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摘要:悬架的K&C特性是整车操纵稳定性的重要组成部分,涉及悬架K特性的硬点优化是底盘系统开发中的关键环节。本文利用ADAMS对某MPV前悬架硬点进行硬点优化及仿真验证,同时对比宝骏730仿真结果,使用KC台架试验结果确认优化的有效性。
关键词:麦弗逊独立悬架;K&C特性;硬點优化
引言
根据公司在MPV市场的相关布局和规划,决定进行一款家用MPV车型开发。底盘平台计划在一款成熟的轿车平台上搭建,但因原平台前悬K特性不佳,故需对其硬点进行优化,以解决K特性方面存在的问题。
本文主要介绍的是如何根据整车参数,在原有车型麦弗逊悬架参数的基础上,针对原有特性问题,利用ADAMS/CAR进行建模仿真,对悬架硬点进行分析优化,确定新车型的悬架硬点参数并进行实车试验验证[1]。
1 麦弗逊前悬架模型建立
首先利用公司某轿车前悬作为原型(本文以下内容中简称B926),确定前悬架硬点初步信息,如表1所描述。
根据以上信息,利用ADAMS/Car中自带的麦弗逊悬架模型[2],通过硬点坐标的修改初步建立需待开发MPV车型(本文以下内容中简称M432)的前悬架模型,作为分析基础。模型如图1所示。
2 原型车前悬K特性分析
首先确认空载状态为分析基准状态[3]。通过动力学软件的同向轮跳和反向轮跳工况对原车硬点进行K分析,得出原车型前悬架K特性如表2所示。
经仿真运算,并根据经验值判断,B926前悬架主要存在如下问题:
(1)前束变化率过小;
(2)主销后倾角值过小;
(3)前后侧倾刚度的分配不合理,M432原车的前后悬侧倾刚度的分配比是1.37,有点小,可能会影响整车的转弯性能,因此需要优化前后侧倾刚度的分配。
3 硬点优化
针对B926前悬KC特性中存在的问题,利用ADAMS/car进行分析,并考虑布置提出的空间约束,通过三轮分析后确定M432前悬架硬点优化坐标如表3所示。
M432前悬架硬点优化后特性参数及对比竞品车宝骏730如表4所示。
优化后,原型车的主要问题得到有效规避:
(1)优化了前束变化率,可以改善轮胎磨损,油耗和转弯性能
(2)增大了主销后倾角,可以改善中间位置操纵,回正能力,直行能力和安全性
(3)通过增大横向稳定杆直径(由φ22mm增加至φ24mm),优化改善了前后侧倾刚度的分配,优化了操稳性能。
4.台架试验验证
将该MPV加载到孔辉KC试验台上,并按照试验规范进行KC仿真试验。
图5-7的KC台架试验结果表明,仿真可有效模拟车辆实际K特性。
5.结论
本文主要以某MPV车型项目为例,介绍利用ADAMS进行麦弗逊式前悬架的建模及硬点优化的方法。主要针对原型车前悬架K特性的不足,同时兼顾布置要求对主要硬点的坐标进行调整,优化K特性,通过仿真试验,验证优化方案的有效性。本文为该车型前悬架后续开发奠定架构基础。
参考文献:
[1]郭孔辉.汽车操纵动力学[M].长春;吉林科学技术出版社,1991.
[2]雯桑.车悬架运动学/弹性运动学ADAMS仿真分析[D],同济大学硕士学位论文,1999.5.
[3]张雁成,戴竣,侯宇,吴兆东.基于ADAMS的悬架硬点优化.CAD/CAM与制造业信息化,2013,12;86~89
[4]余志生.汽车理论[M].北京;北京机械工业出版社,2002.
[5]廖抒华,成传胜,张宝霞.基于ADAMS双横臂式独立悬架极大极小法的优化研究,农业装备与车辆工程,2010,NO.12
[6]许冰,王刚,黄晋,胡朝辉.麦弗逊悬架硬点位置K&C特性灵敏度研究,企业科技与发展,2013,第14期
[7]杨波,左曙光,覃霍,韩乐. 双横臂独立悬架导向机构硬点匹配设计,机械设计与制造,2010,第10期
[8]丁飞,韩旭,刘桂萍,赵亮,莫旭辉,周星星. 悬架导向机构硬点灵敏度分析及多目标优化设计,汽车工程,2010,(第32卷)第2期
作者简介:
袁苑,2012年毕业于合肥工业大学车辆工程专业,硕士学位,现为江淮汽车底盘工程师。
关键词:麦弗逊独立悬架;K&C特性;硬點优化
引言
根据公司在MPV市场的相关布局和规划,决定进行一款家用MPV车型开发。底盘平台计划在一款成熟的轿车平台上搭建,但因原平台前悬K特性不佳,故需对其硬点进行优化,以解决K特性方面存在的问题。
本文主要介绍的是如何根据整车参数,在原有车型麦弗逊悬架参数的基础上,针对原有特性问题,利用ADAMS/CAR进行建模仿真,对悬架硬点进行分析优化,确定新车型的悬架硬点参数并进行实车试验验证[1]。
1 麦弗逊前悬架模型建立
首先利用公司某轿车前悬作为原型(本文以下内容中简称B926),确定前悬架硬点初步信息,如表1所描述。
根据以上信息,利用ADAMS/Car中自带的麦弗逊悬架模型[2],通过硬点坐标的修改初步建立需待开发MPV车型(本文以下内容中简称M432)的前悬架模型,作为分析基础。模型如图1所示。
2 原型车前悬K特性分析
首先确认空载状态为分析基准状态[3]。通过动力学软件的同向轮跳和反向轮跳工况对原车硬点进行K分析,得出原车型前悬架K特性如表2所示。
经仿真运算,并根据经验值判断,B926前悬架主要存在如下问题:
(1)前束变化率过小;
(2)主销后倾角值过小;
(3)前后侧倾刚度的分配不合理,M432原车的前后悬侧倾刚度的分配比是1.37,有点小,可能会影响整车的转弯性能,因此需要优化前后侧倾刚度的分配。
3 硬点优化
针对B926前悬KC特性中存在的问题,利用ADAMS/car进行分析,并考虑布置提出的空间约束,通过三轮分析后确定M432前悬架硬点优化坐标如表3所示。
M432前悬架硬点优化后特性参数及对比竞品车宝骏730如表4所示。
优化后,原型车的主要问题得到有效规避:
(1)优化了前束变化率,可以改善轮胎磨损,油耗和转弯性能
(2)增大了主销后倾角,可以改善中间位置操纵,回正能力,直行能力和安全性
(3)通过增大横向稳定杆直径(由φ22mm增加至φ24mm),优化改善了前后侧倾刚度的分配,优化了操稳性能。
4.台架试验验证
将该MPV加载到孔辉KC试验台上,并按照试验规范进行KC仿真试验。
图5-7的KC台架试验结果表明,仿真可有效模拟车辆实际K特性。
5.结论
本文主要以某MPV车型项目为例,介绍利用ADAMS进行麦弗逊式前悬架的建模及硬点优化的方法。主要针对原型车前悬架K特性的不足,同时兼顾布置要求对主要硬点的坐标进行调整,优化K特性,通过仿真试验,验证优化方案的有效性。本文为该车型前悬架后续开发奠定架构基础。
参考文献:
[1]郭孔辉.汽车操纵动力学[M].长春;吉林科学技术出版社,1991.
[2]雯桑.车悬架运动学/弹性运动学ADAMS仿真分析[D],同济大学硕士学位论文,1999.5.
[3]张雁成,戴竣,侯宇,吴兆东.基于ADAMS的悬架硬点优化.CAD/CAM与制造业信息化,2013,12;86~89
[4]余志生.汽车理论[M].北京;北京机械工业出版社,2002.
[5]廖抒华,成传胜,张宝霞.基于ADAMS双横臂式独立悬架极大极小法的优化研究,农业装备与车辆工程,2010,NO.12
[6]许冰,王刚,黄晋,胡朝辉.麦弗逊悬架硬点位置K&C特性灵敏度研究,企业科技与发展,2013,第14期
[7]杨波,左曙光,覃霍,韩乐. 双横臂独立悬架导向机构硬点匹配设计,机械设计与制造,2010,第10期
[8]丁飞,韩旭,刘桂萍,赵亮,莫旭辉,周星星. 悬架导向机构硬点灵敏度分析及多目标优化设计,汽车工程,2010,(第32卷)第2期
作者简介:
袁苑,2012年毕业于合肥工业大学车辆工程专业,硕士学位,现为江淮汽车底盘工程师。