基于ADAMS客車空氣懸架參數仿真分析

摘 要：應用ADAMS/VIEW建立客車前空氣懸架系統動力學模型，輸入特定的剛度、阻尼并對其進行運動學仿真分析，得到前輪定位參數變化曲線，分析設計的懸架定位參數是否滿足理論要求，為空氣懸架系統的設計和匹配提供基礎。

關鍵詞：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節和控制，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雜的導向傳力機構，增加了空氣懸架設計和匹配的難度[1]，同時空氣懸架的結構并不像鋼板彈簧那么直觀，所以對在汽車懸架系統的設計和開發過程中，往往利用更直觀的軟件進行仿真設計。本文對安裝了空氣彈簧的客車懸架進行運動特性仿真，對汽車操縱穩定性影響較大的前輪定位參數隨懸架運動的變化規律進行分析。

1 空氣懸架動力學建模

2 前空氣懸架仿真結果分析

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，輸入驅動函數，模擬車輪在通過不同路面時的變化情況，考察懸架系統的特性，確定前輪定位參數的變化趨勢。

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 主銷內傾角

2.3 車輪外傾角

2.4 車輪前束角

2.5 側向滑移量

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，為了降低車輪的側向滑移量，減少輪胎的磨損，后續需對懸架參數進行優化。

4 結論

（1）運用動力學模型分析，較大程度的提高了產品的開發周期，降低設計成本。通過仿真得出的反饋信息可以對現實的設計進行指導，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，內傾角在設定值附近較為穩定，外傾角變化很小，前束角的變化趨勢與外傾角基本一致，只有車輪的側向滑移量出現較大的變化，下一步對此變化量進一步的優化，以更好的提高空氣懸架的定位參數。從而達到轉向的輕便，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定性能。

參考文獻

[1]王為才.旅游客車空氣懸架后懸架設計及仿真優化分析[D].長沙：湖南大學，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仿真研究[J].機械設計與制造，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化設計[J].現代機械，2010（4）.

[4]汪隨風，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].客車技術與研究，2010.