關(guān)于汽車懸架剛度對平順性的影響及作用

李磊　秦立友

摘 要：隨著汽車產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展和汽車的普及，人們對汽車質(zhì)量的要求不斷提高，在選購汽車時(shí)，在保障安全的基礎(chǔ)上，汽車行駛的平順性也成為影響購買行為的重要影響因素。通過大量的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，汽車的平順性和其懸架剛度具有一定的聯(lián)系。為了探討汽車懸架剛度對平順性的具體影響，選擇合適的懸架剛度，提高平順性，本文首先分析了影響平順性的相關(guān)因素，然后建立了動力學(xué)模型對二者之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，并得出了具體的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：汽車懸架剛度；平順性；影響；作用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.184

0 引言

目前，汽車的普及極大地帶動了相關(guān)的學(xué)術(shù)研究，對汽車平順性的研究并不是一個(gè)新鮮的研究課題。而且，隨著虛擬實(shí)驗(yàn)和隨機(jī)路面等科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及 研究方式的改良，使得汽車平順性研究的操作性增加，相關(guān)軟件及其模塊的應(yīng)用，也簡化了研究的流程，更加快捷直接。本文以某型號小汽車為例，在ADAMS/Car模塊的基礎(chǔ)上建立了汽車的整體仿真模型，通過保持其他影響因素不變的基礎(chǔ)上，改變汽車懸架的剛度來獲取不同剛度下的平順性仿真曲線，經(jīng)過對比和計(jì)算之后，得出該車型平順性的最佳懸架剛度。

1 影響汽車平順性的相關(guān)因素

總結(jié)國內(nèi)外已有的研究成果可知，行駛路面的平整度、駕駛速度、懸架剛度的阻力參數(shù)、懸架剛度、車身總重量、輪胎的激勵(lì)參數(shù)和振動系統(tǒng)等因素都會對汽車的平順性產(chǎn)生影響。

在上述多種因素的影響下，導(dǎo)致對平順性的評價(jià)方式多樣化。本文主要選擇加權(quán)加速度均方根值方法作為評價(jià)方法，這也是應(yīng)用范圍較廣的一種評價(jià)方式。這種方法的具體方法為：將X（橫坐標(biāo)方向）、Y（縱坐標(biāo)方向）和Z（垂直方向）上的加速度進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，其計(jì)算公式為：

2 建立動力學(xué)模型

（1）前后懸架模型 本次研究采用麥弗遜式的獨(dú)立前懸架。同時(shí)，后懸架采用多連桿獨(dú)立懸架。

（2）輪胎模型 汽車的平順性會受到輪胎類型以及輪胎和地面阻力的很大影響，所以我們在利用ADAMS/Car動力學(xué)軟件對平順性進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，主要選擇的是其中自帶的耐久型輪胎模型，并不是操縱性的輪胎。做出這種選擇的主要原因是，仿真試驗(yàn)對頻率提出了很高的要求，而且實(shí)驗(yàn)需要耗費(fèi)較長的時(shí)間，所以隨機(jī)的路面和行駛速度對輪胎的操縱性要求并不高。

（3）隨機(jī)路面模型 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)，在對整個(gè)汽車進(jìn)行隨機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，時(shí)間應(yīng)控制在5秒。實(shí)驗(yàn)采用的隨機(jī)路面為B級的瀝青路面，輸出頻率參數(shù)為200赫茲，測驗(yàn)的行駛速度為40～100km/h。通常我們?nèi)∑渚担x擇70km/h畸形勻速行駛。

3 仿真測試及其結(jié)果分析

保持其他參數(shù)不變，我們獲得了懸架剛度為20N/mm時(shí)，這個(gè)汽車的質(zhì)量中心在X、Y和Z3個(gè)方向上的加速度曲線，隨后，我們對懸架剛度參數(shù)為30N/mm、40N/mm時(shí)的加速度曲線進(jìn)行了相同分析，通過對比分析得出如下結(jié)果，具體見下表2。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文的研究應(yīng)用了ADAMS/Car這一多體動力學(xué)軟件，利用其中相關(guān)的模塊，對汽車中的前懸架、后懸架、輪胎和轉(zhuǎn)向等系統(tǒng)，構(gòu)建了一個(gè)整車模型，對汽車在各種路面的行駛情況進(jìn)行了虛擬仿真測試，然后結(jié)合汽車模型對其平順性開展了仿真實(shí)驗(yàn)，得到了具體的數(shù)據(jù)。在保持路面情況、輪胎、載重以及懸架阻力等參數(shù)不變的基礎(chǔ)上，只調(diào)節(jié)懸架的剛度測試，對汽車的平順性進(jìn)行了對比，得出了汽車懸架剛度對平順性產(chǎn)生的具體影響和作用，認(rèn)為選擇合適的汽車懸架剛度是保障平順性的重要基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]湯望，海辰光.用于平順性仿真的七自由度非線性模型[J].湖南科技大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，12（04）：18-22.

[2]劉獻(xiàn)棟，呂海波，張紅衛(wèi)等.半掛汽車列車結(jié)構(gòu)參數(shù)及模型處理方式對平順性的影響[J].重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2015，26（05）：139-144+164.

[3]Le Van Quynh，張建潤，王園等.基于三維動力學(xué)模型的重型卡車動態(tài)參數(shù)對平順性的影響[J].東南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2013，17（04）：763-770.

[4]李柯，張永英.基于平順性的載貨汽車剛度及阻尼參數(shù)影響分析及優(yōu)化[J].企業(yè)科技與發(fā)展，2014，05（13）：73-77.