影响整车操控性能因素的研究.doc

影响整车操控性能因素的研究作者：东风汽车公司技术中心 李衡 蔡颖超摘要：影响汽车稳态和瞬态响应的因素有很多种，通过对不同性能进行的对比分析，来描述稳态响应中整车质心对不足转向度的影响以及轮胎特性对瞬态相应的影响。关键词：瞬态响应，稳态响应，操控性，轮胎1. 前言汽车理论通过轴荷的变化对侧偏角的影响来判断不足转向度的变换趋势，但是仅通过质心位置的变化不足以直接判定车辆的不足转向趋势，在某些情况下必须要综合考虑轴荷变化的影响。本文结合汽车理论的相关内容通过对整车稳态回转的仿真来验证轴荷变化对不足转向度的影响。现代军车的要求，不仅要有超强的通过性，还要有像轿车一样良好的操控性，在某军车的设计过程中，发现车辆的瞬态响应不够灵敏，本文将通过轮胎解决方案对某军车瞬态响应性能进行改进。2. 理论描述2.1 稳态响应本文需要论证的是特定轴荷变化对转向特性的影响，首先说明一下论证所需理论依据。能够表征汽车转向特性的重要参数就是稳定性因素K，它的符号直接影响稳态响应的转向趋势。m 整车质量；L 轴距；k1，k2，前后轮侧偏刚度。汽车理论里面的论述简短的有这么两点：1、 当K0 时，汽车不足转向，K 值越大，不足转向量越大：2、 当K工况3工况2。3.1.4 理论计算轴荷变化对转向特性的影响其中L 不发生变化；由于轮胎前后一致且不发生变化，因此 k1 = k2 ，所以变量就只有 m 、a 、b ，通过计算可以得到以下系数：表格 3 仿真工况因为侧偏刚度k 为负值，所以得到：稳定性因素值：工况1工况3工况2；因此、得到不足转向度：工况1工况3工况2。3.2 瞬态响应分析3.2.1 仿真模型如图所示，车辆前后悬架均为双横臂式独立悬架，其中前悬架带横向稳定杆，后悬架不带横向稳定杆，转向为循环球式转向系统，轮胎应用吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室试验得到的轮胎属性文件。图 6 整车仿真模型3.2.2 整车瞬态响应性能分析经过前期分析，该军车的通过性和稳态响应性能均能达到国军标和国标的要求，但是瞬态响应性能稍差，其仿真结果如下：表格 4 方向盘角脉冲试验仿真结果由表4 可以看出，谐振频率较小，评分较低，汽车反应驾驶员指令较慢。表格 5 方向盘角阶跃试验仿真结果横摆角速度响应时间0.36s 反映了汽车瞬态响应反映较慢，国标上限值0.15s，下限值0.4s。3.2.3 整车瞬态响应性能改进方案前轮侧偏刚度保持不变，提高后轮侧偏刚度，将原侧偏刚度1500N/deg 提高到2000N/deg。表格 6 轮胎方案方向盘角脉冲试验仿真结果表格 7 轮胎方案方向盘角阶跃试验仿真结果由表6 和表7 可以看出，提高后轮胎侧偏刚度33%以后，方向盘角脉冲试验中的谐振频率由原来的0.4Hz 提高到0.97Hz，方向盘角阶跃试验中横摆角速度响应时间由原来的0.36s 减小到0.22s，表明改进后该军车的瞬态响应明显变快。以下为改进前后瞬态响应部分曲线：图 7 改进前后幅频特性图 8 改进前后相幅频特性图 9 改进前后阶跃试验方向盘转角图 10 改进前后阶跃试验横摆角速度响应4. 结论1、 质心位置相同，会产生不同的不足转向度，最终需要对比稳定性因素K 值的大小；2、 出现前、后轮均在原有的基础上增加部分质量，导致质心后移的，则可能会出现质心向后悬移动，但是不足转向度增加的状况；3、