基于ADAMS的汽车悬架

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摘 要：悬架―转向系统是影响车辆动态特性最为关键的子系统,其中悬架定位参数将直接影响着整车的操纵动特性,影响悬架定位参数的设计因数有系统中的关键点坐标和系统中存在的大量弹性衬套的刚度.本文利用ADAMs对汽车悬架转向系统进行仿真模拟,为悬架系统的优化提供一定的参考.

关 键 词：ADAMs　汽车悬架　汽车转向　模型　仿真

1.引言

悬架是现代汽车上的重要总成之一.它把车架与车轮弹性地连接起来.其主要任务是传递作用在车架与车轮之间的一切力和力矩,以保证汽车良好的行驶平顺性和操纵稳定性

悬架―转向系统是影响车辆动态特性最为关键的子系统,其中悬架定位参数将直接影响着整车的操纵动特性,影响悬架定位参数的设计因数可以分为两类一类是系统中的关键点坐标,另一类是系统中存在的大量弹性衬套的刚度.由于设计参数的数量巨大,而且各个参数对定位参数的影响大小也存在很大区别,因而对设计参数进行灵敏度分析就十分关键.

2.模型的建立

前悬架系统为麦克弗逊悬架,包含转向节、下摆臂、转向拉杆、副车架、阻尼器、悬架弹簧、驱动轴等部件,并包含大量弹性连接衬套,减振器中包含橡胶限位器.模型中考虑了所有约束以及相应的弹簧、阻尼器、衬套等力元连接.

转向系统为齿轮一齿条转向系统,包含方向盘、转向柱、转向中间轴、转向传动轴、小齿轮、齿条、齿条固定外壳等部件.并包含齿条固定外壳与车身5的弹性连接衬套,转向传动轴与小齿轮间的弹性衬套.模型中考虑了所有约束以及相应的弹簧、衬套以及转向助力等力元连接(如图1所示).

后悬架为多连杆悬架系统,包含转向节、上摆臂、副车架、阻尼器、悬架弹簧、转向节臂、侧向拉杆等部件,并包含大量弹性连接衬套,减振器中包含橡胶限位器.模型中考虑了所有约束以及相应的弹簧、阻尼器、衬套等力元连接(如图2所示).

各刚体间的约束关系如表1所示

表1各刚体的约束关系表

3.仿真结果

针对已建立好的虚拟样车系统,利用已有的实车试验结果对模型的正确性、精确度进行了对比验证.同时利用两个实车试验进行了模型的验证,悬架跳动试验、转向试验验证了悬架、转向关键子系统模型的正确性,以下是仿真模型试验与实车试验的对比验证分析结果.

实车试验进行了空载和满载工况下车轮定位参数的测量,包括前轮前束、前轮外倾角、前悬架主销后倾角、前悬架主销内倾角、后轮前束、后轮外倾角,以及转向内外轮最大转向角等.

表2所示为实车悬架、转向测量值与仿真计算值(括号内值为仿真结果).

表2实车悬架、转向测量值与仿真计算值

4.结语

本文利用ADAMS对汽车悬架转向系统随车轮跳动进行仿真模拟,对悬架系统的优化提供一定的参考.由于悬架中存在大量的橡胶衬套元件,一般橡胶元件的弹性特性误差可以高达15％,因而车辆本身定位参数就存在很大的随机性,同时试验测量中也存在误差,因而导致仿真模型与实测值有些不同,但总体来讲仿真与实测还是比较吻合的,基本上都是小数点后一位的差别,可以满足工程应用.这说明模型精度是很高的,满足了研究要求.