仁春林，劉練

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某直縱梁輕型卡車行駛發(fā)飄問題淺析

仁春林，劉練

（安徽江淮汽車集團股份有限公司，安徽 合肥 230601）

文章通過理論校核和試驗驗證等對某直縱梁輕型卡車行駛發(fā)飄問題進行分析，以懸架為出發(fā)點，通過匹配不同型號的鋼板彈簧，以及鋼板彈簧采用不同的布置方式等，研究鋼板彈簧設(shè)計參數(shù)、布置方式對整車行駛發(fā)飄的影響，從中選取最優(yōu)方案應(yīng)用于產(chǎn)品。旨在優(yōu)化整車操縱穩(wěn)定性，提升駕駛體驗。

輕卡；懸架；行駛發(fā)飄；操縱穩(wěn)定

引言

汽車的操縱穩(wěn)定性是指汽車操縱性和穩(wěn)定性的綜合特性。操縱性是汽車及時而準(zhǔn)確地執(zhí)行駕駛員轉(zhuǎn)向指令的能力。穩(wěn)定性是汽車在行駛過程中，受到外界干擾后維持或迅速恢復(fù)原來運動狀態(tài)的能力。操縱穩(wěn)定性既反映汽車的實際行跡與駕駛員主觀意圖在時間上和空間上的吻合程度，又反映汽車運行的穩(wěn)定程度。[1]

影響汽車操縱穩(wěn)定性有諸多因素，其中，懸架系統(tǒng)對其影響亦較大。對于輕型卡車，一般采用縱置式鋼板彈簧懸架，板簧的剛度、撓度等參數(shù)，以及板簧的懸掛布置方式等，直接影響整車質(zhì)心高度、主銷傾角、整車姿態(tài)角等，從而影響操縱穩(wěn)定性。汽車的操縱穩(wěn)定性，直接影響著駕駛員的主觀駕駛體驗。產(chǎn)品設(shè)計時，旨在產(chǎn)品具有良好的操縱穩(wěn)定性。

某輕型卡車接到道路試驗及部分市場反饋，車輛行駛時車身的側(cè)傾較小，路感不強；轉(zhuǎn)向回正很差，駕駛感受較差；定圓試驗時，車輛是不足轉(zhuǎn)向，但是繞遠試驗時，車輛向外側(cè)的偏移量較小，總體感覺車輛行駛發(fā)飄。

本文通過對比不同設(shè)計參數(shù)的板簧以及不同布置方式的板簧懸架，分析懸架系統(tǒng)對行駛發(fā)飄和操穩(wěn)的影響。

操縱穩(wěn)定性的品質(zhì)評價包括轉(zhuǎn)向輕便性、行駛時路感、轉(zhuǎn)向操縱靈敏性、抗外力干擾能力及受干擾后的反應(yīng)、急轉(zhuǎn)和行駛過程中的安全穩(wěn)定性等，這些均屬汽車品質(zhì)特性的感覺評價。目前，汽車操縱穩(wěn)定性評價執(zhí)行的國家標(biāo)準(zhǔn)是QC/T 480-1999《汽車操縱穩(wěn)定性指標(biāo)限值與評價方法》，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)可進行穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)向回正性、轉(zhuǎn)向輕便性、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角階躍輸入瞬態(tài)響應(yīng)、轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角脈沖輸入瞬態(tài)響應(yīng)和蛇形等共6項試驗評價。[2]本文主要評價轉(zhuǎn)向回正性和穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)。

1 方案建立并作理論計算

選定具有行駛發(fā)飄故障特性的某直縱梁輕型卡車，作為驗證對象。

對故障車進行操縱穩(wěn)定性試驗評價，試驗結(jié)果如下：

穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)：

圖1 （故障車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗值）

轉(zhuǎn)向回正：

圖2 （故障車轉(zhuǎn)向回正試驗值）

從試驗結(jié)果來看，故障車輛中性轉(zhuǎn)向點的側(cè)向加速度得分較低，殘留橫擺角速度右轉(zhuǎn)時得分也未達到60。

擬定方案：

根據(jù)故障車試驗結(jié)果，結(jié)合故障車主銷傾角、整車姿態(tài)角等參數(shù)，優(yōu)化前后懸架參數(shù)，擬定三種整改方案進行對比分析。

方案一：該車狀態(tài)為在故障原型車基礎(chǔ)上降低后懸架鋼板彈簧剛度（原后懸架鋼板彈簧剛度為1387N/mm），設(shè)為原型車，作為參照。

方案二：在方案一的基礎(chǔ)上降低前簧剛度，增大前軸的軸轉(zhuǎn)向角度，減小整車的軸轉(zhuǎn)向角度差，提高整車的中性轉(zhuǎn)向點側(cè)向加速度。

表1

方案三：調(diào)整后簧布置，降低整車高度，減小滿載姿態(tài)角，該方案的布置實施后，整車的不足轉(zhuǎn)向度會再加上后懸架的偏移角度，提升整車的不足轉(zhuǎn)向。

三種方案的懸架設(shè)計計算參數(shù)見表1。

三種方案的前懸架布置方式相同，后懸架鋼板彈簧的布置方式如圖3、圖4所示。

圖3 （方案一、二后懸架布置方式）

圖4 （方案三后懸架布置方式）

2 試驗驗證

按照擬定的設(shè)計方案，裝配三臺試驗車在同一試驗場依次進行性能試驗。

試驗結(jié)果見圖5至圖10。

穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)：

圖5 （方案一）

圖6 （方案二）

圖7 （方案三）

轉(zhuǎn)向回正：

圖8 （方案一）

圖9 （方案二）

圖10 （方案三）

3 結(jié)果分析

根據(jù)試驗結(jié)果分析可知，對于轉(zhuǎn)向回正，三種試驗方案左轉(zhuǎn)殘余橫擺角速度表現(xiàn)均較大，右轉(zhuǎn)殘余橫擺角速度表現(xiàn)均較好，駕駛員撒手后轉(zhuǎn)向盤響應(yīng)速度均表現(xiàn)較好，三種試驗方案轉(zhuǎn)向回正性能均較好且無明顯差異。對于穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)，三種試驗方案均具有典型的不足轉(zhuǎn)向特性，不存在中性轉(zhuǎn)向點，左、右轉(zhuǎn)不足轉(zhuǎn)向度均表現(xiàn)良好，方案二左、右轉(zhuǎn)不足轉(zhuǎn)向度較方案一無明顯變化，方案三左、右轉(zhuǎn)不足轉(zhuǎn)向度較方案一和方案二有明顯變大，且更理想；整車車身側(cè)傾均表現(xiàn)較大，三種試驗方案無明顯差異。

結(jié)合三種方案懸架參數(shù)及布置方式，對比故障車輛懸架參數(shù)及布置方式，可以看出：

方案一相對于故障車輛，后懸架鋼板彈簧剛度修改，主簧剛度降低82N/mm，主+副剛度降低501N/mm，滿載整車姿態(tài)角減小0.29°，轉(zhuǎn)向回正及穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)性能提升，表現(xiàn)良好。

方案二在方案一的基礎(chǔ)上前簧剛度降低30N/mm，弧高增加10mm，滿載前軸的軸轉(zhuǎn)向角度增加至0.12°，整車姿態(tài)角與方案一基本一致，從試驗結(jié)果看，穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)向回正性能表現(xiàn)良好，但與方案一相比無明顯變化。

方案三前后懸架參數(shù)與方案一一致，變更后懸架板簧布置方式，降低后輪心高度，相對于方案一、二，滿載整車姿態(tài)角減小0.35°左右，不足轉(zhuǎn)向度進一步提升，轉(zhuǎn)向回正無明顯變化。

4 總結(jié)

三種方案均為以懸架為切入點，通過改變板簧剛度、弧高，以及布置方式等，從而改變整車姿態(tài)角、側(cè)傾剛度、轉(zhuǎn)向主銷后傾角、前后軸側(cè)偏角等參數(shù)，淺析懸架系統(tǒng)對操縱穩(wěn)定性的影響。由結(jié)果分析可見，方案一減小后鋼板彈簧剛度，后懸架撓度增加，滿載整車姿態(tài)角減小，整車質(zhì)心相對于故障車降低。方案二在減小后鋼板彈簧的基礎(chǔ)上，再降低前鋼板彈簧剛度，增加其弧高，以適當(dāng)增加前軸的軸轉(zhuǎn)向角，整車質(zhì)心基本不變，提高整車的中性轉(zhuǎn)向點側(cè)向加速度。方案三在方案一的基礎(chǔ)上，變更后板簧布置方式，進一步減小整車姿態(tài)角，降低整車質(zhì)心。

三種方案在穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)及轉(zhuǎn)向回正方面均有明顯改善，方案三不足轉(zhuǎn)向度表現(xiàn)明顯大于方案一和方案二，與客觀試驗結(jié)果一致；三種方案的車身側(cè)傾表現(xiàn)均較大，其中方案二側(cè)傾感覺最大（與客觀試驗結(jié)果有偏差，可能是由于陀螺儀固定位置有關(guān)）；三種方案60km/h車速下等速百米跑偏均為輕微向左跑偏，在該車速下直線行駛時，前輪輪跳明顯，無法快速準(zhǔn)確的確認該車的中間位置，導(dǎo)致車輛感覺有發(fā)飄的現(xiàn)象。

結(jié)果表明，適當(dāng)減小整車姿態(tài)角（在設(shè)計值范圍內(nèi)），降低整車質(zhì)心，以及適當(dāng)增加軸轉(zhuǎn)向角，可有效提升整車操縱穩(wěn)定性。

[1] 馬廣文.交通大辭典.[M]上海交通大學(xué)出版社,2005,（01）.

[2] 陳振日.對汽車操縱穩(wěn)定性現(xiàn)行評價指標(biāo)的分析與建議.[M]汽車技術(shù),2006,（9）.

The Comparative Analysis between unstable driving of a Light Truck

Ren Chunlin, Liu Lian

( Anhui Jianghuai Automobile Group Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )

This paper use theoretical check and test verification to analyse unstable driving of a light truck, according to the suspension system, using different types of leaf springs,and arranging leaf springs in different ways.Study the effect of spring design parameters and spring arrangement on unstable driving. In order to optimize the handling stability of the light truck, improve driving experience.

Light Truck; Suspension system; Unstable driving; Handling stability

B

1671-7988(2018)16-107-03

U467

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1671-7988(2018)16-107-03

CLC NO.: U467

仁春林，就職于安徽江淮汽車集團股份有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.16.038