張俊來(lái)

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

淺析某車(chē)型懸架系統(tǒng)平順性

張俊來(lái)

（安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章通過(guò)對(duì)比競(jìng)品車(chē)型，設(shè)定懸架系統(tǒng)平順性目標(biāo)值。對(duì)該目標(biāo)值進(jìn)行CAE模型分析，得出性能趨勢(shì)曲線。最終通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證對(duì)比的手段，證明懸架系統(tǒng)平順性設(shè)計(jì)達(dá)標(biāo)。

平順性；懸架；目標(biāo)值；試驗(yàn)驗(yàn)證

CLC NO.: U461.4 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)19-140-03

前言

平順性能屬于汽車(chē)眾多性能中的一種性能，其開(kāi)發(fā)思路與整車(chē)其他性能開(kāi)發(fā)的思路基本一致。但是當(dāng)前國(guó)內(nèi)在平順性方面的目標(biāo)，主要是整車(chē)主觀評(píng)價(jià)性能目標(biāo)，全面系統(tǒng)的平順性能客觀目標(biāo)充分分解至各個(gè)部件[1]。本文以某SUV車(chē)型為例，對(duì)其懸架系統(tǒng)的平順性能進(jìn)行分析。

1 懸架系統(tǒng)性能幾何參數(shù)[2]

該車(chē)是公司乘用車(chē)二代產(chǎn)品中的某款車(chē)型，是公司一款正向設(shè)計(jì)輸入的SUV車(chē)。

定位于家用多功能小型SUV車(chē)，具有MPV大空間、SUV操縱性、SUV車(chē)舒適性的特點(diǎn)，與城市型SUV、家用MPV形成家用多功能車(chē)系列，豐富產(chǎn)品類(lèi)型，填補(bǔ)公司乘用車(chē)跨界車(chē)的空白，其平順性參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 平順性參數(shù)

2 平順性理論分析模型

建模與仿真技術(shù)和高性能計(jì)算機(jī)一起，已成為繼理論研究、實(shí)驗(yàn)研究之后人們認(rèn)識(shí)世界的第三種科學(xué)研究方法[5]。因此，對(duì)汽車(chē)這一系統(tǒng)進(jìn)行模型簡(jiǎn)化，開(kāi)展振動(dòng)分析，是理解汽車(chē)平順性的一個(gè)關(guān)鍵。

對(duì)于汽車(chē)基本的平順性能分析求解來(lái)說(shuō)，最簡(jiǎn)化的是四自由度模型[4]和兩自由度模型，如圖1所示。

圖1 平順性四自由度模型

圖2 平順性?xún)勺杂啥饶Ｐ?/p>

根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律，即可導(dǎo)出二自由度模型的運(yùn)動(dòng)方程[3]，其表達(dá)式如下：

K是懸架剛度；Kt是輪胎等效剛度；C是阻尼系數(shù)，q是輸入的路面不平度函數(shù)，Z1和Z2分別為車(chē)輪與車(chē)身的垂直位移坐標(biāo)，m1為簧下質(zhì)量，m2為簧上質(zhì)量。

無(wú)阻尼自由振動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)方程變成：

計(jì)算得出車(chē)身質(zhì)量和車(chē)輪質(zhì)量的固有圓頻率分別為：

ω0和ωt定義為雙質(zhì)量系統(tǒng)中，當(dāng)只有單獨(dú)一個(gè)質(zhì)量振動(dòng)時(shí)的部分頻率，即偏頻。

理論分析中，由于汽車(chē)簧上質(zhì)量和簧下質(zhì)量各自的共振頻率的區(qū)別，汽車(chē)振動(dòng)可以分為一階車(chē)身型振動(dòng)和二階車(chē)輪型振動(dòng)。

通過(guò)以上模型，使用汽車(chē)動(dòng)力學(xué)中常用的仿真軟件Adams對(duì)樣車(chē)進(jìn)行CAE仿真，得出外傾角、后傾角和輪距變化跟同向輪跳時(shí)變化趨勢(shì)，如圖3-圖6所示。

圖3 主銷(xiāo)后傾角與輪心位移關(guān)系曲線

圖4 外傾角與輪心位移關(guān)系曲線

圖5 外傾角與輪心位移關(guān)系曲線

圖6 前束角與輪心位移關(guān)系曲線

3 平順性試驗(yàn)

測(cè)量平順性，在40~120km/h車(chē)速下對(duì)前后排整車(chē)前排駕駛員和后排乘客座椅做平順性測(cè)量。

1）平順性試驗(yàn)（滿載），平順性性能測(cè)量表，如表2所示。

表2 平順性性能測(cè)量表

駕駛員座椅平順性，如圖7所示，后排左側(cè)座椅平順性，如圖8所示。

圖7 駕駛員座椅平順性

圖8 后排左側(cè)座椅平順性

測(cè)量結(jié)果：前后排仿真皮座椅的平順性數(shù)據(jù)均小于設(shè)計(jì)值，符合設(shè)計(jì)要求。

2）平順性與競(jìng)品標(biāo)桿車(chē)對(duì)比，如表3所示。 整車(chē)平順性試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)量，平順性數(shù)據(jù)均小于設(shè)計(jì)值，與標(biāo)桿競(jìng)品相當(dāng)。

4 結(jié)語(yǔ)

文章闡述了汽車(chē)平順性能模型的分解以及對(duì)二自由度模型的計(jì)算方法，通過(guò)汽車(chē)動(dòng)力學(xué)中常用的仿真軟件Adams對(duì)樣車(chē)進(jìn)行CAE仿真，分析汽車(chē)懸架系統(tǒng)平順性能，通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)一步驗(yàn)證懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)平順性參數(shù)是否滿足要求，同時(shí)和競(jìng)品及標(biāo)桿車(chē)進(jìn)行比較，確認(rèn)方案可行性。

表3 平順性與競(jìng)品標(biāo)桿車(chē)對(duì)比

[1] 余志生. 汽車(chē)?yán)碚揫M].（第四版）.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.

[2] 喻凡,林逸.汽車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)[M].機(jī)械工業(yè)出版社,2005.

[3] 安部正人[著],陳幸波[譯].汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)與操縱[M]北京工業(yè)出版社,1998.

[4] 張志飛,徐中明,賀巖松.汽車(chē)平順性客觀評(píng)價(jià)方法[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào).

[5] 杜子學(xué).基于乘用車(chē)型平順性分析的新指標(biāo)[J].西南交通大學(xué)學(xué)報(bào).

Analysis on the Ride Comfort of a Vehicle Suspension System

Zhang Junlai
( Anhui jianghuai automobile group co., LTD., Anhui Hefei 230601 )

In this paper, by comparing the competitive model,set the suspension system ride comfort target value.CAE was analyzed for the target, and the performance trend curve was obtained. Finally, through the experimental verification of the means to prove that the suspension system ride comfort design standards.

Ride comfort; suspension; target value; experimental verification

U461.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988 (2017)19-140-03

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.19.047

張俊來(lái)，就職于安徽江淮汽車(chē)集團(tuán)股份有限公司。