扭力梁后桥总成参数对整车转向特性影响的分析.pdf

汽车工程
2011年(第33卷)第1期
Automotive Engincerin
2011(Vol.3)No.1
2011014
扭力梁后桥总成参数对整车转向特性影响的分析
鱻,项党,陈璟,吴磊
(泛亚汽车技术中心有限公司,上海201201)
[摘要」基于大量整车K&C特性试验数据和车辆定位参数测试数据,建立了整车模型,并通过 CARSIM参数
化仿真加以验证。在此基础上,运用正交试验设计,分別在时域和顺域内分析了整车转向特性对后桥参数的影响
得到了扭力梁后桥参数对整车转向特性的贡献率,为整车开发早期的结构选择和后续的结构设计提供了依据。
关键词:扭力梁后桥;K&C特性;汽车转向性能;正交试验设计;贡献率
An Analysis on the Effects of the Parameters of Twist-beam
Rear Axle on Vehicle Steering Characteristics
Wang Li, Xiang Dang, Chen Jing &Wu Lei
Pun Asia Technical Automotive Center Co, Ltd, Shanghai 201 201
Iabstract] Based on a large amount of test data obtained in K&C characteristics Lest and wheel alignment
test, a model for the vehicle is set up, which is then verified by Carsim parametric simulation. On this basis and by
means of orthogonal experiment design, sensibility analyses of vehicle steering characteristics to real axle parameters
are carried out at both time and frequency domains respectively. and the contribution rates of twist-beam real axle
parameters to vehicle steering characteristics are obtained, providing a basis for the structure selection in the early
stage of platform development and subsequent structural design
Keywords: twist beam rear axle; K&C characteristics; vehicle steering performance; orthogonal ex
periment design; contribution rate
变化的特性;C特性即悬架弹性运动学特性,是指地
前言
面作用于轮胎上的力和力矩所导致的车轮平面和轮
心产生角位移和线位移变化的特性2。车轮定位参
扭力梁后桥以其结构简单、制造成本低等优点数静态设计值是指车轮平面的前束角和外倾角的设
正受到国内外整车制造商们的青睞,并广泛应用于
计名义值。本文中将后悬架的侧倾中心设计名义值
中低端市场的产品开发中。然而在整车开发的早期也一并归入其中。
阶段,如何通过对后桥悬架总成特性参数的设计、选
汽车的转向特性作为车辆操控性能的重要组成
择和把握来达到设计者预期的整车动力学性能是倍部分对车辆的主动安全性起着至关重要的作用,它
受关注的核心问题之
包括稳态转向特性和瞬态转向特性。前者一般可以
悬架总成的外特性参数主要是指悬架的K&C通过定圆转向试验获得评价指标,后者则可以通过
特性参数和车轮定位参数静态设计值”。所谓转向盘角阶恹输入试验和转向盘转角扫频试验获得
K&C特性可以分为K( kinematic)特性和C( compli-相应的评价指标。
ance)特性。K特性即悬架运动学特性,是指车轮在
基于大量的扭力梁后桥悬架K&C试验数据,依
垂直方向上往复运动的过程中由于悬架导向机构的托整车参数化仿真平台 Carin,通过大量的统计学
作用而导致车轮平面和轮心点产生角位移和线位移分析和仿真试验,探索扭力梁后桥的总成特性参数
原稿收到日期为2010年2月4日,修改稿收到日期为2010年4月19日。
wW. xuguit.co
2011(Vol.3)No.I
王,等:扭力梁后桥总成参数对整车转向特性影响的分析
对整车转向特性的影响,从而找到对整车转向特性
扭力梁后桥的悬架K&C特性主要包括轴跳动、
影响较大的后桥总成特性参数以及这些参数对整车轴侧倾、纵向力加载、侧向力加载和回正力矩加载5
转向特性指标的贡献程度,为前期整车操控性能指大工况,其中每种工况下都有若干项参数指标。但
标的确定提供依据。
各项K&C参数对整车转向特性的各项指标的影
响程度并不相同。文中从众多的K&C参数中经过
1扭力梁后桥总成参数与整车动力学初步挑选,确定了变化范围较为明显的14项参数,
参数化模型
加上前面提到的3项静态设计参数一并构成本文所
研究的17项扭力梁后桥悬架的总成特性参数,如表
1.1扭力梁后桥总成特性参数
1所示。
表1扭力梁后桥总成特性参数
因素(属性
0
序号
柴响拖曳臂式后桥的悬架总成特性
样
最小偵期望值最大值
本极差「置度下
均值置信区间
斤轮前束角
1.15
静态
后轮外倾角/(°)
3.40
士0.02
参数
侧倾中心高度/mm
75.00
后轮后倾角随轮心跳动量变化率/()
法架后轮心纵向位移随轮心跳动比变化半mmm
0.21
0.0
运动
学参
后悬槊垂直度/N?mm
13.10
后桥侧倾刚度/
509.0
側倾转向/%
12,04
后轮纵向力转向率/()?kN
0.17
±0.02
后轮側向力转向率/()
0.13
0.0
后轮垂阿力转向率/(°)?kN
0.21
悬架
性
后轮同正力矩转向/()?(100N?m)
运动
后轮侧向力外倾角变化/()?kN-
0.25
0
学参
后轮垂向力外倾角变化率/(°)?kN
0.15
土0.01
数
后轮回正力知外傾角变化率/(°)?(100N?m)
0.16
±0.16
后轮纵向力轮心纵向位移变化率/aum?kN-1
1.85
±0.19
后轮侧向力轮心侧向位移变化率/mm?kN
2.56
±0.01
1.2整车动力学参数化模型
进行了整车动力学试验与仿真计算的对比和模型验
文中所依托的整车建模仿寘平台是目前国际车证。图1为转向盘35°角阶跃输入下的横摆角速度
辆动力学研究和工程开发领域中泛应用的参数化側向加速度响应的试验测试结果与 Carsim整车模<