關于汽車懸架剛度對平順性的影響及作用

李磊　秦立友

摘 要：隨著汽車產業的迅速發展和汽車的普及，人們對汽車質量的要求不斷提高，在選購汽車時，在保障安全的基礎上，汽車行駛的平順性也成為影響購買行為的重要影響因素。通過大量的實驗研究發現，汽車的平順性和其懸架剛度具有一定的聯系。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因素，然后建立了動力學模型對二者之間的關聯性進行了虛擬仿真實驗，并得出了具體的結論。

關鍵詞：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的學術研究，對汽車平順性的研究并不是一個新鮮的研究課題。而且，隨著虛擬實驗和隨機路面等科學技術的進步以及 研究方式的改良，使得汽車平順性研究的操作性增加，相關軟件及其模塊的應用，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，經過對比和計算之后，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因素

總結國內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、懸架剛度、車身總重量、輪胎的激勵參數和振動系統等因素都會對汽車的平順性產生影響。

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

2 建立動力學模型

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

（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動力學軟件對平順性進行仿真實驗時，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，仿真試驗對頻率提出了很高的要求，而且實驗需要耗費較長的時間，所以隨機的路面和行駛速度對輪胎的操縱性要求并不高。

（3）隨機路面模型 根據國家標準，在對整個汽車進行隨機仿真實驗時，時間應控制在5秒。實驗采用的隨機路面為B級的瀝青路面，輸出頻率參數為200赫茲，測驗的行駛速度為40～100km/h。通常我們取其均值，選擇70km/h畸形勻速行駛。

3 仿真測試及其結果分析

保持其他參數不變，我們獲得了懸架剛度為20N/mm時，這個汽車的質量中心在X、Y和Z3個方向上的加速度曲線，隨后，我們對懸架剛度參數為30N/mm、40N/mm時的加速度曲線進行了相同分析，通過對比分析得出如下結果，具體見下表2。

4 結束語

綜上所述，本文的研究應用了ADAMS/Car這一多體動力學軟件，利用其中相關的模塊，對汽車中的前懸架、后懸架、輪胎和轉向等系統，構建了一個整車模型，對汽車在各種路面的行駛情況進行了虛擬仿真測試，然后結合汽車模型對其平順性開展了仿真實驗，得到了具體的數據。在保持路面情況、輪胎、載重以及懸架阻力等參數不變的基礎上，只調節懸架的剛度測試，對汽車的平順性進行了對比，得出了汽車懸架剛度對平順性產生的具體影響和作用，認為選擇合適的汽車懸架剛度是保障平順性的重要基礎。

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