基于ADAMS／Car的某车型前悬架仿真分析与优化
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摘 要 ：以 ＡＤ ＡＭＳ ／ Ｃ ａ ｒ 仿真软 件 为平台， 建 立 国 内 某 Ａ 级 车 型 前 悬 架仿 真 模 型 ， 通 过 对 所 建
悬架模 型进行 运动 学仿 真试验 ， 得到 前悬 架相 关 定位 参数 随车轮跳 动过程 的 变化 情况 ； 针对试验
结果 分析 所存 在 的 问题 ， 运 用 ＡＤ ＡＭＳ ／ Ｉ ｎ ｓ ｉ ｇ ｈ ｔ 找 出 最 适 合 修 改 的硬 点 坐标 并 对 该 车 型 前 悬 架 结 构进行优化设 计， 通过优化前后试验结果对 比， 验 证 改 进 后 悬 架 的性 能 。 关 键 词 ：汽 车 ； ＡＤ ＡＭＳ ／ Ｃ ａ ｒ ；悬 架运 动 特 性 ；仿 真 分 析 ； 优 化 设 计 中图分类号 ： Ｕ４ ６ ３ ． ３ ３ 文献标志码 ： Ａ 文章 编 号 ： １ ６ ７ １ —２ ６ ６ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ５ —０ ０ １ ９ －０ ４
相连， 外 端通 过 球 铰 链 与 转 向节 相 连 。减 振 器 上 端
铰链 中心 与下控 制 臂外端 球铰链 中心 的连线称 为 主 销轴 线 ， 转 向节 沿 着 主 销 轴线 转 动 。螺 旋 弹 簧 安 装
在 减振 器外 ， 上 端作 用 于车身 ， 下端作 用 在减 振器 的 缸 筒上 。为减少 作用 于减 振器 上 的附加 弯矩产 生 的 摩擦 ， 螺 旋 弹 簧 的 中 心 线 与 减 振 器 中 心线 不 重 合 。 螺旋 弹簧 只作上 下方 向的振动 。 根 据该 车 型前悬 架 系统 中各关键 点 的坐标 及 部 件参 数 ， 修 改 ＡＤ ＡＭＳ ／ Ｃ ａ ｒ 数 据 库 中麦 弗 逊 式 独立
图 １ 麦 弗 逊 式 悬真 模 型 的 建 立
麦 弗逊 式前 独 立悬 架 由下 控制臂 、 转 向节 、 螺 旋 弹簧 、 减振器、 转 向横 拉 杆 等组 成 （ 见图 １ ） ， 它 们 之 间的连 接 如下 ： 下控 制 臂 内端通 过 ２个 转 动 铰 链 与 车 架连 接 ， 外端 通过 球铰链 与 转 向节 相连 ； 减 振器 上 端 与车 身采 用螺 栓 和 橡 胶 垫相 连 ， 减 振 器 下 端 与 转
同向激振 仿 真时 ， 左 右两边 车轮 的高度 保持 相 同 ， 对
车 轮施加 设定 数值 的上 跳和 回弹运 动 。
修改 参数 包括 相关 硬 点坐标 、 各构 件 的质量 参数 、 转 动 惯 量 参数 及 减 振 器阻 尼 特性 参数 和 弹簧 刚 度 等 。
试验 前 ， 先设 置悬 架系统 的有关 参数 ， 包 括轮胎 模型、 轮距、 簧载 质量 、 驱动 力分配 、 制 动力分 配及质
悬架 模板 ， 得 到该 Ａ 级 轿 车前悬 架 系 统模 型 。主要
图 ２ 前 悬 架 系 统仿 真模 型 与 悬 架试 验 台
２ 前 悬 架 运 动 学 仿 真 试 验
前 悬 架 运 动 学试 验 主 要 采 取 双 轮 同 向 激 振 试 验， 该试 验是 悬 架 特性 试 验 中最 基本 的方 法 。双 轮
轮
分 为纵 臂扭 转梁 式 、 双 横臂 式 、 多杆式、 麦 弗 逊 式 等
类 型 。该 文所 涉及 的轿 车采用 麦弗逊 式 悬架 。悬 架 的结构 和参 数很 大 程度 上影 响着汽 车 的操纵 稳定 性
和行驶 平顺 性 ， 其运 动 特性参 数 （ 主要是 前轮 定 位参
数） 对 轮胎 的磨 损也 有很 大影 响 。
将 建立好 的前悬 架子 系统 与悬架 测试 试验 台组装 在
一
起， 得 到该 车前 悬 架虚拟 样机模 型 ， 这里不 考 虑转
向系 ， 即不考 虑左 右 车轮 之间 的运 动 关系 （ 见图 ２ ） 。
向节通 过 螺栓 固定 连 接 ； 转 向节 与下 控 制 臂 通 过 球 铰 链连 接 ； 转 向横拉 杆 内端 通 过 万 向节 与 转 向齿 条
公 路 与 ｔ 汽 运 Ｈｉ ｇ ｈ ｗａ ｙ ｓ＆ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｉ ｖ ｅ Ａｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
２ Ｏ
第５ 期
２ ０ １ ３ 年 ９月
心高 度等 。该 车为 前 轮驱 动 ， 前 轮 驱动 力 分 配 系数 设 置为 １ ０ ０ ， 轮 胎 的跳动范 围为 ～５ ０ ￣５ ０ ｍｍ。 对 于 汽 车前 轮 ， 车轮 上 跳 时 的前束 变 化 多设 计 成 零 至弱负前 束 的变化 。图 ３为前 轮前束 随车 轮跳 动 的变化关 系 ， 车 轮处 于静止 状态 时 ， 前轮前 束 角为
一
１ ７ ． ８ ７ ｍｍ， 符合 要求 。
３． ３１ ３ ． １ ２ ２． ９ ３
秘
．
１ ７
０ ． ０ ２ 。 ， 为 弱负 前 束 ； 车轮跳动 土５ ０ ｍｍ 过 程 中 ，
；
１ ． ６ ０
前束 变 化 范 围 为 一 １ ． ０ ２ 。 ～０ ． ７ ８ 。 。前 轮 上 跳 时 ， 前 束变 化 的理想设计 值 为零 至 负前 柬 （ 一０ ．ｏ ～Ｏ 。 ／ ５ ０ ｍｍ） ， 该车 型 的前 束角 在 车轮 上 跳 时变 化范 围超 出
公 路 与 汽 运
总第 １ ５ ８期
Ｈｉ ｇ ｈ ｗａ ｙ ｓ ＆ Ａｕ ｔ ｏ ｍｏ ｔ ｉ ｖ ｅ Ａｐｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ
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基 于 ＡＤ ＡＭＳ ／ Ｃ ａ ｒ的某 车 型 前 悬 架 仿 真分 析 与优 化
崔勇， 王 燕 ，陈 引 生
（ 江 苏 农牧 科技 职 业 学院 ，江 苏 泰 州 ２ ２ ５ ３ ０ ０ ）
汽 车悬 架是 将 车桥 （ 或轮 胎 ） 与车架 （ 或 车身 ） 弹
性 连接起 来 的装 置 ， 主要 由 弹性 元 件 、 减 振装 置 、 导 向装置 三部 分 组成 。根 据 结构 的不 同 ， 汽 车 悬 架 可 以分 为独 立悬 架和 非 独 立 悬 架 ， 其 中独 立 悬 架 又 可
