文档介绍：某电动汽车前悬架的设计与优化
某电动汽车前悬架的设计与优化
[摘要]:利用ADAMS/CAR创建了某电动汽车麦弗逊前悬架模型,对该模型进行了双轮平行跳动动力学分析,并利用ADAMS/PostProcessor 得到前轮外倾角、主销后倾角、主销内倾角、主销偏移距、前轮前束与车轮中心跳动行程的变化关系等车轮定位参数,分析并找出前悬架设计的不足,对车轮定位参数进行优化设计。设定悬架下控制臂三个连接点的变动范围,利用ADAMS/Insight对模型进行优化。根据优化后得出的参数坐标再次进行双轮平行跳动试验,对比优化前后结果,验证该电动汽车前悬架设计的合理性。
[关键词]:电动汽车 ADAMS 悬架优化
1前言
随着人们对能源和环境的重视程度越来越高,相比于传统的燃油汽车,电动汽车在零排放和低使用成本方面的优势越来越明显,逐渐得到各汽车制造厂的青睐。电动汽车的开发以传统燃油汽车为基础演变而来,传统燃油汽车的发动机更换为电动汽车的蓄电池组和电动机,使汽车的质量和质心位置发生较大的变化,悬架和车身的匹配需重新校定,以提高电动汽车的行驶稳定性。
2前悬架模型的建立
在前悬架模型建立之前,需要根据实际情况对模型进行必要的简化。从动力学分析角度出发,对电动汽车前悬架模型做如下简化:前悬架是一个多刚体系统,忽略了分析过程中各部件的弹性变形,同时忽略了各零部件间的摩擦力。该电动汽车采用麦弗逊式前悬架,模型由车身、减震器、转向节、转向横拉杆、转向器齿条、下摆臂等组成,减震器与车身采用球铰连接,转向节与减震器采用圆柱副连接,使减震器只能沿其轴线运动,下摆臂通过转动铰与车身连接,另一端通过球铰与转向节连接,转向横拉杆一端通过球铰与转向节总成相连,另一端通过球铰与转向齿条连接,进行运动分析时,转向齿条与车身固定。结合设计图纸、试验测量等方法,在UG软件中建立该悬架三维模型,并以*.parasolid格式导入ADAMS,在ADAMS中添加各零件连接点硬点坐标,建立前悬架模板,如图1所示。
为使仿真试验顺利进行,需要对模型的某些元件进行简化处理。前悬架中的弹簧和减震器采用比较方便且容易控制特性的ADAMS中直接创建的方法,创建之后对其特性进行修改,弹簧特性曲线和减震器特性曲线分别如图2、图3所示。
在标准界面下使前悬架模板生成悬架子系统,添加试验台架后使之成为可以进行悬架特性分析的装配系统。
3仿真分析
前悬架双轮平行跳动试验可以模拟车辆遇到速度变化、障碍物或者路面不平时引起的悬架运动性能的改变,可以较为全面地反应悬架的运动特性。在仿真过程中设定双轮跳动量为-50-50mm,轮胎自由半径260mm,轮胎刚度200N/m,质心高度260mm,簧上质量920kg,轮距2160mm,如图4所示。
4优化设计
该车前轮外倾角、主销偏移距、前轮前束角偏大,增加了车辆行驶过程中轮胎的磨损,使车辆行驶稳定性下降,需要对他们进行优化。
对模型进行双轮平行跳动分析后,进入Insight模块,设置对上述参数影响较大的悬架控制