某电动汽车前悬架设计和优化

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1、某电动汽车前悬架设计和优化　　[摘要]：利用ADAMS/CAR创建了某电动汽车麦弗逊前悬架模型，对该模型进行了双轮平行跳动动力学分析，并利用ADAMS/PostProcessor得到前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角、主销偏移距、前轮前束与车轮中心跳动行程的变化关系等车轮定位参数，分析并找出前悬架设计的不足，对车轮定位参数进行优化设计。设定悬架下控制臂三个连接点的变动范围，利用ADAMS/Insight对模型进行优化。根据优化后得出的参数坐标再次进行双轮平行跳动试验，对比优化前后结果，验证该电动汽车前悬架设计的合理性。[关键词]：电动汽车ADAMS悬架优化1前言随着人们对能源和

2、环境的重视程度越来越高，相比于传统的燃油汽车，电动汽车在零排放和低使用成本方面的优势越来越明显，逐渐得到各汽车制造厂的青睐。电动汽车的开发以传统燃油汽车为基础演变而来，传统燃油汽车的发动机更换为电动汽车的蓄电池组和电动机，使汽车的质量和质心位置发生较大的变化，悬架和车身的匹配需重新校定，以提高电动汽车的行驶稳定性。2前悬架模型的建立4在前悬架模型建立之前，需要根据实际情况对模型进行必要的简化。从动力学分析角度出发，对电动汽车前悬架模型做如下简化：前悬架是一个多刚体系统，忽略了分析过程中各部件的弹性变形，同时忽略了各零部件间的摩擦力。该电动汽车采用麦弗逊式前悬架，模型由车身、减震

3、器、转向节、转向横拉杆、转向器齿条、下摆臂等组成，减震器与车身采用球铰连接，转向节与减震器采用圆柱副连接，使减震器只能沿其轴线运动，下摆臂通过转动铰与车身连接，另一端通过球铰与转向节连接，转向横拉杆一端通过球铰与转向节总成相连，另一端通过球铰与转向齿条连接，进行运动分析时，转向齿条与车身固定。结合设计图纸、试验测量等方法，在UG软件中建立该悬架三维模型，并以*.parasolid格式导入ADAMS，在ADAMS中添加各零件连接点硬点坐标，建立前悬架模板，如图1所示。为使仿真试验顺利进行，需要对模型的某些元件进行简化处理。前悬架中的弹簧和减震器采用比较方便且容易控制特性的ADAM

4、S中直接创建的方法，创建之后对其特性进行修改，弹簧特性曲线和减震器特性曲线分别如图2、图3所示。在标准界面下使前悬架模板生成悬架子系统，添加试验台架后使之成为可以进行悬架特性分析的装配系统。3仿真分析4前悬架双轮平行跳动试验可以模拟车辆遇到速度变化、障碍物或者路面不平时引起的悬架运动性能的改变，可以较为全面地反应悬架的运动特性。在仿真过程中设定双轮跳动量为-50-50mm，轮胎自由半径260mm，轮胎刚度200N/m，质心高度260mm，簧上质量920kg，轮距2160mm，如图4所示。4优化设计该车前轮外倾角、主销偏移距、前轮前束角偏大，增加了车辆行驶过程中轮胎的磨损，使车辆

5、行驶稳定性下降，需要对他们进行优化。对模型进行双轮平行跳动分析后，进入Insight模块，设置对上述参数影响较大的悬架控制臂前铰接点lca-front、后铰接点lca-rear和球头销lca-outer三个点的9个坐标值作为变量，目标函数则选择上述三个悬架参数，优化目标为最小，优化前后的结果。主销偏移距下降趋势明显，完全符合设计要求，前轮外倾角有所减小，但减小不大，可能是变量设置变化范围小导致的，前轮前束角甚至出现增加，可能是机械结构之间的相互制约引起的，需要重新优化。5总结本文通过UG和ADMS建立了某电动汽车前悬架模型，对该电动汽车前悬架的分析表明该车在运行的过程中，前轮外

6、倾角、主销偏移距和前轮前束角在车辆运动的过程中其变化规律欠佳。随后通过ADAMS/Insight对前悬架进行了优化，前后结果对比，悬架的定位参数得到了改善。参考文献：4[1]陆波.麦式悬架系统运动分析.汽车技术，1994，（06）.[2]张越今，陈奎元，林逸.多刚体系统动力学在汽车转向和悬架系统运动分析中的应用.汽车工程，1995，（05）.[3]刘臣亚，刘淑艳，尹文杰.麦式独立悬架运动学分析与优化.华南理工大学学报（自然科学版），2003，31（9）.[4]王兴，秦东晨，裴东杰.电动汽车动力性能仿真分析.机械设计与制造，2012，（12）.4