基于Adams/Car的多連桿后懸架運動特性分析

陳立冬，王建，吳新宇，王順祥（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的多連桿后懸架運動特性分析

陳立冬，王建，吳新宇，王順祥
（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）

摘 要：文章基于Adams/Car，對兩種多連桿后懸架運動特性進行分析，通過性能對比，得出了懸架設計理念，豐富了懸架設計開發經驗。

關鍵詞：多連桿后懸架；Adams/car；運動特性

10.16638/j.cnki.1671-7988.2015.10.001

NO.: U463.3 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)10-01-02

引言

為提升自主研發能力，豐富設計經驗，對懸架相關設計理論進行驗證，本文基于Adams/Car，對兩種多連桿后懸架（后文以A型和B型將兩種懸架結構進行區分）進行建模，并將二者的運動特性進行對比分析。

1、連桿后懸架結構分析

懸架控制臂是決定懸架運動特性的主要部件，從控制臂的數量、結構和空間分布，基本上就能從宏觀上判斷出懸架性能的優劣。

懸架在運動過程中，必然會受到縱向力、側向力和垂向力。其中垂向力主要由彈簧承受，縱向力和橫向力由控制臂承受。這樣，懸架的控制臂在空間上必有橫向布置和縱向布置的控制臂。對于A型懸架，上控制臂為橫向布置主要承擔橫向力，下控制臂為斜向布置，可同時承擔橫向力和縱向力，懸架結構簡單。但由于A型懸架的下控制臂受到兩個方向的耦合力，很容易產生自激振動，影響整車平順性和舒適性。B型懸架可以看成是A型懸架的變形。它保留了A型懸架的上控制臂結構，將A型懸架的下梯形臂，分解成三個控制臂，其中下前控制臂和下后控制臂橫向布置，縱臂縱向布置，這樣可以保證懸架控制臂只承擔橫向力或是縱向力，使懸架控制臂受力解耦，提升了整車的平順性和舒適性。綜上，從結構上來說，B型懸架在性能上要優于A型懸架。

2、動特性分析

為獲得詳細的懸架運動特性，基于Adams/Car軟件對兩種懸架的運動特性進行了仿真分析，輪跳采用±50mm常用工況。以下各圖中，實線代表A型懸架的性能曲線，虛線代表B型懸架的性能曲線。仿真結果如下：

車輪上跳時，外傾角均為負方向變化。由于外傾推力的作用，整車在轉彎時，可以提供更多的側向力，對車輛側滑具有抑制作用。但外傾角變化過大，會導致輪胎接地性變差，容易導致輪胎偏磨；同時增加輪胎運動對路面變化的敏感性，對整車操穩不利。綜合考慮，B型懸架的外傾角性能變化曲線較優。

車輪上跳時，前束為弱正方向變化。這樣有利于整車的不足轉向，提升轉彎安全性能。從圖中可以看出二者的性能變化曲線幾乎相同，在前束角性能變化曲線上，A型懸架和B型懸架性能相同。

從二者的懸架抗抬尾變化曲線可以看出，B型懸架相對于A型懸架具有較大優勢。這是因為，對于B型懸架來說，縱臂與車身的連接點可以看成懸架的抗俯仰中心。通過恰當的調節縱臂連接點高度，可以較容易的提升抗俯仰性能，并且由于控制臂的解耦作用，可以減少對懸架其他性能的影響。

A型懸架和B型懸架的側傾中心高度在設計位置基本一致。但是隨車輪上跳變化，B型懸架側傾中心降低幅值較大，這樣會增大轉彎側傾角，影響整車操穩；同時側傾中心的變化，會導致車輪跳動時較大的輪距變化，如圖7所示。基于此，B型懸架經常會將懸架限位塊與彈簧同軸裝配，這樣既保證了在常用工況下，懸架剛度不影響乘適性；又能使車輛在惡劣路況中，懸架限位塊和彈簧同時起作用，垂直剛度增加，抑制輪跳變化并增加側傾剛度，提升整車操穩性能，從而達到彌補B型懸架自身性能缺陷的目的。

3、結論

通過以上仿真分析可以看出B型懸架的運動特性要優于A型懸架；同時可以總結出懸架運動特性優化原則：在懸架優化時，優先保證懸架的外傾、前束變化和抗俯仰性能； 可適當犧牲轉彎側傾性能，并通過彈簧和限位塊同軸裝配的方案進行彌補。

參考文獻

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Analysing Kinetic Characteristic Of Multi-link Rear Suspension based on Adams/Car

Chen Lidong, Wang Jian, Wu Xinyu, Wang Shunxiang
( R&D Center of Great Wall Motor Company, Automotive Engineering Technical Center of Hebei, Hebei Baoding 071000 )

Abstract:To improving suspension design ability, analysing kinetic characteristic of two kinds of multi_link rear suspension. By contrasting their performance, we come at design theory of suspension.

Keywords:Multi-link rear suspension; Adams/car; Kinetic characteristic

作者簡介：陳立冬，助理工程師，就職于長城汽車股份有限公司，從事底盤布置設計開發工作。

中圖分類號：U463.3

文獻標識碼：A

文章編號：1671-7988(2015)10-01-02