覃俊源 糜沛紋 秦國鋒 周帥 賴秀秀 王金章
摘要:本文通過ADAMS/Car軟件建立巴哈賽車整車模型。為了探究軸距、輪距對巴哈賽車操縱穩(wěn)定性的影響,參照汽車操縱穩(wěn)定性國家標準試驗方法完成角階躍、角脈沖、穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)三個工況試驗仿真。結(jié)果表明,穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)工況下,輪距比軸距對整車操縱穩(wěn)定性影響更大。軸距、輪距增大,能提高整車穩(wěn)定性,減少則會降低整車穩(wěn)定性。
關(guān)鍵詞:軸距;輪距;操縱穩(wěn)定性
中圖分類號:U469.79? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼:A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號:1674-957X(2021)14-0025-03
0? 引言
汽車的操縱穩(wěn)定性是衡量汽車安全性能的一項重要指標。經(jīng)過論文調(diào)查,肖海萍研究軸距與輪距對汽車轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角關(guān)系,發(fā)現(xiàn)只要軸距和輪距變化不超過5%時,各參數(shù)所對應(yīng)的轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)角變化不超過1.5%[2]。張麗霞研究軸距對汽車操縱穩(wěn)定性的影響,發(fā)現(xiàn)瞬態(tài)響應(yīng)下,當(dāng)軸距增大,汽車的側(cè)傾角、側(cè)向加速度、橫擺角速度變小,汽車操縱穩(wěn)定性變好。當(dāng)軸距減小時,汽車的側(cè)傾角、側(cè)向加速度、橫擺角速度增大[1]。目前,沒有人研究關(guān)于輪距對汽車操縱穩(wěn)定性的影響。所以研究輪距對汽車操縱穩(wěn)定性如何影響顯得尤為重要。本文基于ADAMS/Car軟件設(shè)計巴哈賽車整車模型,并修改不同軸距和輪距進行操縱穩(wěn)定性仿真,研究軸距和輪距對巴哈賽車操縱穩(wěn)定性的影響。
1? 建立巴哈賽車模型
在ADAMS/Car軟件中,根據(jù)表1、表2建立動力系統(tǒng)模型、前后懸架系統(tǒng)模型、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)模型、輪胎模型,并進行裝配,整車模型如圖1所示。
2? 軸距、輪距對巴哈賽車操縱穩(wěn)定性的影響分析
本文在原車模型基礎(chǔ)上,增大、減少200mm整車軸距建立兩種修改軸距后的整車模型。增大、減少100mm的整車前后輪距建立兩種修改輪距后的整車模型。根據(jù)GB/T6323-2014汽車操縱穩(wěn)定性要求,分別對他們進行角階躍、角脈沖、穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)操縱穩(wěn)定性工況試驗,通過數(shù)據(jù)的對比。分析輪距和軸距對整車操縱穩(wěn)定性的影響。
2.1 角階躍
本次測試的車速為50km/h,階躍轉(zhuǎn)角為11°,得到三種軸距的整車仿真數(shù)據(jù)如圖2、圖3所示。三種輪距的整車仿真數(shù)據(jù)如圖4、圖5所示。
本次試驗結(jié)果表明,軸距、輪距增大,橫擺角、側(cè)向加速度各項數(shù)據(jù)變化不大,對整車操縱穩(wěn)定性沒有太大影響。減小軸距后,橫擺角、側(cè)向加速度各項數(shù)據(jù)增大,瞬態(tài)響應(yīng)時間上升,轉(zhuǎn)向變得遲鈍,加大駕駛員調(diào)整方向、躲避障礙物的難度。減小輪距后,整車出現(xiàn)抖動,不能進入穩(wěn)態(tài),極易發(fā)生側(cè)翻、側(cè)滑等事故。大大降低了整車操縱穩(wěn)定性。(表3)
2.2 角脈沖
本次測試的車速為50km/h,轉(zhuǎn)角幅值為40,得到三種軸距、輪距的整車的各項參數(shù)如圖6、圖7、圖8、圖9所示。
本次試驗結(jié)果表明,軸距、輪距增大,橫擺角和側(cè)向加速度、車身側(cè)傾角、相位滯后角減小,減少了汽車在轉(zhuǎn)向時,速度給車身帶來的不穩(wěn)定。瞬態(tài)響應(yīng)時間提升,使駕駛員有更加靈活的轉(zhuǎn)向來改變方向和躲避障礙物,提高了整車操縱穩(wěn)定性。軸距、輪距減少,各項數(shù)據(jù)增大、瞬態(tài)響應(yīng)時間下降,容易發(fā)生側(cè)向滑動、側(cè)翻現(xiàn)象,降低了整車操縱穩(wěn)定性[1]。(表4)
2.3 穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)
本次測試的滿足結(jié)束條件的側(cè)向加速度為4g,縱向車速為27.88km/h,三種軸距、輪距的整車穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)仿真的評價數(shù)據(jù),如圖10、圖11所示。
本次試驗結(jié)果表明,軸距、輪距的變化對0.2g處不足轉(zhuǎn)向度沒有影響,增大軸距、輪距,0.2g處車身側(cè)傾角、0.2g處車身側(cè)傾梯度下降,提高了整車操縱穩(wěn)定性。減少軸距、輪距,0.2g處車身側(cè)傾角、0.2g處車身側(cè)傾梯度增大,降低整車操縱穩(wěn)定性。過大的側(cè)傾角會讓駕駛者在比賽過程中感到不安全,不穩(wěn)定[3]。所以在國家標準規(guī)定的范圍內(nèi),車身側(cè)傾角越小,汽車在運動過程中更加平穩(wěn),更加安全。穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗下,輪距比軸距對整車操縱穩(wěn)定性影響更大。(表5)
3? 結(jié)論
針對Adams/car建立的巴哈賽車整車模型,分別增大、減小軸距和輪距,對其進行角階躍、角脈沖、穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)操縱穩(wěn)定性試驗。研究結(jié)果表明,在穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)工況中,改變輪距要比改變軸距對巴哈賽車操縱穩(wěn)定性的影響更大。軸距和輪距的增大,能提高巴哈賽車整車操縱穩(wěn)定性,軸距和輪距的減少會降低巴哈賽車整車操縱穩(wěn)定性。
參考文獻:
[1]張麗霞,路軍,潘福全,宋年秀.基于ADAMS/Car的軸距對汽車操縱穩(wěn)定性影響仿真[J].山東交通科技,2015(05):6-10.
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[3]侯杰,張代勝.基于靈敏度分析的FSAE賽車前懸架多目標優(yōu)化[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2018,41(04):462-467.