基于Adams Car的驅動軸運動仿真

王彬，陳運濤

（長城汽車股份有限公司技術中心 河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

基于Adams Car的驅動軸運動仿真

王彬，陳運濤

（長城汽車股份有限公司技術中心 河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

運用多體動力學軟件Adams中的Car專業模塊對麥弗遜懸架車型的驅動軸進行運動仿真，根據仿真結果驗證在極限工況時驅動軸的角度和滑移量是否滿足設計要求。

Adams/Car；驅動軸；建模；仿真

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2016.10.030

CLC NO.: U463.33 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)10-95-03

前言

驅動軸用于不同軸心的兩軸之間及在車輛行駛過程中相對位置不斷變化的兩軸之間傳遞動力。車輛在行駛過程中，發動機前置前輪驅動，前輪既驅動又轉向。車輛在跳動和轉向時，車輪軸線和變速器輸出軸線之間的夾角，車輪與變速器之間的距離也在不斷發生變化。為避免在運動過程中驅動軸兩端節型工作角度過大或驅動軸出現脫出、頂死現象，需要對驅動軸運動過程進行校核，驗證工作角度和滑移量是否滿足設計要求。

本文應用Adams/Car對麥弗遜前懸架車型的驅動軸運動過程進行仿真分析。

1、模型建立

Adams/Car采用自上而下的建模方式，從模板到子系統，最后到總成裝配。本文前懸仿真模型包括前懸架子系統和轉向子系統。建模時根據實車測量參數完成各子系統的建模，由通訊器完成各子系統間的動力學和運動學定義，最后通過裝配前懸架子系統、轉向子系統及試驗臺完成前懸裝配模型定義。

1.1 前懸架模板建立

將Adams/Car的權限定義為專家模式，在Template Builder（模板建模器）中建立麥弗遜前懸架模板。麥弗遜懸架模板主要部件包括：減振器、彈簧、轉向節、下擺臂。減振器一端連接車身，另一端連接轉向節。彈簧和減振器采用不同軸布置，彈簧上下安裝點根據CATIA實車模型測量獲得。下擺臂一端連接副車架，另一端連接轉向節。因動力總成未按照對稱布置，故驅動軸按照較短一側硬點進行建模。模板建立完成后，對各部件進行約束，彈簧和減振器屬性文件根據廠家提供數據進行定義。創建后的麥弗遜前懸架模板如圖1所示。

1.2 轉向系統模板建立

Adams/Car中的轉向系統模板包括齒輪齒條式轉向器和平行連桿式轉向器兩種。本文車型采用齒輪齒條式轉向器，各硬點通過CATIA對實車模型測量獲得。齒條行程、方向盤最大轉角根據設計參數確定。本文車型具備轉向助力功能，需在轉向子系統中將轉向助力激活。創建后的轉向系統模板如圖2所示。

1.3 前懸模型裝配

通過上述建立的前懸架模板和轉向模板建立前懸架和轉向子系統。上述子系統建立完成后，通過建立通訊器定義各子系統和試驗臺的連接，從而完成前懸模型的裝配。創建后的前懸裝配模型如圖3所示。

2、仿真分析

在進行仿真之前首先設置整車參數，具體參數見表1。

2.1 模型運動仿真

本文麥弗遜前懸模型仿真試驗在雙輪平行輪跳（Parllel Wheel Travel）工況下進行，同時配合轉向系統對驅動軸進行不轉向、左轉向和右轉向三種工況下的運動仿真。雙輪平行輪跳仿真參數設置為：上跳（輪心）行程為88.989mm，下跳（輪心）行程為-86.933mm，轉向器行程為0/±72mm（左轉極限對應轉向器行程+72mm，右轉極限對應-72mm，不轉向為0mm），參數設置完成后，開始對前懸模型進行仿真。

表1 整車仿真參數

2.2 仿真結果分析

仿真完成后，在Adams/PostProcessor模塊查看仿真結果。因在Adams/PostProcessor模塊中默認的Request中沒有測量驅動軸運動角度和滑移量的命令，上述命令需在Template Builder（建模器）中建立前懸架模板時完成。

驅動軸球籠節型分為固定節（車輪端）和移動節（變速器端），如下不做贅述，廠家提供驅動軸移動節轉角位移關系見圖4。

（1）移動節轉角校核

根據廠家提供的轉角位移關系圖，要求移動節夾角安全余量應不小于4.5°。從移動節轉角仿真曲線（圖5）可以看出，車輪在下跳左轉極限工況時驅動軸移動節處的夾角最大，數值為16.894°，該校核結果滿足圖紙設計要求。

（2）移動節滑移量校核

根據廠家提供的轉角位移關系圖，移動節滑移距離余量不小于5mm。從移動節滑移仿真曲線（圖6）可以看出，在下跳不轉向工況時驅動軸移動節處的滑移量最大，數值為-2.272mm，該校核結果滿足圖紙設計要求。

（3）固定節轉角校核

Kinematic Simluation of drive shaft based on Adams/Car

Wang Bin, Chen Yuntao
( R&D Center of Great Wall Motor Company, Automotive Engineering Technical Center of Hebei, Hebei Baoding 071000 )

Using Adams Car to carry out kinematic simulation for the drive shaft of a macpherson suspension model. According to the simulation results verify in limit condition when the drive shaft angle and slip whether meet the design requirements.

Adams/Car; Drive shaft; Modeling; Simulation

U463.33

A

1671-7988(2016)10-95-03

王彬，男，（1987-）助理工程師，碩士，就職于長城汽車股份有限公司技術中心，主要負責底盤懸架設計開發。