前轮主销定位参数对车辆转向稳定性的影响.pdf

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1、第31卷第6期计算机仿真2014年6月文章编号：1006—9348(2014)06—0168—05前轮主销定位参数对车辆转向稳定性的影响闰瑞雷1，赵亮1’2⋯，韦勇3(1．湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，湖南长沙410082；2．柳州孔辉汽车科技有限公司，广西柳州545007；3．上汽通用五菱股份有限公司，广西柳州545007)摘要：为研究前轮主销定位参数对车辆转向稳定性的影响，将车辆简化为四自由度动力学模型，并建立状态微分方程，基于Simulink对前轮力阶跃输入下的横摆角速度瞬态响应进行计算机仿真，分析不同车速下前轮主销定位参数对车辆转向稳定性的影响。结果表明，前轮主销

2、后倾角的改变主要影响车辆在高速行驶时的稳定性，且后倾角越大横摆角速度的超调量越小，反应时间越短，而前轮主销内倾角的改变主要影响低速行驶车辆的稳定性，且内倾角越小，反应时间越短。结果可为车辆操纵稳定性设计提供依据。关键词：主销定位参数；转向稳定性；四自由度动力学模型；横摆角速度；计算机仿真中图分类号：TP391．9文献标识码：AEffectofFrontWheelKingpinAlignmentParametersonVehicleSteeringStabilityYANRui—leil，ZHAOLian91，2⋯，WEIYon93(1．StateKeyLaboratoryofAdvan

3、cedDesignandManufacturingforVehicleBody，HunanUniversity，ChangshaHunan410082，China；2．KHAutomotiveTechnologies(Liuzhou)Co．Ltd，LiuzhouGuangxi545007，China；3．SAICGMWulingCo．Ltd，LiuzhouGuangxi545007，China)ABSTRACT：Tostudytheeffectoffrontwheelkingpinalignmentparametersonthevehiclesteeringstability，wesi

4、mplifiedthevehicleasfourdegreesoffreedomdynamicmodel，andestablishedthestatedifferentialequation．BasedonSimulink，theyawratetransientresponseswassimulatedunderforcestepinput，theeffectoffrontwheelkingpinalignmentparametersonthevehiclesteeringstabilitywasanalyzedunderdifferentvehiclespeed．Theresults

5、showthatthechangeoffrontwheelcasteranglemainlyaffectsvehiclestabilityathi曲speeds，bothyawrateover-shootandreactiontimetendtoredueewiththeincreaseofcasterangle。whilethechangeoffrontwheelinclinationmainlyaffectsvehiclestabilityatlowspeed，smallerinclinationangleandshorterreactiontime．KEYWORDS：Kingpi

6、nalignmentparameters；Vehiclesteeringstability；Fourdegreesoffreedomdynamicmodel；YawRate；Computersimulation1前言车辆操纵稳定性是车辆主动安全性的重要评价指标，其在车辆转向行驶过程中受多方面因素的影响，如整车质心位置、悬架性能和主销定位参数等。主销定位参数主要包括主销后倾角和主销内倾角，通过改变转向回正力矩来影响车辆转向行驶的稳定性。文献[1]根据前轮主销定位参数推导了收稿日期：2013—09—22---——168·--——转向回正力矩的数学模型，但并未继续深入研究其对转向稳定性的影响

7、。文献[2]仅研究了前轮主销后倾角对转向稳定性的影响，且求解转向回正力矩过程过于简化，并未考虑垂直载荷对转向回正力矩的影响。文献[3]从理论上简单分析前轮主销内倾角对转向稳定性的影响，但并未结合实例对其进行详细介绍。本文在文献[1]一[3]的基础上，建立车辆四自由度动力学模型，针对车辆操纵稳定性众多评价指标中的超调量、反应时间、稳定时间等评价指标，初步分析不同车速下前轮主销定位参数对车辆转向稳定性的影响，为设计者提供理论依据。2车辆动力学模型的