suv坑洼路面车身横摆响应影响因素分析

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1、SUVt趙路面车身樹罢响强响因素分析2016-12-2209:54:03汽车工程学报2016年4期莫家奇卢剑伟韩为铎李磊殷吕表1某SUV车型基本结构参数空载1505,满载1880质心位置/nun(整车坐标系卜)¥l空载1020.7,1.7,378.4轴距57mm2640轮距厶/mm1585轮胎型号235/60R17前悬架弹簧刚度(N・mm“)30后悬架弹簧刚度k!(N-mm1)30.2减振器，缓冲块提供试验特性曲线整车数模提取各关键点坐标，部件惯量前轮定位参数/(°)前束0,外倾一0・5后轮定位参数/(°)前束0.1,外倾一1提供各衬套多向迟滞衬套特性特性曲线及安

2、装方向整车坐标系X向：车辆前进负方向V向：X向水平左侧方向满载I195.1,1.3,427.8S.47464544434244o642024684・•••■•■ooooooo.-•rii«l<^时间r/s图11前束对横摆角速度的影W4O42OOO外倾角：0。外倾角:—2外倾角：-14.04.14.24.34.44.54.64.74.84.9时间t/s图12外倾角对横摆角速度的影响某汽车行驶过程中经常会遭遇坑洼路面，引起车身晃动，通常人们会选择降低车速缓慢通过来减少不适感。而有时而对凹坑或突起，汽车來不及减速，路而冲击会由轮胎经过悬架传递给车身及乘客。如果在悬架设计

3、中，因为各种原因，该冲击无法削弱R不能较快衰减，就会造成整车平顺性和操纵稳定性表现较差。在实车测试中，某SUV车型在较高车速下经过单侧稍低于路面的害井盖时，车身侧倾抑制较好，但车身横摆响应不够理想，需要明确问题发生的原因并提出有效的整改措施。在整车操纵稳定性分析中，悬架运动学特性是不可忽略的一点，通常用K&C特性来表示。Yi、高晋和Yang等在文献［2］〜［4］屮围绕K&C特性及其对整车的影响做了较全面的分析。GB/T4970-2009《汽车平顺性试验方法》和GB/T6323-2014《汽车操纵稳定性试验方法》为整车操纵稳定性及平顺性试验方法提供了依据。上述成果对

4、整车性能提升有普遍惫义，而对于一些特殊工况如经过坑洼路面时车身横摆响应问题则未提及。为此，本文结合某SUV车型性能调校过程，以悬架系统为研究对象，建立整车刚柔耦合动力学模型，探讨高速过坑吋整车横摆响应异常的发牛机理，并从悬架结构修改的角度提出改进措施。1•车辆刚柔耦合多体动力学建模为了考察过坑洼路面的车辆横摆响应，基于Adams/Car软件平台建立整车的多体动力学模型。该车型基本结构参数见表1,其中，对悬架、车身、转向等了系统建模过程中的要点简要说明如下。（1）悬架：前悬架为麦弗逊结构，后悬架为多连杆结构，悬架硬点坐标依据上述车型数据确定,部件Z间根拯其连接特征采

5、用衬套和球铁等方式连接，相关弹簧、减振器、缓冲块、衬套的参数通过试验获得。其屮，前悬架结构简单，采用刚体构件建模对车轮定位参数的变化规律影响较小，通过K&C仿真与试验数据对比，结果较为吻合；后悬架结构复杂，且拖曳臂为片状，在经过坑洼路面时拖曳臂的弹性变形较大，有可能対车轮定位参数变化规律有较大影响，所以在Hypermesh中对后悬架杆件进行有限元建模，以.MNF模态中性文件导入Adams/Caro通过刚体模世和刚柔耦合模型的K&C仿真分析与试验数据对比，发现刚柔耦合模型与试验数据较为吻合，且拖曳臂的柔性化处理对前束变化趋势影响较大，如图1所示。从0至100mm轮跳

6、阶段，整个趋势从弱负变为弱正，其它杆件的柔性化处理对车轮定位参数的变化规律影响较小，为了提高分析效率，悬架系统多体建模分析中只对拖曳臂进行柔性化处理。kg；入，为车顶离地高度，m；入为汽车质心高度，m；L为汽车总长，m；心为绕质心x轴的侨车经验系数7.9846：匕为绕质心.y轴的轿车经验系数5.2901；心为绕质心z轴的轿车经验系数2.1942o（3）转向：该车型转向系统采用齿轮齿条机构，关键点坐标由该午型总布置数据确定，其最大转向角为I173.6°,最大齿条位移为153.5mm,通过计算得到传动比为0.13337329rad/mmo（4）其它零部件如前后横向稳定

7、杆、动力总成、轮胎等参数依据车型参数确定。各子系统Z间用通讯器进行连接。整车多体系统动力学模型的拓扑结构如图2所示，得到的整车刚柔耦合模型如图3所示。2.模型检验及高速过坑试验设计2.1同向轮跳检验在Adams/Car+进行同向轮跳仿真试验，并与实车试验进行对比。试验屮，将车身及方向盘锁止，并施加制动力矩使车轮不能绕自身旋转轴转动，左右车轮在垂直加载缸的作用下同向跳动，测量悬架刚度、车轮的外倾你前束角、轮心的纵向及侧向位移等参数，得到的测试结果如图4〜8所示。由图可知，同向轮跳时仿克试验结果与实车试验数据吻合较好。其中曲线基准（即曲线最高最低点）的差异主要是因为试

8、验车与仿真