基于adams/view的重型越野車橫向穩定桿設計

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定桿進行設計計算。隨后利用adams/view對整車的操縱穩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，表明該橫向穩定桿的設計合理。基于仿真方法進行整車操縱穩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;橫向穩定桿;Adams/view;操縱穩定性

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定桿。

本文所研究的重型越野車為8*8全驅，前后均為參數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 操縱穩定性試驗分析

2.1 穩態轉向特性仿真分析

根據后續仿真分析的需求，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軟件進行車輛的穩態回轉試驗，其整車模型在滿載時的穩態轉向運動軌跡如圖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，橫向穩定桿的扭轉剛度滿足使用要求。

2.2 穩態轉向特性實車試驗

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

由表中數據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，依據校核結果對前兩橋橫向穩定桿進行匹配計算，在adams/view中建立整車動力學分析模型，對穩態轉向特性進行仿真分析，并進行了實車試驗。實車試驗數據滿足設計要求并且與仿真結果基本一致，表明橫向穩定桿的設計匹配合理，整車操縱穩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]，機械工業出版社，2017.10.

[4] GB/T6323，汽車操縱穩定性試驗方法[S]，2014.

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