基于ADAMS客車空氣懸架參數(shù)仿真分析

摘 要：應(yīng)用ADAMS/VIEW建立客車前空氣懸架系統(tǒng)動力學(xué)模型，輸入特定的剛度、阻尼并對其進行運動學(xué)仿真分析，得到前輪定位參數(shù)變化曲線，分析設(shè)計的懸架定位參數(shù)是否滿足理論要求，為空氣懸架系統(tǒng)的設(shè)計和匹配提供基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：空氣懸架 彈簧特性 ADAMS/VIEW 運動仿真

中圖分類號：U463.33+4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）11（b）-0030-02

空氣懸架具有良好的隔振、減震性能，在很大程度上提高了汽車的通過性和乘坐舒適性，通過對空氣彈簧的調(diào)節(jié)和控制，能夠得到較為理想的懸架性能。由于空氣懸架具有非線性剛度特性和相對復(fù)雜的導(dǎo)向傳力機構(gòu)，增加了空氣懸架設(shè)計和匹配的難度[1]，同時空氣懸架的結(jié)構(gòu)并不像鋼板彈簧那么直觀，所以對在汽車懸架系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)過程中，往往利用更直觀的軟件進行仿真設(shè)計。本文對安裝了空氣彈簧的客車懸架進行運動特性仿真，對汽車操縱穩(wěn)定性影響較大的前輪定位參數(shù)隨懸架運動的變化規(guī)律進行分析。

1 空氣懸架動力學(xué)建模

2 前空氣懸架仿真結(jié)果分析

對建立的模型進行仿真，分析車輪的跳動過程中前懸架的運動學(xué)特性。空氣彈簧的工作行程為200 mm，可以近似的認為車輪跳動的最大行程為200 mm，輸入驅(qū)動函數(shù)，模擬車輪在通過不同路面時的變化情況，考察懸架系統(tǒng)的特性，確定前輪定位參數(shù)的變化趨勢。

2.1 主銷后傾角

由圖2可見，車輪上跳時主銷后傾角基本呈減小趨勢，下跳時變化規(guī)律則相反，曲線變化平緩，保證車輪具有合適的回正力矩[3]。

2.2 主銷內(nèi)傾角

2.3 車輪外傾角

2.4 車輪前束角

2.5 側(cè)向滑移量

車輪上下跳動時，車輪繞瞬時中心擺動，幾乎不可避免地會導(dǎo)致輪距的變化[5]。從圖6可以看出隨著車輪在-100～100 mm之間上下跳動，車輪側(cè)向滑移的最大變化量為21 mm，其變化量偏大，在一定程度上加大了輪胎的磨損，為了降低車輪的側(cè)向滑移量，減少輪胎的磨損，后續(xù)需對懸架參數(shù)進行優(yōu)化。

4 結(jié)論

（1）運用動力學(xué)模型分析，較大程度的提高了產(chǎn)品的開發(fā)周期，降低設(shè)計成本。通過仿真得出的反饋信息可以對現(xiàn)實的設(shè)計進行指導(dǎo)，方便以后空氣彈簧的匹配分析。

（2）對ADAMS建立的虛擬測試平臺進行仿真分析可知：后傾角變化范圍不大，內(nèi)傾角在設(shè)定值附近較為穩(wěn)定，外傾角變化很小，前束角的變化趨勢與外傾角基本一致，只有車輪的側(cè)向滑移量出現(xiàn)較大的變化，下一步對此變化量進一步的優(yōu)化，以更好的提高空氣懸架的定位參數(shù)。從而達到轉(zhuǎn)向的輕便，形成合適的回正力矩；保證了輪胎的磨損均勻，減輕了輪轂外軸承的負荷，使其具有良好的操縱穩(wěn)定性能。

參考文獻

[1]王為才.旅游客車空氣懸架后懸架設(shè)計及仿真優(yōu)化分析[D].長沙：湖南大學(xué)，2009.

[2]秦東晨，吳磊，顧朝偉.空氣彈簧大客車前懸架的前輪定位參數(shù)仿真研究[J].機械設(shè)計與制造，2009（11）.

[3]張亮亮，裴永生，吳丹丹.基于ADAMS的雙橫臂獨立懸架的仿真分析及優(yōu)化設(shè)計[J].現(xiàn)代機械，2010（4）.

[4]汪隨風(fēng)，劉競一.基于ADAMS汽車前懸架仿真研究[J].上海汽車，2007（5）.

[5]郭延輝，秦彥斌.基于ADAMS的客車獨立懸架的運動仿真[J].客車技術(shù)與研究，2010.