基于adams/view的重型越野車橫向穩(wěn)定桿設計

李志棟

摘 要：針對某雙橫臂式獨立懸架K&C特性已初步確定的重型越野車，校核其側傾角剛度，并對該車前橋橫向穩(wěn)定桿進行設計計算。隨后利用adams/view對整車的操縱穩(wěn)定性進行仿真分析和實車試驗驗證。研究表明，試驗與仿真結果相一致，與設計要求相符，表明該橫向穩(wěn)定桿的設計合理。基于仿真方法進行整車操縱穩(wěn)定性分析對以后的設計有著重要的指導意義。

關鍵詞：重型越野車;橫向穩(wěn)定桿;Adams/view;操縱穩(wěn)定性

中圖分類號：U469.3? 文獻標識碼：B? 文章編號：1671-7988（2019）04-117-04

前言

在重型越野車懸架設計過程中，為保證成員的舒適性，前懸架的設計較“軟”，一般會引發(fā)垂直剛度和側傾角剛度減小等問題，進而導致車身轉彎時的側傾角Φ_r較正常情況下偏大;同時，為滿足整車載荷特性的實際需求，重型越野車的后橋剛度大于前橋，因此，后橋側傾角剛度和輪胎側偏角也均比前橋大，一定程度上增加了轉彎時整車過多轉向的可能。基于此，為減小車輛轉彎時的側傾角，有效實現(xiàn)轉彎時的不足轉向，在不改變懸架彈性元件的前提下，需要在前懸架中匹配合適的橫向穩(wěn)定桿。

本文所研究的重型越野車為8*8全驅，前后均為參數(shù)相同的雙橫臂式獨立懸架，懸架K&C特性已在前期計算中得到。

1 懸架側傾角剛度分析校核

一般地，當側向慣性力是整車重量的0.4倍時，要求乘用車的車身側傾角設計在2.5°～4°之間，而貨車則在6°～7°之間^[1]。

1.1 車廂的側傾軸線

車廂側傾軸線是指車廂相對地面轉動時的瞬時軸線。其特點在于，該軸線通過車廂在前、后軸處橫斷面上的側傾中心，而側傾中心的位置與懸架導向機構相關，詳見圖1。

2 操縱穩(wěn)定性試驗分析

2.1 穩(wěn)態(tài)轉向特性仿真分析

根據(jù)后續(xù)仿真分析的需求，對整車模型進行如下簡化，具體仿真模型如圖3所示。

利用ADAMS/View軟件進行車輛的穩(wěn)態(tài)回轉試驗，其整車模型在滿載時的穩(wěn)態(tài)轉向運動軌跡如圖4所示，轉彎半徑比值R/R₀與側向加速度的關系曲線見圖5，車身側傾角與側向加速度的變化曲線見圖6。由圖可知，汽車的轉彎半徑隨速度的增大呈上升趨勢，半徑比值隨側向加速度的增加而變大，當側向加速度大于3.5m/s²時，不足轉向變化率增大。表明該車的轉向特性明顯不足。

由圖6可見，車身側傾角與側向加速度呈正相關，在側傾加速度達到4m/s²時，側傾角為2.58°，此時，橫向穩(wěn)定桿的扭轉剛度滿足使用要求。

2.2 穩(wěn)態(tài)轉向特性實車試驗

根據(jù)前面匹配計算的結果，在整車前懸架加裝橫向穩(wěn)定桿，并根據(jù)國標GB/T 6323-2014《汽車操縱穩(wěn)定性試驗方法》和QC/T 480-1999《汽車操縱穩(wěn)定性指標限值與評價方法》，在某汽車試驗場進行了穩(wěn)態(tài)轉向試驗，實驗結果如表1所示：

由表中數(shù)據(jù)可以看出整車的不足轉向度為正，表明車輛的轉向特性不足，車身的側傾角度小于2.6°，滿足設計要求。

3 結論

在重型越野車懸架特性已確定的情況下，對懸架側傾角剛度進行分析校核，依據(jù)校核結果對前兩橋橫向穩(wěn)定桿進行匹配計算，在adams/view中建立整車動力學分析模型，對穩(wěn)態(tài)轉向特性進行仿真分析，并進行了實車試驗。實車試驗數(shù)據(jù)滿足設計要求并且與仿真結果基本一致，表明橫向穩(wěn)定桿的設計匹配合理，整車操縱穩(wěn)定性仿真的方法能為以后的設計工作提供借鑒。

參考文獻

[1] 王望予等，汽車設計（第4版）[M]，機械工業(yè)出版社，2017.10.

[2] 劉惟信等，汽車設計[M]，清華大學出版社，2000.10.

[3] 余志生等，汽車理論（第5版）[M]，機械工業(yè)出版社，2017.10.

[4] GB/T6323，汽車操縱穩(wěn)定性試驗方法[S]，2014.

[5] QC/T 480，汽車操縱穩(wěn)定性指標限值與評價方法[S]，1999.