基于adams/view的重型越野车横向稳定杆设计

李志栋

摘 要：针对某双横臂式独立悬架K&C特性已初步确定的重型越野车，校核其侧倾角刚度，并对该车前桥横向稳定杆进行设计计算。随后利用adams/view对整车的操纵稳定性进行仿真分析和实车试验验证。研究表明，试验与仿真结果相一致，与设计要求相符，表明该横向稳定杆的设计合理。基于仿真方法进行整车操纵稳定性分析对以后的设计有着重要的指导意义。

关键词：重型越野车;横向稳定杆;Adams/view;操纵稳定性

中图分类号：U469.3  文献标识码：B  文章编号：1671-7988（2019）04-117-04

前言

在重型越野车悬架设计过程中，为保证成员的舒适性，前悬架的设计较“软”，一般会引发垂直刚度和侧倾角刚度减小等问题，进而导致车身转弯时的侧倾角Φ_r较正常情况下偏大;同时，为满足整车载荷特性的实际需求，重型越野车的后桥刚度大于前桥，因此，后桥侧倾角刚度和轮胎侧偏角也均比前桥大，一定程度上增加了转弯时整车过多转向的可能。基于此，为减小车辆转弯时的侧倾角，有效实现转弯时的不足转向，在不改变悬架弹性元件的前提下，需要在前悬架中匹配合适的横向稳定杆。

本文所研究的重型越野車为8*8全驱，前后均为参数相同的双横臂式独立悬架，悬架K&C特性已在前期计算中得到。

1 悬架侧倾角刚度分析校核

一般地，当侧向惯性力是整车重量的0.4倍时，要求乘用车的车身侧倾角设计在2.5°～4°之间，而货车则在6°～7°之间^[1]。

1.1 车厢的侧倾轴线

车厢侧倾轴线是指车厢相对地面转动时的瞬时轴线。其特点在于，该轴线通过车厢在前、后轴处横断面上的侧倾中心，而侧倾中心的位置与悬架导向机构相关，详见图1。

2 操纵稳定性试验分析

2.1 稳态转向特性仿真分析

根据后续仿真分析的需求，对整车模型进行如下简化，具体仿真模型如图3所示。

利用ADAMS/View软件进行车辆的稳态回转试验，其整车模型在满载时的稳态转向运动轨迹如图4所示，转弯半径比值R/R₀与侧向加速度的关系曲线见图5，车身侧倾角与侧向加速度的变化曲线见图6。由图可知，汽车的转弯半径随速度的增大呈上升趋势，半径比值随侧向加速度的增加而变大，当侧向加速度大于3.5m/s²时，不足转向变化率增大。表明该车的转向特性明显不足。

由图6可见，车身侧倾角与侧向加速度呈正相关，在侧倾加速度达到4m/s²时，侧倾角为2.58°，此时，横向稳定杆的扭转刚度满足使用要求。

2.2 稳态转向特性实车试验

根据前面匹配计算的结果，在整车前悬架加装横向稳定杆，并根据国标GB/T 6323-2014《汽车操纵稳定性试验方法》和QC/T 480-1999《汽车操纵稳定性指标限值与评价方法》，在某汽车试验场进行了稳态转向试验，实验结果如表1所示：

由表中数据可以看出整车的不足转向度为正，表明车辆的转向特性不足，车身的侧倾角度小于2.6°，满足设计要求。

3 结论

在重型越野车悬架特性已确定的情况下，对悬架侧倾角刚度进行分析校核，依据校核结果对前两桥横向稳定杆进行匹配计算，在adams/view中建立整车动力学分析模型，对稳态转向特性进行仿真分析，并进行了实车试验。实车试验数据满足设计要求并且与仿真结果基本一致，表明横向稳定杆的设计匹配合理，整车操纵稳定性仿真的方法能为以后的设计工作提供借鉴。

参考文献

[1] 王望予等，汽车设计（第4版）[M]，机械工业出版社，2017.10.

[2] 刘惟信等，汽车设计[M]，清华大学出版社，2000.10.

[3] 余志生等，汽车理论（第5版）[M]，机械工业出版社，2017.10.

[4] GB/T6323，汽车操纵稳定性试验方法[S]，2014.

[5] QC/T 480，汽车操纵稳定性指标限值与评价方法[S]，1999.