某轿跑SUV提升转向响应的硬点优化仿真与验证

林欢　景华斌　许春　欧阳结新　陈诚　王哲

摘 要：针对某SUV车型的前悬架响应慢，进行了前悬架的仿真优化分析，通过抬高转向器安装硬点位置可以优化前悬架侧倾转向和平跳转向的特性，减小不足转向度，提升整车响应特性，然后进行客观测试来对比指标变化，最后得出结论通过加高转向器安装硬点可以提升整车转向响应。

关键词：转向响应;硬点优化;K&C特性;操纵稳定性

中图分类号：U463.33  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）03-109-04

前言

汽车瞬态特性是指，现在社会对汽车驾驶性能要求越来越高，较好的操纵稳定性是汽车底盘性能的重要体现，现在我司针对一款前麦弗逊后多连杆悬架样车进行转向响应优化提升，验证转向器安装硬点变化后对整车横摆响应和转向灵敏度的特性影响。找到转向器安装硬点参数对麦弗逊前悬架整车转向响应能指标的影响变化，为后期整车操控性能指标的开发提供依据。

1 Adams/car理论分析计算指标结果对比

1.1 Adams/car动力学建模原理

Adams模型建立原理依据拉格朗日方法建立多刚体方程基础模型，其中Adams/car进行悬架和整车模型建立原理与实际车辆的各个系统相同[1]。本文参考三维数模的硬点位置和各个零部件的连接方式，在Adams/car模块中建立前、后悬架、转向系和轮胎等虚拟样机模型，并且利用路面等约束条件创建整车的刚体虚拟模型[2]。

1.2 悬架K&C仿真结果对比

建立前后悬架的模型，进行悬架模型标定，通过转向器和副车架之间增加垫片如图1，可实现转向器安装点z向太高的效果，分别增加2mm和4mm的垫片，针对转向器安装硬点z方向+4mm方案、+2mm方案和基础方案开展悬架K&C试验，模拟轮跳试验及侧倾试验加载工况。

对悬架的K&C特性指标进行对比，如下表一针对其它变化较小的指标未在表中列举。

主要K&C指标变化曲线，如下图2-4所示。

1.3 整车操纵稳定性仿真结果对比

建立整车的模型后，完成整车模型标定，针对转向器安装硬点z方向+4mm方案、+2mm方案和基础方案开展整车操纵稳定性仿真试验，包括角阶跃试验、中心区转向试验及H—G试验工况，进行各项试验指标对比，如下表2。对于变化较小的指标未在表中列举。

主要操纵稳定性指标变化曲线如下图5-7所示。

2 客观测试结果对比分析

2.1 试验方法

悬架的K&C试验采用ABD的KC试验台的标准工况进行试验，进行平跳试验和侧倾试验[3]，主要验证前束变化和外倾变化规律。

整车的操纵稳定性的中心区转向采用国家标准GBT 6323 -2014开展，H—G试验采用企业标准SY-VA00-D-21021开展。

2.2 试验方案

通过在副车架和转向器之间增加垫片的方法实现硬点z向抬高，针对转向器安装硬点z方向+2mm方案和基础方案开展悬架K&C试验和整车操纵稳定性的中心区试验、H—G试验结果对比。由于转向器安装硬点z方向+4mm方案实车出现干涉现象，未开展试验。

2.3 试验结果

2.3.1 K&C试验对比

各个主要指标曲线变化具体如图8-13所示。

2.3.2 整车操纵稳定性试验结果对比

整车操纵稳定性试验结果主要结果如下表4所示。

各个主要指标曲线变化具体如下图14-19所示。

（1）角阶跃试验

3 结论

通過转向器安装硬点加高的方案，对悬架的K&C平跳和侧倾工况的前束、外倾指标变化对比，操纵稳定性客观试验角阶跃横摆角速度响应、中心区转向试验的横摆角速度增益和H-G试验的转向灵敏度指标变化对比，发现转向器安装硬点加高2mm后，对整车的转向响应特性得到较好的提升，转向操纵性更加精准，可作为麦弗逊前悬架优化转向响应的参考依据。

参考文献

[1] 李广，刘芳，檀润华等.引入悬架K&C特性参数的汽车操纵稳定性数学模型[J].中国机械工程.2018（11）.

[2] 喻凡，林逸.汽车系统动力学[M].北京：机械工业出版社，2005.

[3] 孙海洋.基于整车操纵稳定性的悬架K&C特性指标分析研究[D].吉林大学，2012.