关于汽车悬架刚度对平顺性的影响及作用

李磊　秦立友

摘 要：随着汽车产业的迅速发展和汽车的普及，人们对汽车质量的要求不断提高，在选购汽车时，在保障安全的基础上，汽车行驶的平顺性也成为影响购买行为的重要影响因素。通过大量的实验研究发现，汽车的平顺性和其悬架刚度具有一定的联系。为了探讨汽车悬架刚度对平顺性的具体影响，选择合适的悬架刚度，提高平顺性，本文首先分析了影响平顺性的相关因素，然后建立了动力学模型对二者之间的关联性进行了虚拟仿真实验，并得出了具体的结论。

关键词：汽车悬架刚度；平顺性；影响；作用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.08.184

0 引言

目前，汽车的普及极大地带动了相关的学术研究，对汽车平顺性的研究并不是一个新鲜的研究课题。而且，随着虚拟实验和随机路面等科学技术的进步以及 研究方式的改良，使得汽车平顺性研究的操作性增加，相关软件及其模块的应用，也简化了研究的流程，更加快捷直接。本文以某型号小汽车为例，在ADAMS/Car模块的基础上建立了汽车的整体仿真模型，通过保持其他影响因素不变的基础上，改变汽车悬架的刚度来获取不同刚度下的平顺性仿真曲线，经过对比和计算之后，得出该车型平顺性的最佳悬架刚度。

1 影响汽车平顺性的相关因素

总结国内外已有的研究成果可知，行驶路面的平整度、驾驶速度、悬架刚度的阻力参数、悬架刚度、车身总重量、轮胎的激励参数和振动系统等因素都会对汽车的平顺性产生影响。

在上述多种因素的影响下，导致对平顺性的评价方式多样化。本文主要选择加权加速度均方根值方法作为评价方法，这也是应用范围较广的一种评价方式。这种方法的具体方法为：将X（横坐标方向）、Y（纵坐标方向）和Z（垂直方向）上的加速度进行加权计算，其计算公式为：

2 建立动力学模型

（1）前后悬架模型 本次研究采用麦弗逊式的独立前悬架。同时，后悬架采用多连杆独立悬架。

（2）轮胎模型 汽车的平顺性会受到轮胎类型以及轮胎和地面阻力的很大影响，所以我们在利用ADAMS/Car动力学软件对平顺性进行仿真实验时，主要选择的是其中自带的耐久型轮胎模型，并不是操纵性的轮胎。做出这种选择的主要原因是，仿真试验对频率提出了很高的要求，而且实验需要耗费较长的时间，所以随机的路面和行驶速度对轮胎的操纵性要求并不高。

（3）随机路面模型 根据国家标准，在对整个汽车进行随机仿真实验时，时间应控制在5秒。实验采用的随机路面为B级的沥青路面，输出频率参数为200赫兹，测验的行驶速度为40～100km/h。通常我们取其均值，选择70km/h畸形匀速行驶。

3 仿真测试及其结果分析

保持其他参数不变，我们获得了悬架刚度为20N/mm时，这个汽车的质量中心在X、Y和Z3个方向上的加速度曲线，随后，我们对悬架刚度参数为30N/mm、40N/mm时的加速度曲线进行了相同分析，通过对比分析得出如下结果，具体见下表2。

4 结束语

综上所述，本文的研究应用了ADAMS/Car这一多体动力学软件，利用其中相关的模块，对汽车中的前悬架、后悬架、轮胎和转向等系统，构建了一个整车模型，对汽车在各种路面的行驶情况进行了虚拟仿真测试，然后结合汽车模型对其平顺性开展了仿真实验，得到了具体的数据。在保持路面情况、轮胎、载重以及悬架阻力等参数不变的基础上，只调节悬架的刚度测试，对汽车的平顺性进行了对比，得出了汽车悬架刚度对平顺性产生的具体影響和作用，认为选择合适的汽车悬架刚度是保障平顺性的重要基础。

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