基于ADAMS客车空气悬架参数仿真分析

摘 要：应用ADAMS/VIEW建立客车前空气悬架系统动力学模型，输入特定的刚度、阻尼并对其进行运动学仿真分析，得到前轮定位参数变化曲线，分析设计的悬架定位参数是否满足理论要求，为空气悬架系统的设计和匹配提供基础。

关键词：空气悬架 弹簧特性 ADAMS/VIEW 运动仿真

中图分类号：U463.33+4 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2012）11（b）-0030-02

空气悬架具有良好的隔振、减震性能，在很大程度上提高了汽车的通过性和乘坐舒适性，通过对空气弹簧的调节和控制，能够得到较为理想的悬架性能。由于空气悬架具有非线性刚度特性和相对复杂的导向传力机构，增加了空气悬架设计和匹配的难度[1]，同时空气悬架的结构并不像钢板弹簧那么直观，所以对在汽车悬架系统的设计和开发过程中，往往利用更直观的软件进行仿真设计。本文对安装了空气弹簧的客车悬架进行运动特性仿真，对汽车操纵稳定性影响较大的前轮定位参数随悬架运动的变化规律进行分析。

1 空气悬架动力学建模

2 前空气悬架仿真结果分析

对建立的模型进行仿真，分析车轮的跳动过程中前悬架的运动学特性。空气弹簧的工作行程为200 mm，可以近似的认为车轮跳动的最大行程为200 mm，输入驱动函数，模拟车轮在通过不同路面时的变化情况，考察悬架系统的特性，确定前轮定位参数的变化趋势。

2.1 主销后倾角

由图2可见，车轮上跳时主销后倾角基本呈减小趋势，下跳时变化规律则相反，曲线变化平缓，保证车轮具有合适的回正力矩[3]。

2.2 主销内倾角

2.3 车轮外倾角

2.4 车轮前束角

2.5 侧向滑移量

车轮上下跳动时，车轮绕瞬时中心摆动，几乎不可避免地会导致轮距的变化[5]。从图6可以看出随着车轮在-100～100 mm之间上下跳动，车轮侧向滑移的最大变化量为21 mm，其变化量偏大，在一定程度上加大了轮胎的磨损，为了降低车轮的侧向滑移量，减少轮胎的磨损，后续需对悬架参数进行优化。

4 结论

（1）运用动力学模型分析，较大程度的提高了产品的开发周期，降低设计成本。通过仿真得出的反馈信息可以对现实的设计进行指导，方便以后空气弹簧的匹配分析。

（2）对ADAMS建立的虚拟测试平台进行仿真分析可知：后倾角变化范围不大，内倾角在设定值附近较为稳定，外倾角变化很小，前束角的变化趋势与外倾角基本一致，只有车轮的侧向滑移量出现较大的变化，下一步对此变化量进一步的优化，以更好的提高空气悬架的定位参数。从而达到转向的轻便，形成合适的回正力矩；保证了轮胎的磨损均匀，减轻了轮毂外轴承的负荷，使其具有良好的操纵稳定性能。

参考文献

[1] 王为才.旅游客车空气悬架后悬架设计及仿真优化分析[D].长沙：湖南大学，2009.

[2] 秦东晨，吴磊，顾朝伟.空气弹簧大客车前悬架的前轮定位参数仿真研究[J].机械设计与制造，2009（11）.

[3] 张亮亮，裴永生，吴丹丹.基于ADAMS的双横臂独立悬架的仿真分析及优化设计[J].现代机械，2010（4）.

[4] 汪随风，刘竞一.基于ADAMS汽车前悬架仿真研究[J].上海汽车，2007（5）.

[5] 郭延辉，秦彦斌.基于ADAMS的客车独立悬架的运动仿真[J].客车技术与研究，2010.