某轎跑SUV提升轉(zhuǎn)向響應(yīng)的硬點優(yōu)化仿真與驗證

林歡　景華斌　許春　歐陽結(jié)新　陳誠　王哲

摘 要：針對某SUV車型的前懸架響應(yīng)慢，進(jìn)行了前懸架的仿真優(yōu)化分析，通過抬高轉(zhuǎn)向器安裝硬點位置可以優(yōu)化前懸架側(cè)傾轉(zhuǎn)向和平跳轉(zhuǎn)向的特性，減小不足轉(zhuǎn)向度，提升整車響應(yīng)特性，然后進(jìn)行客觀測試來對比指標(biāo)變化，最后得出結(jié)論通過加高轉(zhuǎn)向器安裝硬點可以提升整車轉(zhuǎn)向響應(yīng)。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)向響應(yīng);硬點優(yōu)化;K&C特性;操縱穩(wěn)定性

中圖分類號：U463.33 ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：1671-7988（2020）03-109-04

前言

汽車瞬態(tài)特性是指，現(xiàn)在社會對汽車駕駛性能要求越來越高，較好的操縱穩(wěn)定性是汽車底盤性能的重要體現(xiàn)，現(xiàn)在我司針對一款前麥弗遜后多連桿懸架樣車進(jìn)行轉(zhuǎn)向響應(yīng)優(yōu)化提升，驗證轉(zhuǎn)向器安裝硬點變化后對整車橫擺響應(yīng)和轉(zhuǎn)向靈敏度的特性影響。找到轉(zhuǎn)向器安裝硬點參數(shù)對麥弗遜前懸架整車轉(zhuǎn)向響應(yīng)能指標(biāo)的影響變化，為后期整車操控性能指標(biāo)的開發(fā)提供依據(jù)。

1 Adams/car理論分析計算指標(biāo)結(jié)果對比

1.1 Adams/car動力學(xué)建模原理

Adams模型建立原理依據(jù)拉格朗日方法建立多剛體方程基礎(chǔ)模型，其中Adams/car進(jìn)行懸架和整車模型建立原理與實際車輛的各個系統(tǒng)相同[1]。本文參考三維數(shù)模的硬點位置和各個零部件的連接方式，在Adams/car模塊中建立前、后懸架、轉(zhuǎn)向系和輪胎等虛擬樣機(jī)模型，并且利用路面等約束條件創(chuàng)建整車的剛體虛擬模型[2]。

1.2 懸架K&C仿真結(jié)果對比

建立前后懸架的模型，進(jìn)行懸架模型標(biāo)定，通過轉(zhuǎn)向器和副車架之間增加墊片如圖1，可實現(xiàn)轉(zhuǎn)向器安裝點z向太高的效果，分別增加2mm和4mm的墊片，針對轉(zhuǎn)向器安裝硬點z方向+4mm方案、+2mm方案和基礎(chǔ)方案開展懸架K&C試驗，模擬輪跳試驗及側(cè)傾試驗加載工況。

對懸架的K&C特性指標(biāo)進(jìn)行對比，如下表一針對其它變化較小的指標(biāo)未在表中列舉。

主要K&C指標(biāo)變化曲線，如下圖2-4所示。

1.3 整車操縱穩(wěn)定性仿真結(jié)果對比

建立整車的模型后，完成整車模型標(biāo)定，針對轉(zhuǎn)向器安裝硬點z方向+4mm方案、+2mm方案和基礎(chǔ)方案開展整車操縱穩(wěn)定性仿真試驗，包括角階躍試驗、中心區(qū)轉(zhuǎn)向試驗及H—G試驗工況，進(jìn)行各項試驗指標(biāo)對比，如下表2。對于變化較小的指標(biāo)未在表中列舉。

主要操縱穩(wěn)定性指標(biāo)變化曲線如下圖5-7所示。

2 客觀測試結(jié)果對比分析

2.1 試驗方法

懸架的K&C試驗采用ABD的KC試驗臺的標(biāo)準(zhǔn)工況進(jìn)行試驗，進(jìn)行平跳試驗和側(cè)傾試驗[3]，主要驗證前束變化和外傾變化規(guī)律。

整車的操縱穩(wěn)定性的中心區(qū)轉(zhuǎn)向采用國家標(biāo)準(zhǔn)GBT 6323 -2014開展，H—G試驗采用企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY-VA00-D-21021開展。

2.2 試驗方案

通過在副車架和轉(zhuǎn)向器之間增加墊片的方法實現(xiàn)硬點z向抬高，針對轉(zhuǎn)向器安裝硬點z方向+2mm方案和基礎(chǔ)方案開展懸架K&C試驗和整車操縱穩(wěn)定性的中心區(qū)試驗、H—G試驗結(jié)果對比。由于轉(zhuǎn)向器安裝硬點z方向+4mm方案實車出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，未開展試驗。

2.3 試驗結(jié)果

2.3.1 K&C試驗對比

各個主要指標(biāo)曲線變化具體如圖8-13所示。

2.3.2 整車操縱穩(wěn)定性試驗結(jié)果對比

整車操縱穩(wěn)定性試驗結(jié)果主要結(jié)果如下表4所示。

各個主要指標(biāo)曲線變化具體如下圖14-19所示。

（1）角階躍試驗

3 結(jié)論

通過轉(zhuǎn)向器安裝硬點加高的方案，對懸架的K&C平跳和側(cè)傾工況的前束、外傾指標(biāo)變化對比，操縱穩(wěn)定性客觀試驗角階躍橫擺角速度響應(yīng)、中心區(qū)轉(zhuǎn)向試驗的橫擺角速度增益和H-G試驗的轉(zhuǎn)向靈敏度指標(biāo)變化對比，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)向器安裝硬點加高2mm后，對整車的轉(zhuǎn)向響應(yīng)特性得到較好的提升，轉(zhuǎn)向操縱性更加精準(zhǔn)，可作為麥弗遜前懸架優(yōu)化轉(zhuǎn)向響應(yīng)的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李廣，劉芳，檀潤華等.引入懸架K&C特性參數(shù)的汽車操縱穩(wěn)定性數(shù)學(xué)模型[J].中國機(jī)械工程.2018（11）.

[2] 喻凡，林逸.汽車系統(tǒng)動力學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

[3] 孫海洋.基于整車操縱穩(wěn)定性的懸架K&C特性指標(biāo)分析研究[D].吉林大學(xué)，2012.