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前后悬架模型是怎样的?转向和制动是怎样实现的?

2020-12-25 16:247150
 前双横臂悬架包含上下控制臂、转向节、减震器和转向横拉杆,上、下横臂通过衬套与车架连接,通过球铰与转向节连接,转向横拉杆通过球铰和转向节连接,减震器下端通过衬套和下控制臂连接,减震器上端通过衬套和车架连接。因为本文采用发动机前置前驱的驱动方式,所以在前悬架中需要激活传动轴,具体操作是对建立的前悬架了系统,选择Adjust中的DrivelineActivity选项,选择激活前驱。通过ADAMS/Car模板建立后悬架模型,后悬架也是双横臂悬架,机构结构和前悬架相同,因为采用前轮驱动,所以后悬架了系统建立后需要取消传动轴,操作方式和前悬架了系统类似,只是最后选择关闭选项。
 
齿轮齿条转向系是一种广泛应用于乘用车的转向系统,方向盘的回转运动通过小齿轮和齿条转化为转向横拉杆的直线运动,横拉杆带动转向节回转实现汽车的转向,本文采用ADAMS中的齿轮齿条转向系统。转向系有助力转向和非助力转向两种模式,转向轴和小齿轮之问采用轴套连接时为助力转向,采用关联副约束为非助力转向,分别对应顺应态和运动学仿真模式,转向系通过左右两个通讯器和悬架系统建立连接。汽车制动系统必须满足儿个要求:使行驶中的汽车减速直到完全停止,在汽车下长坡时能维持一定的速度,当汽车停止在平地或斜坡时保持汽车不动,前两个要求通过行车制动系实现,后一个通过驻车制动系实现。本文采用ADAMS中的盘式制动器建立制动系统,制动系统的模型。
 
ADAMS中的动力系统包含了实际车辆中的发动机、离合器、变速器和差速器的各项功能,动力系统输出扭矩通过co[lr]_output_torque通讯器传递到悬架模板的驱动轴,因此动力系统输出特征的设置决定驱动形式,本文采用发动机前置前轮驱动形式,所以发动机模型的Minor Role特征要选择front模式,在该模式下,发动机的扭矩通过输出通讯器输入到前悬架驱动轴进而驱动汽车的前轮转动。如果要得到发动机的不同输出特性,只需要更改动力系统引用的发动机属性文件中的相应数据,如图3.9所示为本文采用的发动机输出特性图。变速器的挡位和速比由powertain_ratio_spline控制,调整相应的参数可获得不同的速比,其中倒挡的速比默认为一1,空挡为0,离合器采用默认的设置即可。
 
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轮胎是汽车上直接与地面接触的部件,轮胎将汽车的重量传递给地面,同时将地面的反作用力传递给汽车,汽车依据轮胎和车轮传递的力和力矩实现期望的运动,轮胎的结构参数和力学特性关系对汽车的操控性有重要影响。轮胎的机理非常复杂,实际应用中,通过大量的实验数据拟合出符合轮胎特性的经验公式或推导出一组数学模型进行仿真分析。ADAMS主要提供以下几种轮胎模型供用户使用:Fiala轮胎模型,该模型是纯解析模型,用刚性圆板表示轮朝,圆环表示胎冠,刚性圆板和胎冠问用弹簧模拟胎体,Fiala模型假设:接触印记为矩形;压力在接触印记内均匀分布;忽略轮胎的松弛效应;外倾角不影响轮胎力。
 
UA轮胎模型,该模型也是纯解析模型,包含轮胎的纵向和侧向松弛效应,但比Fiala模型需要的试验数据少,精度略低。松弛效应是指轮胎滚过地面时,轮胎接地段变形的恢复需要滚动一段距离,这段距离叫“松弛长度”C Relaxation length,在车速大于20km/h的平路上行驶时松弛效应对动力学性能影响较小;但在低速或路面存在高频激励时,对滑移率有显著的影响。MF轮胎模型,该模型基于三角函数的组合公式拟合轮胎试验数据的,有很好的稳健性。FTire轮胎模型日本本田公司提出的,它基于三维真实空问轮胎模型和纯平面轮胎模型,兼顾仿真精度和速度的2.5维非线性振动轮胎模型。
 
本文进行整车平顺性仿真,选用基于魔术公式的Pac89轮胎模型,模型需要设定的参数主要有质量,转动惯量、白由半径(Unloaded_radius、宽度CWidth}、垂向刚度Vertical_atiffnesa、垂向阻尼(Vertical_damping),侧向刚度CLateral_stiffness)。
 
本章根据整车的相关参数,在ADAMS/Car中建立各了系统模型,该汽车模型为发动机前置前轮驱动,所以在建立前后悬架了系统及动力传动系统时需要特别注意,前悬架的传动轴要设置为“Active”模式,后悬架的传动轴设置为“Inactive"模式,动力传动系统的次要特征要设置为“front”模式,发动机模型质心坐标需要向车辆前部移动,车身了系统要设置与空气阻力相关的参数。通过建立的了系统进行整车的装配,经过测试,该模型可以用于整车相关性能仿真分析。
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