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白车身与悬架制造偏差对四轮定位参数的影响规律研究及实验台设计

刘军  
【摘要】:车身和底盘的装配是汽车整车装配过程中的关键装配环节,其装配质量直接影响汽车的行驶性能。底盘通常包括传动系、行驶系、转向系和制动系四个部分,其中,悬架系统属于底盘的行驶系,在装配过程中与车身直接进行匹配安装,因此,车身与悬架的装配是车身、底盘装配过程的核心部分。实际生产中,一方面,白车身由众多外形复杂的薄板件焊接而成,在车身焊装过程中,薄板件自身的制造偏差,焊接夹具的定位偏差和焊接过程中薄板件的受热变形等因素均会导致车身上对应于底盘悬架的安装孔产生位置偏差,另一方面,悬架自身也存在制造和装配偏差,这样,在车身与悬架进行装配时,车身与悬架对应的匹配安装孔位置偏差会直接影响到车身与悬架的装配质量,最终影响整车的装配质量。麦弗逊悬架是一种典型的独立悬架形式,常用作汽车的前悬,本文针对车身和麦弗逊前悬的装配过程进行了装配偏差分析以及参数检测和偏差模拟实验台的设计。目前国内外学者主要从悬架角度出发,进行悬架的稳健型设计,包括优化悬架硬点位置以及改进结构设计等,期望通过一系列仿真优化方法使整车装配后的性能得到最大程度的改善,本文则面向车身和悬架的装配过程,考虑和分析车身和底盘各自的制造偏差对装配质量产生的影响,不再局限于从悬架自身出发寻找产生装配质量缺陷的原因和解决办法。本文以某车型的麦弗逊悬架结构为分析对象,研究了悬架关键硬点的位置偏差对前轮定位参数的影响,揭示了车身制造偏差对整车装配质量的重要影响。并且针对具体的车型进行了底盘检测实验台的设计,希望通过检测实验台的设计并结合相应的检测模拟手段,研究车身和悬架各自的制造偏差对装配质量的影响程度,为实际生产过程提供指导。本文的主要研究内容分为以下三个部分:(1)悬架机构运动分析和偏差建模根据悬架具体结构进行了机构的运动分析,建立了偏差分析的数学模型和Adams仿真模型,通过模型计算结果对比验证了建模的正确性,通过建立的偏差分析模型研究了悬架关键硬点位置偏差对前轮定位参数的影响,并给出了根据前轮定位参数检测值计算出悬架关键硬点位置偏差的间接检测方法。(2)考虑实际制造偏差的装配仿真及偏差分析根据车身制造偏差的实测数据,以及悬架关键安装孔位的制造偏差,使用成熟的偏差分析软件VSA对车身和前悬的装配过程进行了装配偏差仿真,得出实际生产过程中悬架关键硬点可能达到的位置偏差,研究了实际生产中车身和悬架的制造偏差对悬架关键硬点位置的影响。(3)底盘检测实验台的结构设计和参数检测方案针对具体的车型进行了底盘检测实验台的结构设计,在实验台上可进行车身、悬架匹配安装孔位置偏差的模拟以及四轮定位参数的检测。通过检测实验台的设计并结合前面的理论分析,可以通过检测台检测出悬架关键硬点的超差情况,并找出导致硬点位置超差的关键制造偏差因素,为实际生产提供有效的检测工具。


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