минимуму крены и неровности рулевого управления.
- Сведение к минимуму перемещение центра крена.
- Удержание центр крена над землей при максимальном ударе.
- Развал меньше нуля при максимальном угле крена кузова.
- Сведение к минимуму трение шин при ударе
3.3 Учебное пособие 2.a
Открытие новой модели передней подвески
В главном меню "Файл" выберите File / New (Файл /Создать), чтобы открыть диалоговое окно "Новая модель".
Выбирайте переднюю подвеску только с Type 1:Double Wishbone, damper to lower wishbone (Двойной поперечный рычаг, демпфер на нижнем рычаге).
В диалоговом окне New Model (Новая модель) щелкните левой кнопкой мыши на значке View/Edit Parameter Data (Просмотр/Редактирование данных).
Просмотрите список параметров и измените: Bump Travel (Перемещение при сжатии), Rebound Travel (Перемещение при отбое), Roll Angle (Угол крена) и Steer Travel (Ход руля) должны соответствовать данным, приведенным в предыдущей таблице 3.1.
Щелкните левой кнопкой мыши ‘Ok’, чтобы закрыть диалоговое окно параметров, затем ‘Done’, чтобы сгенерировать новую модель.
Чтобы задать статические углы схождения и развала, в главном меню выберите пункт Data / Set Static Angles… (Данные / Задать статические углы) и введите 0.0 для схождения (toe) и –1.5 для развала (camber), затем нажмите ‘Ok’.
Убедитесь, что отображены все 4 панели инструментов. Если какие-либо из них отсутствуют, их можно отобразить в разделе SetUp (Опции) главного меню.
Мы настроили параметры модели и статические настройки. Теперь перейдем к настройке графиков для отображения результатов по мере манипулирования геометрией подвески. Наша цель - манипулировать исходными точками, чтобы обеспечить кинематическое движение при сжатии/отбое, повороте и крене, что обеспечивает наилучший компромисс по сравнению с нашими проектными целями. Статический угол схождения на данный момент установлен равным нулю, чтобы избежать путаницы анализе геометрии рулевого управления Ackerman. Если угол схождения отличен от нуля, то рулевое управление % Ackerman определено неправильно и выходной сигнал LSA Ackerman не может быть использован.
Открытие графиков
Щелкните левой кнопкой мыши на значке Open new results graph (Открыть новый результат графиков)на панели инструментов "Графика+данные", чтобы открыть новый график результатов.
Щелкните правой кнопкой мыши на новом графике и выберите Y-Variable(SDF) / Camber angle (Y-переменные (SDF) / Угол развала).
Откройте еще 5 графиков для Toe Angle(Угла схождения) [SAE], Castor Angle (Угол Кастора), King Pin Angle (Угол наклона шкворня), Roll Centre Height (Высота центра крена) [до Grnd] и Half Track Change (Изменение половины колеи). Как только все графики будут открыты, расположите окно 3D-отображения и графики таким образом, чтобы все они могли просматриваться одновременно.
Выберите режим 3D Bump (3D-сжатия), щелкнув левой кнопкой мыши по значку.
Щелкните правой кнопкой мыши по каждому графику по очереди и выберите AutoScale to Y Increment (Автомасштабирование по оси Y), чтобы автоматически масштабировать каждый график. (Масштаб оси и размер приращения Y можно установить в соответствии с вашими собственными пользовательскими значениями, щелкнув правой кнопкой мыши на графике и выбрав Axes Scales (Значения осевых шкал)).
Сначала будут изменены угол кастора (castor angle) и KPI для достижения заданных значений. В этом уроке мы изменим верхний шаровой шарнир на стойке подвески.
Отключите отображение колес, нажав на кнопку значка Toggle Enhanced Wheel Vis (Тумблер видимости колес).
Выберите режим "Перетаскивания рывками" и щелкните левой кнопкой мыши на верхнем вертикальном шаровом шарнире. Теперь вы можете перемещать шаровой шарнир в направлении Y. При перемещении исходной точки (клавиши клавиатуры "Сtrl" + "->") график KPI будет обновляться. Переместите шаровой шарнир так, чтобы обеспечить KPI на 5 градусов при нулевом сжатии, как показано на графике KPI.
При выборе шарового шарнира щелчок правой кнопкой мыши приведет к переключению между доступными указывайте направления в этом представлении
Щелкните правой кнопкой мыши на графике KPI и выберите List data line(s) (Список данных линии(й)), чтобы проверить угол. Закройте диалоговое окно, когда закончите.
Измените вид на Z-X
Переместите верхний вертикальный шаровой шарнир в направлении X, чтобы обеспечить угол кастора в 3 градуса.
Кастор и KPI теперь установлены, и вы можете управлять видами, чтобы визуально убедиться, что верхняя часть оси шкворня наклонена внутрь по направлению к центральной линии автомобиля и назад по направлению к задней части. Значение Кастора и KPI также перечислены в выходном файле SDF, доступном в меню Results (Результаты). Когда закончите, вернитесь к виду спереди и в режим 3D-крен.
- Далее мы будем манипулировать исходными точками внутри подвески, чтобы добиться желаемой кинематики подвески при сжатии и крене.
Чтобы достичь этих характеристик, мы переместим исходные точки внутри подвески на верхнем и нижнем поперечных рычагах подвески, а также внутренние и внешние шаровые шарниры рулевого управления. Прежде чем продолжить, поэкспериментируйте с перемещением этих 6 исходных точек подвески и посмотрите, сможете ли вы достичь компромисса между заданными кинематическими характеристиками подвески. Поскольку перемещение любой одной исходной точки может повлиять на все интересующие нас характеристики, вам нужно будет итеративно перемещать и корректировать каждую исходную точку при виде спереди и сбоку, пока вы не достигнете наилучшего компромисса. На рисунках 3.1 и 3.2 показана одна конфигурация исходной точки, удовлетворяющая этому условию. Как только вы закончите экспериментировать, продолжайте следовать руководству, чтобы ввести исходные точки подвески вручную.
Установите режим просмотра на вид спереди Y-Z
Включите жесткую нумерацию точек, переключив инструмент Point Nos Visibility (Тумблер видимости номеров шаблонных точек).
Выберите значок Set to Edit Mode (Режим редактирования численных данных точек)и выберите нижнюю переднюю внутреннюю ось: ‘Point 1’ и введите указанное местоположение исходной точки как показано на Рисунке 3.3.
Теперь пройдитесь по каждой из исходной точке, перечисленных в Таблице 3.2, и используйте тот же метод для установки местоположений исходных точек, перечисленных в таблице.
| Point (Точка) | Name (Название) | X (mm) | Y (mm) | Z (mm) |
| 1 | Lower wishbone front pivot (Передняя ось нижнего поперечного рычага) | 3819 | 91 | 181 |
| 2 | Lower wishbone rear pivot (Задняя ось нижнего поперечного рычага) | 4179 | 92 | 197 |
| 4 | Upper wishbone front pivot (Передняя ось верхнего поперечного рычага) | 4092 | 308 | 385 |
| 5 | Upper wishbone rear pivot (Задняя ось верхнего поперечного рычага) | 4332 | 308 | 369 |
| 9 | Outer track rod ball joint (Шаровой шарнир наружной направляющей штанги) | 4214 | 668 | 233 |
| 10 | Inner track rod ball joint (Шаровой шарнир внутренней направляющей штанги) | 4245 | 197 | 230 |
Теперь, когда подвеска установлена, переключитесь между режимами 3D-сжатия, крена и поворота и убедитесь, что выполнены критерии проектирования. Обратите внимание, что расчет для Ackerman основан на нулевом статическом схождении. Если статическое схождение отличное от нуля, выходные данные для % Ackerman не определен должным образом и не может быть использован.
Теперь вы можете сами убедиться по графикам и анимации подвески в режиме рулевого управления, сжатия и крена, что компромиссное решение для целей, изложенных в разделе 3.2, было достигнуто.
В главном меню выберите File / Save As (Файл / Сохранить как) и сохраните модель как ‘Tutorial 2a’.
Теперь, когда мы настроили графики, мы также можем сохранить настройки окна, чтобы сохранить, какие выходные графики отображаются. При следующем использовании модели вы можете загрузить файл настроек Windows, чтобы сбросить графики.
В главном меню выберите SetUp / Save Window settings To… (Опции / Сохранение настрое окна в). Введите ‘Tutorial 2a’ в качестве имени файла и сохраните файл настроек окон.
На этом первое руководство завершается. Полученное решение представляет собой компромисс между всеми желаемыми, а иногда и противоречивыми требованиями к подвеске. Возможно, вы захотите поэкспериментировать, чтобы посмотреть, сможете ли вы улучшить конструкцию. Также обратите внимание, что достигнутые углы развала и кастор не совсем соответствуют заданным.
3.4 Учебное пособие 2.b
Открытие новой модели задней подвески
В меню LSA выберите File / New (Файл /Создать).
Установите флажок в поле задняя подвеска и выберите Type 1:Double Wishbone, damper to lower wishbone (Двойной поперечный рычаг, демпфер на нижнем рычаге) (мы добавим переднюю подвеску позже).
Убедитесь, что данные параметров и шины указаны правильно (возможно, вам потребуется изменить Bump Travel (Перемещение при сжатии), Rebound Travel (Перемещение при отбое), Roll Angle (Угол крена) и Steer Travel (Ход руля), чтобы они соответствовали данным в таблице 3.1), затем нажмите готово в диалоговом окне New Model (Новая модель), чтобы открыть новую модель задней подвески.
Теперь у нас открыта новая модель задней подвески, мы настроим новый график для отображения % анти-приседания для задней подвески.
В главном меню выберите SetUp / Load Windows settings From…. (Опции / Загрузить настройки окна из) . Выберите файл настроек ‘Tutorial 2a’, который мы сохранили ранее, и откройте.
Добавьте еще один график, нажав на инструмент Open new results graph (Открыть новый результат графиков)и расположите график так, чтобы он не перекрывал другие графики.
Щелкните правой кнопкой мыши на новом графике и выберите Y-Variable(SDF) / AntiSquat (Y-переменные (SDF) / Антиприсед).
Автоматическое масштабирование по оси Y. Щелкните правой кнопкой мыши на графике и выберите AutoScale to Y Increment (Автомасштабирование по оси Y).
Новые настройки графика теперь можно сохранить в файле настроек Windows.
В главном меню выберите SetUp / Save Window settings To… (Опции / Сохранение настрое окна в). Входить ‘Tutorial 2b’ в качестве имени файла и сохраните файл настроек окна.
Настройка задней подвески выполняется по той же процедуре, что и передней, поэтому мы не будем манипулировать исходными точками подвески и непосредственно отредактируем таблицу координат задней подвески. На этом этапе вы можете сами поэкспериментировать, чтобы увидеть, сможете ли вы достичь целевых характеристик подвески, а затем продолжить с этого момента, как только закончите (возможно, вы захотите сохранить свою собственную модель, прежде чем продолжить).
Нажмите на значок View/Edit rear co-ordinates (Вид/Редактирование задних координат), чтобы открыть таблицу координат задней подвески.
Теперь вы можете вручную отредактировать каждое из местоположений исходных точек подвески, непосредственно отредактировав координаты (X,Y,Z) каждой исхдной точки. Используйте приведенную ниже таблицу для ввода данных. Когда закончите, нажмите ‘OK’.
Вы можете сами убедиться, что новые координаты задней подвески дают "хорошее" компромиссное решение по сравнению с целями, изложенными в разделе 3.2. Для завершения полной модели подвески мы теперь перейдем к добавлению передней подвески из руководства 2.a.
В главном меню выберите File / Add End From File (Файл / Добавить вторую ось из файла) и выберите модель передней подвески, разработанную в руководстве 2a.
Теперь у вас есть полная кинематическая модель подвески автомобиля, которая удовлетворяет заданным кинематическим характеристикам.
При работе с полными подвесками отображение как передней, так и задней подвесок может привести к визуальной путанице. LSA позволяет отображать только переднюю или заднюю подвеску, а также только одну сторону подвески.
Отображается только передняя подвеска.
Отображается только задняя подвеска.
Отображает как переднюю, так и заднюю подвеску.
Переключается между отображением одной стороны и обеих сторон.В этом руководстве вы изучили все основные операции по настройке, манипулированию и анализу кинематики подвески. Чтобы завершить это руководство, сохраните свой файл и выйдите из LSA.
Сохраните модель как ’Tutorial 2b’ и закройте Lotus Suspension Analysis, чтобы завершить Tutorial 2.