某直縱梁輕型卡車行駛發飄問題淺析

仁春林，劉練

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某直縱梁輕型卡車行駛發飄問題淺析

仁春林，劉練

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章通過理論校核和試驗驗證等對某直縱梁輕型卡車行駛發飄問題進行分析，以懸架為出發點，通過匹配不同型號的鋼板彈簧，以及鋼板彈簧采用不同的布置方式等，研究鋼板彈簧設計參數、布置方式對整車行駛發飄的影響，從中選取最優方案應用于產品。旨在優化整車操縱穩定性，提升駕駛體驗。

輕卡；懸架；行駛發飄；操縱穩定

引言

汽車的操縱穩定性是指汽車操縱性和穩定性的綜合特性。操縱性是汽車及時而準確地執行駕駛員轉向指令的能力。穩定性是汽車在行駛過程中，受到外界干擾后維持或迅速恢復原來運動狀態的能力。操縱穩定性既反映汽車的實際行跡與駕駛員主觀意圖在時間上和空間上的吻合程度，又反映汽車運行的穩定程度。[1]

影響汽車操縱穩定性有諸多因素，其中，懸架系統對其影響亦較大。對于輕型卡車，一般采用縱置式鋼板彈簧懸架，板簧的剛度、撓度等參數，以及板簧的懸掛布置方式等，直接影響整車質心高度、主銷傾角、整車姿態角等，從而影響操縱穩定性。汽車的操縱穩定性，直接影響著駕駛員的主觀駕駛體驗。產品設計時，旨在產品具有良好的操縱穩定性。

某輕型卡車接到道路試驗及部分市場反饋，車輛行駛時車身的側傾較小，路感不強；轉向回正很差，駕駛感受較差；定圓試驗時，車輛是不足轉向，但是繞遠試驗時，車輛向外側的偏移量較小，總體感覺車輛行駛發飄。

本文通過對比不同設計參數的板簧以及不同布置方式的板簧懸架，分析懸架系統對行駛發飄和操穩的影響。

操縱穩定性的品質評價包括轉向輕便性、行駛時路感、轉向操縱靈敏性、抗外力干擾能力及受干擾后的反應、急轉和行駛過程中的安全穩定性等，這些均屬汽車品質特性的感覺評價。目前，汽車操縱穩定性評價執行的國家標準是QC/T 480-1999《汽車操縱穩定性指標限值與評價方法》，依據標準可進行穩態回轉、轉向回正性、轉向輕便性、轉向盤轉角階躍輸入瞬態響應、轉向盤轉角脈沖輸入瞬態響應和蛇形等共6項試驗評價。[2]本文主要評價轉向回正性和穩態回轉。

1 方案建立并作理論計算

選定具有行駛發飄故障特性的某直縱梁輕型卡車，作為驗證對象。

對故障車進行操縱穩定性試驗評價，試驗結果如下：

穩態回轉：

圖1 （故障車穩態回轉試驗值）

轉向回正：

圖2 （故障車轉向回正試驗值）

從試驗結果來看，故障車輛中性轉向點的側向加速度得分較低，殘留橫擺角速度右轉時得分也未達到60。

擬定方案：

根據故障車試驗結果，結合故障車主銷傾角、整車姿態角等參數，優化前后懸架參數，擬定三種整改方案進行對比分析。

方案一：該車狀態為在故障原型車基礎上降低后懸架鋼板彈簧剛度（原后懸架鋼板彈簧剛度為1387N/mm），設為原型車，作為參照。

方案二：在方案一的基礎上降低前簧剛度，增大前軸的軸轉向角度，減小整車的軸轉向角度差，提高整車的中性轉向點側向加速度。

表1

方案三：調整后簧布置，降低整車高度，減小滿載姿態角，該方案的布置實施后，整車的不足轉向度會再加上后懸架的偏移角度，提升整車的不足轉向。

三種方案的懸架設計計算參數見表1。

三種方案的前懸架布置方式相同，后懸架鋼板彈簧的布置方式如圖3、圖4所示。

圖3 （方案一、二后懸架布置方式）

圖4 （方案三后懸架布置方式）

2 試驗驗證

按照擬定的設計方案，裝配三臺試驗車在同一試驗場依次進行性能試驗。

試驗結果見圖5至圖10。

穩態回轉：

圖5 （方案一）

圖6 （方案二）

圖7 （方案三）

轉向回正：

圖8 （方案一）

圖9 （方案二）

圖10 （方案三）

3 結果分析

根據試驗結果分析可知，對于轉向回正，三種試驗方案左轉殘余橫擺角速度表現均較大，右轉殘余橫擺角速度表現均較好，駕駛員撒手后轉向盤響應速度均表現較好，三種試驗方案轉向回正性能均較好且無明顯差異。對于穩態回轉，三種試驗方案均具有典型的不足轉向特性，不存在中性轉向點，左、右轉不足轉向度均表現良好，方案二左、右轉不足轉向度較方案一無明顯變化，方案三左、右轉不足轉向度較方案一和方案二有明顯變大，且更理想；整車車身側傾均表現較大，三種試驗方案無明顯差異。

結合三種方案懸架參數及布置方式，對比故障車輛懸架參數及布置方式，可以看出：

方案一相對于故障車輛，后懸架鋼板彈簧剛度修改，主簧剛度降低82N/mm，主+副剛度降低501N/mm，滿載整車姿態角減小0.29°，轉向回正及穩態回轉性能提升，表現良好。

方案二在方案一的基礎上前簧剛度降低30N/mm，弧高增加10mm，滿載前軸的軸轉向角度增加至0.12°，整車姿態角與方案一基本一致，從試驗結果看，穩態回轉及轉向回正性能表現良好，但與方案一相比無明顯變化。

方案三前后懸架參數與方案一一致，變更后懸架板簧布置方式，降低后輪心高度，相對于方案一、二，滿載整車姿態角減小0.35°左右，不足轉向度進一步提升，轉向回正無明顯變化。

4 總結

三種方案均為以懸架為切入點，通過改變板簧剛度、弧高，以及布置方式等，從而改變整車姿態角、側傾剛度、轉向主銷后傾角、前后軸側偏角等參數，淺析懸架系統對操縱穩定性的影響。由結果分析可見，方案一減小后鋼板彈簧剛度，后懸架撓度增加，滿載整車姿態角減小，整車質心相對于故障車降低。方案二在減小后鋼板彈簧的基礎上，再降低前鋼板彈簧剛度，增加其弧高，以適當增加前軸的軸轉向角，整車質心基本不變，提高整車的中性轉向點側向加速度。方案三在方案一的基礎上，變更后板簧布置方式，進一步減小整車姿態角，降低整車質心。

三種方案在穩態回轉及轉向回正方面均有明顯改善，方案三不足轉向度表現明顯大于方案一和方案二，與客觀試驗結果一致；三種方案的車身側傾表現均較大，其中方案二側傾感覺最大（與客觀試驗結果有偏差，可能是由于陀螺儀固定位置有關）；三種方案60km/h車速下等速百米跑偏均為輕微向左跑偏，在該車速下直線行駛時，前輪輪跳明顯，無法快速準確的確認該車的中間位置，導致車輛感覺有發飄的現象。

結果表明，適當減小整車姿態角（在設計值范圍內），降低整車質心，以及適當增加軸轉向角，可有效提升整車操縱穩定性。

[1] 馬廣文.交通大辭典.[M]上海交通大學出版社,2005,（01）.

[2] 陳振日.對汽車操縱穩定性現行評價指標的分析與建議.[M]汽車技術,2006,（9）.

The Comparative Analysis between unstable driving of a Light Truck

Ren Chunlin, Liu Lian

( Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

This paper use theoretical check and test verification to analyse unstable driving of a light truck, according to the suspension system, using different types of leaf springs,and arranging leaf springs in different ways.Study the effect of spring design parameters and spring arrangement on unstable driving. In order to optimize the handling stability of the light truck, improve driving experience.

Light Truck; Suspension system; Unstable driving; Handling stability

B

1671-7988(2018)16-107-03

U467

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1671-7988(2018)16-107-03

CLC NO.: U467

仁春林，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.16.038