某乘用車平順性調校及虛擬驗證研究

紀秀業，侯獻曉，周鼎

某乘用車平順性調校及虛擬驗證研究

紀秀業，侯獻曉，周鼎

（東風汽車集團有限公司技術中心，湖北 武漢 430058）

基于某乘用車前期平順性目標設定與分解，詳細地介紹了其平順性調校的方法和過程，運用主觀評價手段對車輛的平順性進行了調校，并對調校前后的參數指標建立了動力學虛擬樣機。利用仿真方法展開定性驗證，結果表明車輛平順性在調校后滿足前期平順性目標，為底盤調校及懸架設計提供了較好的工程參考。

汽車動力學；平順性；底盤調校；Adams/car

前言

隨著汽車工業的發展和人們對車輛性能要求的不斷提高，汽車設計中對行駛平順性的關注越來越多[1]，而主流的主機廠在匹配調校方面大部分依賴主觀評價手段完成，將性能的客觀測試或仿真計算作為輔助手段[2,8]。

據相關參考文獻得知，乘用車的底盤性能調校方法包括虛擬調校法和主觀調校法。其中，虛擬調校法低本高效，主觀調校法為以人的感官最終確認產品的感知品質。國外貝爾恩德?海森英等在文獻[2]中對主觀調校方法做了詳細闡述，國內對車輛底盤性能的調校以及驗證的文獻較少，本文通過主觀調校方法展開了某乘用車的平順性調校，并通過虛擬調校手段驗證了調校的正確性，對車輛的底盤性能設計及優化有著可靠的工程意義[2-3]。

1 平順性調校必要性

某乘用車的前、后懸架分別為麥弗遜獨立懸架、五連桿整體式懸架。按照企業評價標準，駕駛員模型分組以及評價結果加權計算后，得到該車輛的平順性能主觀評價結果，如圖1所示。

參考主觀評價，該車型的平順性對標目標車輛后，需要展開平順性調校，針對車輛的初級平順性和次級平順性展開集中調校，綜合權衡與操縱穩定性的關系，進而達成性能目標。

圖1 某乘用車平順性主觀評價結果

2 平順性調校

2.1 平順性調校詳細過程

由企業內部標準可知，制定車輛平順性的調校流程如圖2所示[9]。

圖2 底盤調校流程圖

參考目標車輛主觀評價和客觀測試數值，設定該乘用車平順性關鍵參數目標帶寬如下表1所示。

表1 平順性設計目標設定帶寬

據該乘用車型設計狀態輸入，由系統測試數據可得到輪胎垂向剛度、懸架乘適剛度，可計算出車輛的前、后懸架偏頻，根據公式（1）：

式中：f為懸架偏頻；K為懸架乘適剛度；為簧上質量。

根據車輛性能定位及車輛參數設定，取前、后懸架偏頻f為公式（2）、（3）：

計算數值帶寬取值參考公式（2）、（3），根據多體動力學工具可推導出該車型適配的前后彈簧等剛度參數，并根據適當的優化，展開該車型底盤調校件清單，經過多輪次調試，最終調校過程值參數及最終方案如表2、3所示。

表2 某乘用車平順性調校前懸架調校件清單明細

表3 某乘用車平順性調校后懸架調校件清單明細

2.2 虛擬樣機仿真驗證

受主觀評價難以量化的局限性，對某車型進行Adams/ car虛擬樣機建模并完成模型標定，展開調校結果的定性驗證[4-7]。

圖3 某車型整車動力學模型示意圖

2.2.1車輛平順性仿真分析驗證

根據《GB/T4970-2009 汽車平順性試驗方法》標準，按照脈沖輸入以及隨機路面輸入試驗進行整車調校前后平順性能仿真對比，脈沖路面取基準車速為40Km/h，隨機路面輸入取基準車速為60Km/h對比結果如下[6,7]。

圖4 脈沖輸入前地板垂向加速度仿真曲線

圖5 脈沖輸入后地板垂向加速度仿真曲線

表4 某車型脈沖路面輸入仿真分析數據

圖7 隨機輸入后地板三向加速度仿真曲線

表5 某車型隨機路面輸入仿真分析數據

仿真分析結果表明，根據《GB/T4970-2009 汽車平順性試驗方法》中評價標準，該車輛在調校后，脈沖路面輸入下前后懸架舒適性明顯提高。隨機路面輸入下RMS數值表明人的主觀感覺為沒有不舒服。

通過以上仿真計算可知，釋放的調校清單滿足調校需求，最終方案滿足該車型性能目標需求。

3 主觀感知驗收確認

3.1 主觀評價確認

某乘用車經過多輪次的調校，最終達到團隊內滿意狀態。調試零部件包含螺旋彈簧、限位塊、橫向穩定桿、減振器以及襯套。按照某企業標準規范完成各自工況的主觀評價[2]。調校結果如圖8所示。

圖8 調校后車輛平順性主觀評價結果

由驗收結果可知，該車型調校方向準確，其平順性達到了目標車輛的性能感知目標，說明了調校方向的正確性，滿足了車輛平順性能定位目標。

4 結論

（1）本文將主觀調校方法結合虛擬調校方法完成了某乘用車的平順性調校，詳細地闡述了對底盤平順性調校流程，對車輛平順性設計提供了實際的工程參考。

（2）借助ADAMS/Car軟件對主觀調校方法做出了量化驗證，驗證了駕駛員主觀感知的正確性。

（3）后續對該乘用車展開懸架系統K&C測試、整車平順性客觀測試等驗證，以便彌補主觀調校方法的不足。

[1] 余志生.汽車理論（第五版）[M].北京:機械工業出版社,2009.

[2] 貝爾恩德?海森英,漢斯?于爾根?布蘭德耳, 布蘭德耳,等.汽車行駛動力學性能的主觀評價[M].北京:人民交通出版社, 2010.

[3]DaveCrolla,喻凡,克羅拉.車輛動力學及其控制[M].北京:人民交通出版社,2004.

[4] Xiuye Ji,Yi Zhou.A Dynamic Modeling Scheme of Vehicle Leaf Spring and Its Application[C]// SAE-China Congress & Exhibition.

[5] 陳軍.MSC.ADAMS技術與工程分析實例[M].北京:中國水利水電出版社,2008.

[6]殷金祥,岳濤,王軍龍,張攀登.卡車平順性控制技術研究[J].汽車實用技術,2020(15):60-62+77.

[7] 徐亮,秦孔建,張誠,鄭英東,石娟.車輛動力學仿真模型校核與驗證關鍵技術研究[J].汽車實用技術,2020,45(16):44-48.

[8] 紀秀業,丁洋,侯獻曉.基于某MPV的懸架調校及仿真驗證研究[J].汽車實用技術,2020,45(23):96-98.

[9] 紀秀業,侯獻曉,馬超,等.某乘用車扭力梁襯套剛度的仿真研究[J].北京汽車,2020(05):34-38.

A Research on Ride Tuning and Virtual Verification of a Passenger Car

Ji Xiuye, Hou Xianxiao, Zhou Ding

（Technical Center, Dongfeng Automobile Group Co, Ltd., Hubei Wuhan 430058）

Based on a passenger car early ride target setting and decomposition, described the method and process of ride tuning, carried out ride tuning by subjective evaluation,the dynamic virtual prototype was built for the parameters before and after tuning. The virtual verification is carried out by means of simulation, the results indicated that the vehicle ride performance have satisfied the target request, and it provides a good engineering reference for chassis adjustment and suspension design.

Vehicle dynamic; Ride; Chassis tuning; Adams/car

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.07.027

U462.1; U461.4

A

1671-7988(2021)07-81-03

U462.1；U461.4

A

1671-7988(2021)07-81-03

紀秀業（1986-），男，碩士研究生，高級工程師，就職于東風汽車集團有限公司技術中心，從事汽車動力學與懸架系統設計研究工作。