Analiza kinematyczna wielowahaczowych mechanizmów zawieszeń samochodów
Wariant tytułu
Kinematic analysis of multi-rod mechanisms for guiding the car wheels
Autor
Góra, Marta
Promotor
prof. zw. dr hab. inż. Józef Knapczyk
Data wydania
2008
Wydawca
[s.n.]
Język
polski
Abstrakt
W pracy analizowano charakterystyki kinematyczne wielowahaczowych, niezależnych mechanizmów prowadzenia kół samochodu osobowego. Aktualnie stosowane w pojazdach zawieszenia wielowahaczowe cechują się małą masą przy dużej obciążalności, korzystnymi właściwościami kinematycznymi oraz elastokinematycznymi. Mechanizm o strukturze wielowahaczowej opisano jako układ mechaniczny o strukturze równoległej złożony z ruchomej platformy połączonej z piastą koła oraz z platformy związanej z nadwoziem samochodu lub ramą pomocniczą.
Rozważano charakterystyki kinematyczne zawieszeń kół jako zależności pomiędzy pozycją i orientacją koła względem nadwozia przy realizacji dwóch podstawowych stopni swobody, związanych z ruchami resorowania i skręcania koła samochodu. Przy czym założono sztywne łączniki oraz idealne przeguby mechanizmu.
W pracy rozwiązano tzw. zadanie proste kinematyki, polegające na wyznaczeniu położenia wspornika koła dla zadanych wymiarów mechanizmu i długości jego wahaczy. Do zapisania równań więzów mechanizmu wykorzystano tzw. metodę wektorową. Równania te rozwiązywano iteracyjnie. Przedstawiono przykłady numeryczne dotyczące kilku stosowanych zawieszeń pięcio-wahaczowych. Wykonano analizę wrażliwości w celu określenia wymiarów mechanizmu, które są najbardziej odpowiedzialne za kąty skrętu i pochylenia koła samochodu.
W celu weryfikacji modeli symulacyjnych przygotowano stanowisko pomiarowe z pięcio-wahaczowym zawieszeniem kół przednich. Do pomiaru przestrzennego przemieszczenia koła samochodu wykorzystano trzy metody, wykorzystujące dwa różne manipulatory pomiarowe o strukturze szeregowej oraz specjalnie zaprojektowany i wykonany manipulator równoległy z sześcioma czujnikami linkowymi.
Kinematic characteristics of multi-rod independent mechanisms for guiding a passenger car wheels are studied. Multi-rod structure is a current trend in the wheel suspension systems in order to obtain a mechanism with a high payload to mass ratio, superior kinematic and elastokinematic characteristics. This kind suspension is described as in-parallel mechanical system composed of two rigid platforms, coupled by different rods and wishbones. The movable platform is connected with the wheel hub, and the second platform is treated as a car body, or subframe if exists.
Kinematic characteristics of the wheel suspension are considered as relationships between the wheel position and orientation with respect to the car body for the wheel bounce and steer degrees of freedom, assuming rigid links and ideal joints in the mechanism.
Forward kinematic problem is solved, where the wheel platform pose can be determined for given lengths of the suspension rods. A so called vector method is used to formulate the mechanism constraints equations, which are then solved with an iterative procedure. Numerical examples of a few types of the actual 5-link suspensions are presented. Sensitivity analysis was performed in order to find geometric parameters of the mechanism, which are the most responsible for the wheel steer and camber angles.
In order to verify the formulated models a test stand was prepared, with 5-link front suspension mechanism. The following methods for measuring a spatial displacement of the wheel knuckle were applied: two different serial-type measuring commercial manipulators and an innovative self-built parallel manipulator with wire sensors.
Klasyfikacja PKT
370000 Budowa maszyn. Przemysł maszynowy i metalowy
Wydział
Wydział Mechaniczny
Licencja
Licencja PK. Brak możliwości edycji i druku.
Prawa dostępu
Zasób dostępny dla zalogowanych użytkowników lub z komputerów w domenie PK
