基于adams/view的重型越野車橫向穩(wěn)定桿設(shè)計(jì)

李志棟

摘 要：針對某雙橫臂式獨(dú)立懸架K&C特性已初步確定的重型越野車，校核其側(cè)傾角剛度，并對該車前橋橫向穩(wěn)定桿進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。隨后利用adams/view對整車的操縱穩(wěn)定性進(jìn)行仿真分析和實(shí)車試驗(yàn)驗(yàn)證。研究表明，試驗(yàn)與仿真結(jié)果相一致，與設(shè)計(jì)要求相符，表明該橫向穩(wěn)定桿的設(shè)計(jì)合理。基于仿真方法進(jìn)行整車操縱穩(wěn)定性分析對以后的設(shè)計(jì)有著重要的指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：重型越野車;橫向穩(wěn)定桿;Adams/view;操縱穩(wěn)定性

中圖分類號：U469.3? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B? 文章編號：1671-7988（2019）04-117-04

前言

在重型越野車懸架設(shè)計(jì)過程中，為保證成員的舒適性，前懸架的設(shè)計(jì)較“軟”，一般會引發(fā)垂直剛度和側(cè)傾角剛度減小等問題，進(jìn)而導(dǎo)致車身轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)傾角Φ_r較正常情況下偏大;同時(shí)，為滿足整車載荷特性的實(shí)際需求，重型越野車的后橋剛度大于前橋，因此，后橋側(cè)傾角剛度和輪胎側(cè)偏角也均比前橋大，一定程度上增加了轉(zhuǎn)彎時(shí)整車過多轉(zhuǎn)向的可能?；诖耍瑸闇p小車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的側(cè)傾角，有效實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎時(shí)的不足轉(zhuǎn)向，在不改變懸架彈性元件的前提下，需要在前懸架中匹配合適的橫向穩(wěn)定桿。

本文所研究的重型越野車為8*8全驅(qū)，前后均為參數(shù)相同的雙橫臂式獨(dú)立懸架，懸架K&C特性已在前期計(jì)算中得到。

1 懸架側(cè)傾角剛度分析校核

一般地，當(dāng)側(cè)向慣性力是整車重量的0.4倍時(shí)，要求乘用車的車身側(cè)傾角設(shè)計(jì)在2.5°～4°之間，而貨車則在6°～7°之間^[1]。

1.1 車廂的側(cè)傾軸線

車廂側(cè)傾軸線是指車廂相對地面轉(zhuǎn)動時(shí)的瞬時(shí)軸線。其特點(diǎn)在于，該軸線通過車廂在前、后軸處橫斷面上的側(cè)傾中心，而側(cè)傾中心的位置與懸架導(dǎo)向機(jī)構(gòu)相關(guān)，詳見圖1。

2 操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)分析

2.1 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性仿真分析

根據(jù)后續(xù)仿真分析的需求，對整車模型進(jìn)行如下簡化，具體仿真模型如圖3所示。

利用ADAMS/View軟件進(jìn)行車輛的穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗(yàn)，其整車模型在滿載時(shí)的穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向運(yùn)動軌跡如圖4所示，轉(zhuǎn)彎半徑比值R/R₀與側(cè)向加速度的關(guān)系曲線見圖5，車身側(cè)傾角與側(cè)向加速度的變化曲線見圖6。由圖可知，汽車的轉(zhuǎn)彎半徑隨速度的增大呈上升趨勢，半徑比值隨側(cè)向加速度的增加而變大，當(dāng)側(cè)向加速度大于3.5m/s²時(shí)，不足轉(zhuǎn)向變化率增大。表明該車的轉(zhuǎn)向特性明顯不足。

由圖6可見，車身側(cè)傾角與側(cè)向加速度呈正相關(guān)，在側(cè)傾加速度達(dá)到4m/s²時(shí)，側(cè)傾角為2.58°，此時(shí)，橫向穩(wěn)定桿的扭轉(zhuǎn)剛度滿足使用要求。

2.2 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性實(shí)車試驗(yàn)

根據(jù)前面匹配計(jì)算的結(jié)果，在整車前懸架加裝橫向穩(wěn)定桿，并根據(jù)國標(biāo)GB/T 6323-2014《汽車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn)方法》和QC/T 480-1999《汽車操縱穩(wěn)定性指標(biāo)限值與評價(jià)方法》，在某汽車試驗(yàn)場進(jìn)行了穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示：

由表中數(shù)據(jù)可以看出整車的不足轉(zhuǎn)向度為正，表明車輛的轉(zhuǎn)向特性不足，車身的側(cè)傾角度小于2.6°，滿足設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)論

在重型越野車懸架特性已確定的情況下，對懸架側(cè)傾角剛度進(jìn)行分析校核，依據(jù)校核結(jié)果對前兩橋橫向穩(wěn)定桿進(jìn)行匹配計(jì)算，在adams/view中建立整車動力學(xué)分析模型，對穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性進(jìn)行仿真分析，并進(jìn)行了實(shí)車試驗(yàn)。實(shí)車試驗(yàn)數(shù)據(jù)滿足設(shè)計(jì)要求并且與仿真結(jié)果基本一致，表明橫向穩(wěn)定桿的設(shè)計(jì)匹配合理，整車操縱穩(wěn)定性仿真的方法能為以后的設(shè)計(jì)工作提供借鑒。

參考文獻(xiàn)

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