基于ADAMS的汽车悬架系统仿真分析

信息技术　基于ＡＤＡＭＳ的汽车悬架系统仿真分析　赵勇强张丹孙春辉　０７１０００　长城汽车股份有限公司技术中心，河北省汽车工程技术研究中心　河北保定摘要：运用多体动力学仿真分析软件ＡＤＡＭＳ建立搭载Ａ发动机的Ｃ设计车前后悬架系统仿真分析模型，进行悬架运动学分析，得　到主要参数的变化情况，如车轮前束、车轮外倾角、主销后倾等，确定相应数据的变化对整车性能的影响。　关键词：悬架；６－真；参数　０引言　应分析要求应用ＡＤＡＭＳ软件建立搭载Ａ发动机的Ｂ车型的前、　后悬架模型，对其进行悬架系统分析得到悬架各项性能指标，并与试　验车ｃ车型进行对比分析，为整车性能改进和提升提供参考ｍ日。　本次分析参数包括整车参数、悬架系统数模、弹性元件特性、四　轮定位参数、转向系统参数等，对于缺少的数据分析过程中采用软　件系统中性能相当的部件参数作参考。搭载Ａ发动机的Ｂ车型前悬　架为双横臂式独立悬架，后悬架为多连杆独立悬架，转向系为齿轮　齿条式；依据悬架系统数模测量硬点及零部件参数搭建搭载Ａ发动　机的Ｂ车型前、后悬架系统仿真模型　１悬架刚度分析　１．１悬架垂向刚度分析　通过悬架双轮同向跳动工况分析可得到悬架系统的垂向刚度，　因搭载Ａ发动机的车型前轴荷变化较大，前悬架通过调整螺旋簧刚　度和自由长度保证车身姿态；而后悬架轴荷变化较小，只对螺旋簧　自由长度进行了微调整，未对后悬架螺旋簧刚度进行调整。导致搭　载Ａ发动机的Ｂ车型的前悬架刚度略有增加。　除了悬架结构及参数匹配之外，汽车前、后悬架固有频率的正确　匹配是减小汽车振动耦合程度有效提高汽车行驶平顺性的重要方　法之一。因Ｂ车型前悬架轴荷有较大变化，通过调整前悬架螺旋簧　刚度，使得前、后悬架偏频比几乎不变。　１．２悬架侧倾角刚度分析　通过悬架反向轮跳工况分析可得到悬架系统的侧倾角刚度，具　体数值如表１所示：　表１前后悬架侧倾角刚度　侧倾角刚度（仿真）ｌ前悬架（Ｎｍ，ｄｅｇ）峙悬架（Ｎｎ　，ｄｅｇ）　倾角刚度比　Ｃ　１１４５　４７６　２．４　Ｂ　１１８４　４７３　２．５　一般要求乘用车前后侧倾刚度比在１．４～２．６之间，以满足汽车　稍有不足转向特性的要求。Ｂ车型前悬架侧倾刚度较Ｃ车型略有增　大，这是由于前悬架刚度增大造成的，前悬架侧倾刚度的增加有助　于减小侧倾角，但变化较小。　２双轮同向跳动分析　车轮由半载状态上跳、下跳各７０ｍｍ。其中红色实线为搭载Ａ发　动机的Ｂ车型发动机仿真结果，蓝色虚线为试验车Ｃ车型仿真结果。　２．１前束角随轮跳变化　车轮上跳及车轮下落时的前束变化对车辆的直线行驶稳定性、　车辆的稳态响应（不足转向、过多转向）特性有很大影响，是汽车悬　架的重要设计参数之一。车轮上跳时，前悬架的前束角一般呈弱负　变化趋势，变化量越小越好，一般要求车轮上下跳８０ｒａｍ范围内，前　束变化量在０－１。之间，控制直行时由路面的凸凹引起的前束变化，　确保良好的直行稳定性。　２．２外倾角随轮跳变化　为保证轮胎的侧偏性能，轿车的悬架常设计为车轮上跳时外倾　角朝负值方向变化，这样就可以保证转向过程中外侧轮胎与地面的　充分接触，提高轮胎抓地力，且减小轮胎的磨损。　・２３７・　２．３主销后倾角随轮跳变化　对汽车而言，主销后倾角越大，高速回正力矩越大，车辆稳定效　应越强，但回正力矩过大会引起前轮回正过猛，加速前轮摆振并使　转向操纵沉重。半载状态下，Ｂ车型前悬架主销后倾角为２．６５４。，两　车型变化趋势基本一致。　２．４主销后倾拖距随轮跳变化　ｔ．ｅｎ￣（ｒａｍ）　图１　前悬架主销后倾拖距变化　主销后倾拖距对于车辆的高速回正性能有非常重要的作用。半　载状态下，原基础车型前悬架主销后倾拖距为１６．６２ｍｍ，Ｂ车型前悬　架主销后倾拖距为１６．５８ｒａｍ，两车型基本一致。　２．５主销内倾角随轮跳变化　重　耋　ｗＩｄ　（盯Ｉ　｝　图２前悬架主销内倾角变化曲线　主销内倾角对于车辆的低速回正性能有很重要的作用，主销内　倾角越大，转向时车轮回正力矩越大，但过大的主销内倾角会增加　轮胎侧向力，从而导致转向沉重，因此在设计主销内倾角时要进行　综合考虑，主销内倾角一般范围７￣－１３。。半载状态下，设计车车型　前悬架主销内倾角为１１．６３７。，Ｂ车型前悬架主销内倾角为１２．６４２。，　两车型较为接近且均符合一般设计要求。　３结论　通过进行ｃ车型与Ｂ车型进行悬架系统仿真对比分析，并结合　主观评价结果得出以下结论：　由于Ｂ车型半载前悬架簧载质量较原四驱车型重量增加约　６５ｋｇ，通过改变前螺旋簧自由长度和弹簧刚度保证设计姿态初始定　位参数与原车型一致，通过对比分析两种车型各工况下的悬架Ｋ＆Ｃ　特性可知，因底盘结构硬点相对位置未发生变化，两车型悬架运动　学特『生较为接近；由于衬套特性没有改变，Ｂ车型悬架弹性运动学分　析结果和四驱车型基本一致。　参考文献：　［１】王宵锋．汽车底盘设计【Ｊ］．清华大学出版社，２０１０，０４，第一版．　【２］余志生，夏群生．汽车理论［Ｊ］．机械工业出版社，２０１０．０５，第五版．