基于整車道路試驗的某車型姿態(tài)衰減研究

張燕沖 溫鎮(zhèn)雄 田川超 鄭小洪 李林海

摘? 要：本文基于某前麥弗遜后多連桿懸架型式車型整車道路強化試驗姿態(tài)衰減結(jié)果，利用最小二乘法對整車姿態(tài)衰減進行曲線擬合，總結(jié)了該懸架型式車型整車姿態(tài)衰減的一般規(guī)律，同時通過掃描整車硬點的方法分析出整車姿態(tài)衰減的影響因素。對整車設(shè)計開發(fā)階段整車姿態(tài)的設(shè)定具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：道路試驗;姿態(tài)衰減;最小二乘法;曲線擬合

中圖分類號：U467.1? ? 文獻標識碼：A? ? 文章編號：1005-2550（2019）04-0057-03

Abstract： According to the least square curve fitting method，this paper concludes the law of vehicle attitude attenuation，as well as analyzing influence factors by hard point scanning，Which is based on vhicle with before the adoption of Mcpherson，after the multi-link indipendent suspension strengthing road test. The above has directing significance to vehicle development.

前言

整車姿態(tài)不僅影響整車美觀，而且對整車通過性、懸架性能、乘坐舒適性及操控穩(wěn)定性等有直接影響。整車姿態(tài)一般指車輛基于地面在各載荷狀態(tài)下的車身與輪系離地高、腰線等與整車的比例關(guān)系等[1]。其中車身輪眉離地高一定程度上能夠反映整車姿態(tài)的變化情況，本文所指整車姿態(tài)即車身輪眉離地高。整車姿態(tài)隨車輛里程會出現(xiàn)一定程度衰減，衰減規(guī)律與車輛懸架型式密切相關(guān)。前麥弗遜后多連桿型式懸架因兼顧維護成本、舒適度和操控穩(wěn)定性等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于前置前驅(qū)車型。本文通過監(jiān)測某前麥弗遜后多連桿懸架型式車型（后文以A車型替代）在整車道路強化試驗過程中姿態(tài)衰減情況，利用最小二乘法對所監(jiān)測的試驗數(shù)據(jù)進行曲線擬合，總結(jié)該前麥弗遜后多連桿型式車型整車姿態(tài)衰減的一般規(guī)律。同時通過試驗前后整車硬點掃描對比，找出對整車姿態(tài)衰減的影響因素。

1? ? 整車姿態(tài)測量

對承載式車身汽車取前下地板某段平面作為XY平面，地面線與XY平面之間的夾角即為整車姿態(tài)角，整車姿態(tài)角在數(shù)模中容易測量出。但實車測量時該角度很難檢測，因此一般通過測量某底盤件的最小離地間隙或輪眉離地高度來監(jiān)控整車姿態(tài)，輪眉離地高是指過輪心沿Z向輪眉下沿到地面線間距離。該方法可快速批量地對樣車姿態(tài)進行測量[2]。

本文以輪眉離地高作為整車姿態(tài)衰減研究對象。根據(jù)道路強化試驗特點，試驗全程滿載，各里程監(jiān)測節(jié)點監(jiān)測方法參照整車姿態(tài)測量方法[3]進行監(jiān)測。

2? ? 整車姿態(tài)監(jiān)測結(jié)果

2.1? ?最小二乘法曲線擬合

最小二乘法曲線擬合是一種數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)，它通過最小化誤差的平方和尋找曲線的最佳函數(shù)匹配。曲線擬合大致可以分為3個步驟：第1步，將監(jiān)測數(shù)據(jù)標注在所建坐標系中;第2步，根據(jù)步驟1繪制的圖形選擇合適的數(shù)學(xué)模型進行擬合;第3步，確定數(shù)學(xué)模型參數(shù)，求出數(shù)學(xué)模型[4]。整車姿態(tài)隨試驗里程變化呈非線性，通過最小二乘法曲線擬合研究整車姿態(tài)變化的一般規(guī)律。

2.2? ?試驗數(shù)據(jù)處理

本次共研究5個試驗樣本S1～S5，每個試驗樣本監(jiān)測14個試驗里程節(jié)點，各節(jié)點監(jiān)測數(shù)據(jù)在坐標系中標記，其結(jié)果如圖1～圖4所示。其中FLj、FRj、RLj、RRj（j=1，2，3，4，5）分別表示左前、右前、左后、右后輪眉離地高變化量。

由圖1～圖4可知各樣本同一輪眉離地高除少數(shù)奇異點外，變化趨勢基本一致。前輪眉離地高變化量較小，對整車通過性、操控穩(wěn)定性等影響也較小。因此以后輪眉離地高作為曲線擬合對象。以各樣本同一輪眉變化量均值與里程關(guān)系

3? ? 整車姿態(tài)衰減影響因素分析

以各樣本左后輪眉離地高為例，通過試驗前后對各樣本整車姿態(tài)硬點進行掃描解析，找出影響后輪眉離地高變化的零部件或系統(tǒng)。影響后輪眉離地高的整車各參數(shù)如圖7所示：

其中H為輪眉至輪心Z向高度;a為輪眉至車身縱梁下表面高度;b為縱梁至彈簧上安裝托盤下表面高度;c為彈簧上安裝托盤至下擺臂彈簧處高度;d為下擺臂外點至輪心高度;e為下擺臂彈簧處至下擺臂外點高度。各參數(shù)及對應(yīng)零部件對各樣本左后輪眉離地高影響量均值如表1所示，其中彈簧及減振器由于下擺臂各支點杠桿關(guān)系，對輪眉離地高影響需乘以系數(shù)1.53。本文所研究的A車型后輪眉離地高影響因素中，彈簧、彈簧橡膠墊片及減振器為主要影響因素（占比62%）。

4? ? 結(jié)論

整車姿態(tài)隨試驗里程的衰減受車身及懸架零部件影響，其中懸架彈簧、彈簧橡膠墊片和減振器為主要影響因素。在整車道路強化試驗中A車型前輪眉離地高隨試驗里程變化不明顯，后輪眉離地高在試驗里程前3500km呈快速衰減趨勢，3500km～10000km緩慢衰減，之后趨于穩(wěn)定。在設(shè)計開發(fā)階段設(shè)定整車姿態(tài)時應(yīng)考慮整車衰減規(guī)律。通過提高零部件的技術(shù)要求及控制后輪眉離地高度，避免衰減后與設(shè)計目標產(chǎn)生較大差異。

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