基于仿真的客车稳态转向特性影响因素分析

D0I:10.13374/j.issn1001053x.2003.02.023 第25卷第2期 北京科技大学学报 Vol.25 No.2 2003年4月 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.2003 基于仿真的客车稳态转向特性影响因素分析 丁能根”潘为民”马建军) 1)北京航空航天大学汽车工程系，北京1000832)安徽安凯汽车股份有限公司，合肥230051 摘要建立了客车操纵动力学仿真模型，根据仿真结果分析了影响稳态转向特性的主要 因素，用中性转向点侧向加速度、不足转向度和车厢侧倾度三个评价指标对稳态转向特性评 价计分，并根据计分值对悬架和轮胎参数进行调整以改善客车的操纵性能. 关键词操纵动力学；转向特性：客车；仿真 分类号U461.6 稳态转向特性是汽车操纵稳定性中最基本 1仿真结果与分析 和最重要的方面，稳态转向特性的过多转向或不 足转向，都会使汽车难以控制，例如汽车在较大 转向盘角阶跃输入下HFF6850客车的稳态 的侧向加速度下过多转向，就会产生激转或侧滑 转向特性和瞬态响应仿真分析己经完成，为了 而引发事故.由于汽车稳态转向特性拥有汽车操 评价原车型的稳态转向特性，按GB/T13047一91 纵稳定性的“否决权”，因而必须首先满足该特 对仿真结果进行评价计分阿逆时针转向时，中性 性的目标要求. 转向点（简称NSP)侧向加速度a、不足转向度和 汽车侧倾角是汽车操纵稳定性和行驶平顺 车厢侧倾度的评价计分值分别为68.1,100.0和 性的重要参数，并且侧倾角又是汽车操纵稳定性 52.1:顺时针转向时这三项分值分别为60.0,99.7 的重要评价指标.对于汽车操纵稳定性而言，侧 和56.2.因此，该车的稳态转向特性不理想. 偏角过大会使驾驶者感到不稳定和不安全.对于 为了改善客车的稳态转向特性，需要对该性 平顺性而言，车厢的侧倾角过大，乘客会感到不 能的各种影响因素加以分析这里所分析的影响 舒服并缺乏安全感；悬架的侧倾角刚度过大，则 因素包括轮胎侧偏刚度、横向稳定杆的侧倾角刚 当汽车任一车轮遇到路面凸起或凹坑时，座椅上 度、簧载质量的质心高度及簧载质量 会感受到冲击而使平顺性变差， 11轮胎侧偏刚度的影响 有限元方法和机械动力学仿真等CAE手段 仿真分析时，轮胎模型采用ADAMS软件提 的广泛应用缩短了汽车产品的开发周期并提高 供的UA模型，模型参数由实验获得. 了产品的性能.为解决HFF6850客车使用过程中 图1所示为轮胎侧偏刚度对HFF6850客车稳 在操纵稳定性方面反映出的问题，用ADAMS软 态转向特性的影响，其中原车型的轮胎侧偏刚度 件进行了操纵动力学仿真.根据仿真结果，对该车 约为200kN/rad.从图中可以看出，大的轮胎侧偏 的稳态转向特性及其影响因素进行分析，通过分 刚度可以较多地提高a的计分值.轮胎侧偏刚度 析发现，HFF6850客车的原设计车型在操纵稳定 对不足转向度和车厢侧倾度几乎没有影响，这是 性方面确实存在一些问题为此，在进一步仿真和 因为前、后桥轮胎的型号相同，且满载时各轮胎 分析的基础上提出了改善该车稳态转向特性的 的静态载荷也近似相等，因此六个轮胎的侧偏刚 措施本文还提出了进一步改善该车操纵稳定动 度近似相等， 力学性能的建议. 总体上看，轮胎侧偏刚度的增加会使综合评 价计分值也增加，这是改善汽车稳态转向特性的 收稿日期2002-08-05丁能根男，36岁，副教投，博士后 主要措施之一， *国家自然科学基金资助项目N0.59976005)

第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 〕 基于仿真 的客车稳态转 向特性影响 因素分析 丁 能根 ‘， 潘 为 民 ” 马 建 军 ， 北 京航 空 航 天 大 学 汽 车 工 程 系 ， 北 京 安徽 安 凯汽 车股 份 有 限 公 司 ， 合 肥 摘 要 建 立 了客 车操 纵 动 力 学仿真 模型 ， 根 据 仿 真 结 果 分析 了影 响稳 态 转 向特 性 的主 要 因 素 用 中性转 向点 侧 向加 速度 、 不 足 转 向度 和 车厢 侧倾 度 三 个 评 价 指 标 对 稳 态 转 向特 性 评 价 计 分 ， 并 根 据 计 分 值 对 悬 架 和 轮 胎 参 数 进 行 调 整 以 改善 客 车 的操 纵 性 能 关键 词 操 纵 动 力 学 转 向特 性 客 车 仿 真 分 类 号 稳 态 转 向特 性 是 汽 车 操 纵 稳 定 性 中最 基 本 和 最 重 要 的方 面 稳 态 转 向特 性 的过 多转 向或 不 足 转 向 ， 都会 使 汽 车 难 以控 制 ， 例 如 汽 车 在 较 大 的侧 向加 速 度 下 过 多转 向 ，就 会 产 生 激 转 或 侧 滑 而 引 发 事 故 由于汽 车 稳 态 转 向特 性拥 有 汽 车 操 纵 稳 定性 的 “ 否 决权 ” ‘，，， 因 而 必 须 首 先 满足 该特 性 的 目标 要 求 汽 车 侧 倾 角 是 汽 车 操 纵 稳 定 性 和 行 驶 平 顺 性 的重 要 参 数 ， 并且 侧 倾 角 又 是 汽 车 操 纵 稳 定 性 的重 要 评 价 指 标 对 于 汽 车 操 纵 稳 定 性 而 言 ， 侧 偏 角过 大 会 使 驾驶 者感 到 不 稳 定 和 不 安 全 对 于 平 顺 性 而 言 ， 车厢 的侧 倾 角过 大 ， 乘 客 会 感 到 不 舒 服 并 缺 乏 安 全 感 悬 架 的侧 倾 角 刚度 过 大 ， 则 当汽 车 任 一 车 轮 遇 到 路 面 凸起 或 凹 坑 时 ， 座 椅 上 会 感 受 到冲 击 而 使 平 顺 性 变 差 ‘ 闷 有 限元 方 法 和 机 械 动 力 学 仿 真 等 手 段 的广 泛 应 用 缩 短 了汽 车 产 品 的 开 发 周 期 并 提 高 了产 品 的性 能 为解 决 客 车 使 用 过 程 中 在操 纵 稳 定 性 方 面 反 映 出 的 问题 ， 用 软 件进 行 了操 纵 动 力 学仿 真 根据 仿真 结 果 ，对 该 车 的稳 态 转 向特 性 及 其 影 响 因 素 进 行 分 析 通 过 分 析 发现 ， 客 车 的原 设 计 车 型 在 操 纵 稳 定 性 方 面确 实存 在 一些 问题 为此 ，在 进 一 步 仿 真和 分 析 的基 础 上 提 出 了改 善 该 车 稳 态 转 向特 性 的 措 施 本文 还 提 出 了进 一 步 改 善 该车 操 纵 稳 定 动 力 学 性 能 的建 议 收稿 日期 一 刁 丁 能根 男 ， 岁 ， 副 教授 ， 博 士 后 国家 自然 科学 基金 资助 项 目 仿 真 结 果 与分 析 转 向盘 角 阶 跃 输 入 下 客 车 的稳 态 转 向特 性 和 瞬 态 响应 仿 真 分 析 己 经 完 成 【 ，， 为 了 评 价 原 车 型 的稳 态 转 向特 性 ， 按 一 对 仿 真 结 果 进 行 评 价 计 分 ‘ 逆 时针 转 向时 ， 中性 转 向点 简称 侧 向加 速 度 。 、 不 足 转 向度 和 车 厢 侧 倾 度 的评 价 计 分 值 分 别 为 ， 和 顺 时针 转 向时这 三 项 分 值 分 别 为 ， 和 因此 ， 该 车 的稳 态 转 向特 性 不 理 想 为 了改 善客 车 的稳 态 转 向特 性 ， 需 要 对 该 性 能 的各 种 影 响 因 素 加 以分 析 这 里 所 分 析 的影 响 因素 包 括 轮 胎侧 偏 刚度 、 横 向稳 定杆 的侧 倾 角 刚 度 、 簧 载 质 量 的质 心 高度 及 簧 载 质 量 轮 胎 侧 偏 刚度 的 影 响 仿 真 分 析 时 ， 轮 胎 模 型 采 用 软 件 提 供 的 模 型 ， 模 型 参 数 由实验 获 得 图 所 示 为轮 胎 侧 偏 刚度 对 客 车 稳 态 转 向特 性 的影 响 ， 其 中原 车 型 的轮 胎 侧 偏 刚度 约 为 厅 从 图 中可 以看 出 ， 大 的轮 胎 侧 偏 刚度 可 以较 多地 提 高 ， 的计 分 值 轮 胎 侧 偏 刚度 对 不 足 转 向度 和 车 厢 侧 倾 度 几 乎 没 有 影 响 ， 这 是 因 为 前 、 后 桥 轮 胎 的 型号 相 同 ， 且 满 载 时各 轮 胎 的静 态 载 荷 也 近 似 相 等 ， 因 此 六 个 轮 胎 的侧 偏 刚 度 近 似 相 等 总 体 上 看 ， 轮 胎 侧 偏 刚度 的增 加 会 使 综 合 评 价 计 分值 也 增 加 ， 这 是 改 善 汽 车 稳 态 转 向特 性 的 主 要 措 施 之 一 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2003．02．023

·190· 北京科技大学学报 2003年第2期 横向稳定器侧倾刚度对不足转向度和车厢 100 侧倾度影响不大.当横向稳定器侧倾刚度增加时， 80 不足转向度略有下降而不足转向度的评价计分 4 60 值几乎不变，与此同时，车厢侧倾角有所减少，其 40 评价计分值有一定程度的增加. 20 总的来说，横向稳定器侧倾刚度增加时，稳态 0 转向特性的综合评价计分值也趋于增加， 125.0162.5200.0237.5275.0 轮胎侧偏刚度/kN.rad) 100r(a)× 6(b) 100 80 % 60 40 60 20 0 0 347.9 695.81392 1783 20 横向稳定器侧倾刚度/Nm·()) 0 100F(b)× 162.5 200.0237.5275.0 轮胎侧偏刚度/Nrad) 形 图1轮胎侧偏刚度对稳态回转特性的影响.()逆时针 转向，(b)顺时针转向，1为NSP侧向加速度值的评价计 分值：2为车厢侧倾度的评价计分值：3为NSP侧向加 % 速度：4为不足转向度：5为不足转向度的评价计分值： 20 6为综合评价计分值：7为车厢侧倾度 Fig.1 Influence of lateral tire stiffness due to slip angle on 0 0 347.9 695.813921783 steady state cornering performance 横向稳定器侧倾刚度Nm·()) 12横向稳定器侧倾刚度的影响 图2横向稳定器侧倾刚度对稳态转向特性的影响.() 文献[7]给出了横向稳定器侧倾刚度的定义 逆时针转向：(b)顺时针转向 及其计算方法.图2所示为横向稳定器侧倾刚度 Fig.2 Influence of roll angular stiffness of the stabilizer bar on steady state cornering performance 对客车稳态转向特性的影响.可以看出，该车的评 价计分值随着横向稳定器侧倾刚度的增加而增 1.3簧载质量质心高度的影响 加.原车型的横向稳定器侧倾刚度为347.9Nm/(), 图3所示为簧载质量质心高度对客车稳态转 如果将其提高1倍，则a,的评价计分值就会有显 向特性的影响，这里假设非簧载质量和簧载质量 著增加. 都保持不变在稳态转向特性的三个评价指标中， 100 (a) 100(b)X 80 型 80 60 60 40 2 20 0 12981198 1098 998 1298 11981098 998 簧载质量质心高度/mm 簧载质量质心高度mm 图3簧载质量质心高度对稳态转向特性的影响.(a)逆时针转向：)顺时针转向 Fig.3 Influence of the height of sprung mass center on steady state cornering performance

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 恻卞车余耸 、 ， 一 ‘ 卢 产 、 ， 、 声 、 日、 一 六’ 纷行书 、 洲凡 沪，、 门 、 月 一 砰址卜一十一十 咭 一 横 向稳 定 器 侧 倾 刚 度 对 不 足 转 向度 和 车 厢 侧倾度 影 响不 大 当横 向稳 定器侧倾 刚度增加 时 ， 不 足 转 向度 略有 下 降而 不 足 转 向度 的评 价 计 分 值 几 乎 不变 与此 同 时 ， 车厢 侧 倾 角 有所 减 少 ， 其 评 价 计 分值 有 一 定程 度 的增加 总 的来说 ，横 向稳 定器 侧 倾 刚度 增 加 时 ，稳 态 转 向特性 的综合 评 价 计 分 值 也 趋 于 增 加 ︸” ，‘月︵只八目︸ “︸ 雌积提划 轮胎 侧 偏刚度 州 一 ’ 雌职袒到如 ，‘八“ 一 一 尸 豪 卜二 二 壁一 叫 卜 卜 一 一兰曰 咭 卜 一一一 恻卞拿尔耸 横 向稳 定器 侧 倾 刚度 困 · 一 ’ 一 卜飞一喇一 …串参一岑 尸二弓卜一斗一 尸七啥一一卜一 产 ︸ 恻拿众卞耸 一 卜一毛叫卜一 一 一 叁 岌“ 二 琪立 一一一 拱一十一咔一弓 ，‘ 婚划职如姻 辑把提刘 片山勺八“月 划丰巾卞啥 轮胎侧 偏 刚度 一 ’ 图 轮胎 侧 偏 刚度 对稳 态 回转特性 的影 响 逆 时针 转 向 ， 顺 时针 转 向 为 侧 向加 速 度值 的评 价计 分 值 为车厢 侧倾 度 的评 价计 分 值 为 侧 向加 速度 为不 足转 向度 为不 足 转 向度 的评 价计分值 为综 合评价 计 分 值 为 车厢 侧 倾 度 ，目月恤 ， 横 向稳 定 器侧 倾 刚度 的影 响 文 献 〕给 出 了横 向稳 定器 侧 倾 刚度 的定 义 及 其计 算 方 法 图 所 示 为横 向稳 定器 侧 倾 刚度 对 客 车稳 态 转 向特 性 的影 响 可 以看 出 ，该车 的评 价 计 分 值 随着 横 向稳 定 器 侧 倾 刚度 的增 加 而 增 加 原车 型 的横 向稳 定器 侧倾刚度为 戊 。 ， 如 果 将其 提 高 倍 ， 则 。 的评 价 计 分值 就 会 有 显 著增 加 横 向稳 定器侧倾刚 度 一 今 图 横 向稳 定 器 侧 倾刚度对稳 态转 向特性 的 影响 逆 时针 转 向 顺 时针 转 向 · 血 时 黄载质量质 心 高度 的影 响 图 所 示 为簧载质 量质 心 高度 对 客 车稳 态 转 向特 性 的影 响 ， 这 里 假 设非 簧 载质 量 和 簧 载 质 量 都保 持不 变 在稳 态转 向特性 的三 个评 价指标 中 ， 婚班到貂 ， ︸ 乙气 ‘ 辑到翱招 恻佘卞车维 ，山 络月八，‘︶︸月 ︸ 恻众车卞附 一一‘ 一一 一‘ 一 一一一一 二一一 一一一二乙 目 一一 ‘ 一 一 一一‘ 丁二 一 一 二乙 簧载质量 质 心 高度 簧载质量 质 心 高度 图 赞载质量质心 高度 对稳 态转 向特性 的 影响 逆 时针转 向 树顺时针转 向

Vol.25 丁能根等：基于仿真的客车稳态转向特性影响因素分析 。191 质心高度对车厢侧倾度的影响最大.当簧载质量 值低于60，即认为汽车的操纵稳定性的总评判为 的质心高度从原设计车型的1298mm降低300 不合格网.根据上述仿真分析和计算结果，对于 mm时，车厢侧倾度的评价计分值逆时针转向和 HFF6850的原设计车型来说，逆时针转向和顺时 顺时针转向时分别提高28.7%和45.1%. 针转向时其的评价计分值分别为68.1和60.0.因 取决于转弯方向的不同，质心高度的变化对 此，结合其他评价指标的计算结果，得到的结论是 有不同程度的影响.若质心高度减少300mm,逆 H亚FF6850客车的稳态转向特性是合格的. 时针转向时从原设计车型的3.61m/s2增加到5.94 然而，该车操纵稳定性改进的余地还很大.首 m/s,顺时针转向时则从3.00m/s2增加到3.79m/s2. 先，按照平顺性和稳定性的要求，该车转向时的车 质心高度的降低会使不足转向度的评价计 厢侧倾角太大.其次，NSP侧向加速度与国标中所 分值略有减少，但它不会改变综合评价计分值的 给该项指标的下限值很接近，下限值对HF℉6850 变化趋势一若簧载质量的质心高度降低，综合 这样的客车来说是3m/s2.如果考虑到参数选取 评价计分值显著提高 误差和仿真中存在的其他各种误差，a,的评价计 1.4簧载质量的影响 分值实际上是处于合格与不合格的临界状态，这 如图4所示，簧载质量的减少会使不足转向 也意味着有可能得到该车稳态转向特性不合格 度和车厢侧倾度的评价计分值都增加，从而综合 的结论， 评价计分值增加较多 根据以上的讨论并针对HFF6850客车的实 减少簧载质量的主要措施有：通过结构优化 际情况，改善其操纵稳定性所采取的措施为：() 减轻车身骨架质量：车身及蒙皮采用轻质材料如 提高横向稳定器的侧倾刚度；(2)采用渐变刚度钢 复合材料或铝合金等 板弹簧：(3)选用侧偏刚度更大的轮胎. 横向稳定器的侧倾刚度增加后，车厢侧倾角 100(a)x 有所减少，而更主要的a的评价计分值显著提高 呢% (参见图2).另一方面，受横向稳定杆结构和强度 酒 60 的限制，其侧倾刚度不能增加太多.采用渐变刚度 40 钢板弹簧也能增加车厢侧倾刚度，而选用侧偏刚 20 度更大的轮胎不仅能改善操纵稳定性，而且还能 4 对因过大的车厢侧倾刚度引起的转向时轮胎过 0 861080107610 7160 多的载荷转移带来的不利影响进行补偿 簧载质量kg 为了改善稳态转向特性，首先采取的措施是 100)*5 选用一新的横向稳定杆.该稳定杆的侧倾刚度是 80 6 8378Nm/(),约为原设计车型的8倍 所采取的第二个措施是后悬架采用渐变刚 60 4 度弹簧，其载荷一变形特性如图5所示. 40 50 20 7 4 9 ★一 0 861080107610 7160 30 簧载质量kg 霉 20 图4簣载质量对稳态转向特性的影响.()逆时针转 向：()顺时针转向 10 Fig.4 Influence of spring mass on steady state cornering 0 100125 performance 25 50 75 变形/mm 2稳态转向特性的改善 图5改进后的后悬架钢板弹簧载荷-一变形曲线 Fig.5 Load versus deformation curve of a rear leaf spring 按照国标GB/T13047一91，如果a.的评价计分 after improvement

丁 能根等 基于 仿真 的客 车 稳态转 向特性 影 响 因 素分 析 一 质 心 高度对 车 厢 侧 倾 度 的影 响最 大 当簧 载质量 的质 心 高度 从 原 设 计 车 型 的 降低 。 时 ， 车 厢 侧 倾 度 的评 价 计 分值逆 时针 转 向和 顺 时针 转 向时 分 别 提 高 和 取 决 于 转 弯 方 向的不 同 ， 质 心 高度 的变化 对 有不 同程度 的影 响 若 质 心 高度减 少 ， 逆 时针 转 向时从 原设 计 车 型 的 耐 增加 到 耐 ，顺 时针 转 向时则 从 耐 增 加 到 耐 质 心 高 度 的 降低 会 使 不 足 转 向度 的评 价 计 分 值 略有减 少 ，但 它 不 会 改变 综合评 价计 分 值 的 变化 趋 势－ 若 簧 载 质 量 的质 心 高度 降低 ， 综合 评 价 计 分 值显 著提 高 赞载质 量 的 影 响 如 图 所 示 ， 簧 载 质 量 的减 少 会 使 不 足 转 向 度和 车 厢 侧 倾 度 的评 价 计 分值 都增 加 ，从 而 综 合 评 价 计 分 值 增 加 较 多 减 少簧 载 质 量 的主 要措 施 有 通 过 结 构优 化 减轻 车 身骨 架 质量 车 身及 蒙皮采用 轻质材料 如 复合 材 料 或 铝 合 金 等 辑职貂塑 一 兴丁 一一 … 一爷 一 拿蒸身 翻 米止一 一一咪 一 帐 护一一，卜一一州卜一一辉 测尔拿卞维 簧载质量瓜 值低 于 ， 即认 为汽 车 的操 纵稳 定性 的总评判 为 不 合 格 ‘ 根 据 上 述 仿 真 分 析 和 计 算结 果 ， 对 于 的原 设计 车 型 来 说 ， 逆 时针 转 向和 顺 时 针 转 向时其 的评 价 计 分 值 分 别 为 和 因 此 ，结合其 他评 价 指标 的计算 结果 ，得 到 的结论 是 客 车 的稳 态 转 向特 性 是 合 格 的 然 而 ， 该 车 操 纵 稳 定 性 改进 的余 地还 很 大 首 先 ，按 照 平顺 性 和 稳 定性 的要 求 ，该车转 向时 的车 厢侧倾角太 大 其 次 ， 侧 向加速度 与 国标 中所 给 该项 指 标 的下 限值 很接 近 ，下 限值 对 这 样 的客 车来说 是 而 如 果 考 虑 到 参 数选 取 误 差 和 仿 真 中存 在 的其 他 各 种误 差 ， 氏 的评 价计 分值 实 际上 是 处 于 合 格 与 不 合格 的临 界 状态 ，这 也 意 味 着 有 可 能得 到 该 车 稳 态 转 向特 性 不 合 格 的结 论 根 据 以上 的讨 论 并 针 对 客 车 的实 际情况 ， 改善其操 纵 稳 定 性 所 采 取 的措 施 为 提 高横 向稳 定 器 的侧倾 刚度 采用 渐 变 刚度 钢 板 弹簧 选 用 侧 偏 刚度 更 大 的轮 胎 横 向稳 定器 的侧倾 刚度 增 加 后 ， 车 厢 侧倾 角 有 所 减 少 ， 而 更 主 要 的氏 的评 价计 分 值 显 著提 高 参 见 图 另 一 方面 ， 受横 向稳 定 杆 结 构 和 强度 的 限制 ，其侧倾 刚度 不 能增加 太 多 采用 渐变 刚度 钢 板 弹簧 也 能增 加 车 厢 侧 倾 刚度 ，而 选 用 侧 偏 刚 度 更 大 的轮 胎 不 仅 能 改 善操 纵 稳 定 性 ，而 且 还 能 对 因过 大 的车 厢 侧 倾 刚 度 引起 的转 向时轮 胎 过 多 的载荷 转 移带来 的不 利 影 响进 行 补偿 为 了 改善稳 态 转 向特性 ， 首先采 取 的措 施 是 选用 一 新 的横 向稳 定 杆 该 稳 定杆 的侧 倾 刚度 是 刀 ， 约 为 原 设 计 车 型 的 倍 所 采 取 的第 二 个 措 施 是 后 悬 架 采 用 渐 变 刚 度 弹 簧 ，其载 荷一变 形特 性 如 图 所 示 呀︸︸，，、月︸ 八︸ 但燕洲、 雌籍貂划 ，‘︺ 拿恻余卞附 簧载质 量瓜 图 黄载质 量对稳 态 转 向特性 的 影响 ， 逆 时针转 向 顺 时针 转 向 稳 态 转 向特 性 的 改 善 按 照 国标 厅 一 ， 如 果 的评 价 计 分 认匕二 一 变形 皿 图 改进 后 的后 悬 架 钢 板弹黄载荷一变形 曲线 四

·192◆ 北京科技大学学报 2003年第2期 第三个措施是采用新的轮胎替代原有轮胎， 的稳态转向特性提高到一个新的水平 新轮胎的侧偏刚度为237.5 kN/rad,比原设计车型 (4)如要进一步改善稳态转向特性，应降低该 轮胎的侧偏刚度提高约20%. 客车簧载质量的质心高度并减少空载质量 采取上述三个措施后，仿真表明HFF6850客 车的稳态转向特性有显著改善，SP侧向加速 参考文献 度、不足转向度和车厢侧倾度的评价计分值逆时 1张越今.汽车多体动力学及其计算机仿真M吉林： 针转向时分别为95.4,99.9和64.3，顺时针转向时 吉林科学技术出版社，1998 分别为92.8,92.5和68.2.逆、顺时针转向时的综 2余志生.汽车理论M.第三版.北京：机械工业出版 社，2000 合评价计分值分别为86.6和86.5，比原设计分别 3M米奇克.汽车动力学C卷M).第二版.陈荫三译 提高17.9%和20.1%. 北京：人民交通出版社，1997 如要进一步改善稳态转向特性，可以通过降 4威鲁麦特.车辆动力学模拟及其方法M.孙逢春审 低该客车簧载质量的质心高度并减少空载质量 校.北京：北京理工大学出版社，1998 来实现 5 Ding N,Ma J.Simulation of steady state comering per- formance of coach HFF6850 aiming at andling and stabi- 3结论 lity improvement [A].Proceedings of 11th Intemational Pacific Conference on Automotive Engineering [C]. (I)增加安装在前悬架的横向稳定器的侧倾 Shanghai,2001 刚度，不仅能减少车厢侧倾角，而且可以显著增加 6中华人民共和国国家标准.GB/T13047一91汽车操 中性转向点的侧向加速度. 纵稳定性指标限值及其评价[S].北京：中国标准出 (2)采用侧偏刚度更大的轮胎将可较多地提 版社，1991 高中性转向点的侧向加速度值，从而显著地改善 7廉保绪，丁能根，横向稳定杆的参数计算与设计) 洛阳工学院学报，2000,21(3)：59 稳态转向特性. (③)所采取的改进措施易于实现，它使该车 Analysis of Factors Affecting the Steady State Cornering Performance of a Coach by Simulation DING Nenggen,PAN Weimin",MA Jianjun 1)Beijing University of Areonautics and Astronautics,Beijing 10083,China 2)Ankai Automotive Stock Co Ltd,Anhui 230051,China ABSTRACT Vehicle's steady state cornering performance (oversteer/understeer)has substantial influence on its handling and stability.Main factors affecting this performance are analyzed based on modeling of coach HFF6850 for simulation of the handling dynamics by ADAM.The steady state cornering performance is appraised by scoring of three indicatives,i.e.lateral acceleration at neutral steering point,understeer rate,and roll rate of the vehicle body, and then comprehensive scores are calculated.Suspension and tire parameters are adjusted according to the com- prehensive scores to improve the coach's handling performance. KEY WORDS handling dynamics:cornering performance;coach;simulation

北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 第 三 个 措 施 是 采 用 新 的轮 胎 替 代 原 有 轮 胎 ， 新 轮 胎 的侧 偏 刚 度 为 ’ ， 比 原 设 计 车 型 轮 胎 的侧 偏 刚度 提 高约 采 取 上 述 三 个 措 施 后 ， 仿 真表 明 客 车 的稳 态 转 向特 性 有 显 著 改 善 侧 向加 速 度 、 不 足 转 向度 和 车 厢侧 倾度 的评 价 计 分值逆 时 针 转 向时分 别 为 ， 和 ，顺 时针 转 向时 分 别 为 ， 和 逆 、 顺 时针 转 向时 的综 合 评 价 计 分 值 分 别 为 和 ， 比 原 设 计 分 别 提 高 和 如 要 进 一 步 改善 稳 态 转 向特 性 ， 可 以通 过 降 低 该 客 车 簧 载 质 量 的质 心 高 度 并 减 少 空 载 质 量 来 实 现 的稳 态 转 向特性提高 到一 个 新 的水 平 如 要进一步 改 善稳 态转 向特性 ，应 降低 该 客 车簧 载 质 量 的质 心 高度 并 减 少 空 载 质 量 结论 增 加 安装 在 前 悬 架 的横 向稳 定 器 的侧倾 刚度 ，不 仅 能减 少 车厢侧 倾 角 ，而 且 可 以显 著 增加 中性 转 向点 的侧 向加速 度 采 用 侧 偏 刚度 更 大 的轮 胎 将 可 较 多地 提 高 中性 转 向点 的侧 向加 速 度 值 ，从 而 显 著 地 改善 稳 态转 向特 性 所 采 取 的 改 进 措 施 易 于 实现 ， 它 使 该 车 参 考 文 献 张越今 汽 车 多体动力学及 其计 算机仿真 〔 吉林 吉林科学技 术 出版 社 ， 余志 生 汽 车理论 第 三 版 北 京 机械工 业 出版 社 ， 米奇 克 汽车动 力 学 卷 第 二 版 陈荫三译 北 京 人 民交通 出版 社 ， 威 鲁麦 特 车辆 动 力学模拟 及 其 方 法 孙逢春 审 校 北 京 北 京理 工 大学 出版 社 ， ， 而 ， 中华人 民共 和 国 国家标准 汀 一 汽 车操 纵稳 定性指 标 限值及其 评 价 』北 京 中 国标准 出 版 社 ， 廉保 绪 ， 丁 能根 横 向稳定杆 的参 数 计算 与 设计 耳 洛 阳 工 学 院学报 ， ， 勿 爪心 ， 肠 ， 几阴 ” ， ， 氏 ， 、 乞 ， 勿 刀 ， ， ， ， 印叮 ， 雌