新型消扭悬架车辆的消扭能力及接地性仿真术.PDF

华 南 理 工 大学 学 报 (自然 科 学版 ) 第37卷 第 7期 JournalofSouthChinaUniversityofTechnology (NaturalScienceEdition) Vol_37 NO．7 2009年7月 July 2009 文章编号：1000-565X(2009)07—0069．05 新型消扭悬架车辆的消扭能力及接地性仿真术 童伟 郭孔辉 黄向东 (1．华南理工大学 机械与汽车工程学院，广东 广州 510640；2．吉林大学 汽车动态模拟国家重点实验室 ，吉林 长春 130025； 3．广州汽车集团汽车工程研究院，广东 广州510640) 摘 要：在崎岖路面上行驶的车辆由于轮荷的不均匀性，车身承受着较大的扭转荷载．为 减小扭转荷载，文中提出了一种新型消扭悬架结构，通过建立简单的数学模型介绍了其消 扭原理，并利用多体动力学仿真软件ADAMS建立 了装备有该消扭悬架的车辆模型，在不 同的车辆行驶速度下对其消扭能力和接地性能进行了仿真．结果表明，在车辆低速行驶条 件下，该消扭悬架减小车身扭转荷载的效果较为明显，车辆的接地性能比常规悬架有较大 提 高． 关键词：消扭悬架；ADAMS；扭转荷载；接地性 中图分类号：U463．33 文献标识码：A 常规的车辆四轮悬架是独立或部分独立的，这 架弹簧的变形量发生变化． 样车辆在崎岖路面行驶时，路面的不平度输入会对 车身产生附加垂向力，使车辆四轮上的负荷变得不 均匀，这种不均匀的负荷将对车身产生扭矩，使车身 12 产生较大的扭转变形，当某轮的垂直荷载增加到很 大时，可能会导致车架的强度不足而破坏，车轮负荷 的不均匀性会使地面对车轮的附着力减小，使车辆 的接地性能变坏．文中所研究的新型消扭悬架就是 图 1 消扭悬架结构原理图 Fig．1 Structureprincipleoftorsion—eliminatedsuspension 将四轮悬架通过一定的方式耦合起来，减小路面对 扭输入对车辆的影响． 图2所示为消扭悬架物理模型，模型中i=1，2， 3，4，分别代表右前、左前、右后、左后轮 4个悬架， 1 悬架消扭原理 m 为第 i轮的簧上质量；m 为第 i车轮的质量；Ki 图1为前纵扭杆后板簧的消扭悬架结构原理 为弹簧的刚度系数；C。为减振器的阻尼系数；K 为 图H]，力臂 1与前轮联结，承受前轮负荷，扭杆弹簧 车轮的刚度系数；z 、z z分别为第 i轮上的路面 2支承在车架 3上，扭杆弹簧的末端与换向臂4固 输入垂向的位移、第 i轮车轮的垂向的位移、第 i轮 接 ，左右换向臂4的一端通过平衡杆 5相联结，另一 处车身垂向的位移．由于弹簧的上端点受其他三轮 端通过杆 7、换向臂6、纵 向平衡杆 8、换 向臂 9与后 悬架运动的影响使 z改变 △z ，AZ 的大小和方 向 板簧 13前卷耳铰接，换向臂9通过拉杆 10、换向臂 取决于其他三轮的路面垂 向输入的大小以及连接转 11、吊耳 12与后板簧的后端铰接，构成消扭悬架系 臂和杆件的结构．耦合的效果等同于将其他三轮的 统．各杆和换向臂将四轮悬架耦合起来，使得各轮悬