前轮定位、回正性、路感与KC特性.ppt

,前轮定位、回正性、路感与KC特性,提纲,前轮定位路感回正性轮胎特性概要KC特性,一、前轮定位,1.车轮定位的定义（广义说：不仅是前轮）,车轮定位参数车轮前束toe车轮外倾主销后倾主销内倾主销纵偏距主销侧偏距,g,2.车轮外倾与轮胎侧倾特性,轮胎侧倾特性：侧向力与反回正力矩,外倾原因:“传统”,间隙，弹性，路拱,车轮跳动引起的外倾,因载荷、纵、侧向力与跳动而改变,3.前束与轮胎侧偏特性,前束原因:平衡外倾，平衡不当导致轮胎异常磨损载荷变化与车轮跳动时前束的变化干涉转向，也可导致轮胎磨损干涉转向的合理值：与外倾匹配制动时车轮前张(0)侧向力引起前束交的变化随动转向,主销拖距高速回正原理载荷变化（制动）与车轮跳动的变化主销拖距与撒手稳定性与前轮摆振,4主销后倾与纵偏距,r,g,g,车轮定位的变化,常有情况：只知有前轮定位不知后轮定位问题；只注意标准状态下的车轮定位不注意在不同工况下的车轮定位悬架导向系弹性引起的附加前/后束可引起转向特性的变化和轮胎异常磨损。例如，驱动力转向（经常的前缩变化）前（后）轮定位参数都随载荷、行程的变化而变化（转弯离心力、侧倾、上下坡），并可造成转向特性的变化和轮胎的异常磨损所有这些因弹性引起的定位角变化都可通过K但要牺牲重力回正作用,近代解决办法是采用多杆前悬架，适当加大主销后倾角和橡胶变形弹性回正作用,中心转向与虚拟主销,二.路感,路感的含义,驾驶时转向控制输入与运动响应的相关性,低速时位移输入为主；高速时力输入为主,影响路感因数,干摩擦与转向间隙是路感的敌人可由K&C试验台进行测试相位滞后与路感轮胎侧偏特性随动转向特性,路感的频响特性,增益（对频率）不恒定和非线性（对幅值）的响应都对路感不利干摩擦、间隙属“本质非线性”相位滞后会带来瞬态响应与驾驶员指令与感觉的不一致,独立悬架与非独立悬架的差别,三.回正性,回正性的含义,两种输入运动：方向盘角输入运动方向盘力输入运动回正性运动实际是力阶跃输入响应,回正性评价,残差反应速度。频带宽度超调阻尼,Tf,影响回正性的因素,后轮侧偏刚度后轮导向刚度（弹性转向）主销后倾拖距（后轮的“反拖距”）方向盘与前轮转动惯量,Tf,四、轮胎特性概要,6m个运动参数,轮胎的地位,轮胎特性的控制,后悬架改善稳态转向特性的措施,轮胎特性的控制,后非独立悬架Bs2后非独立悬架板簧下置后板簧前低后高后非独立中心弹簧老Benz的后悬架：h2,中心弹簧,轮胎力学特性随工况而变,不同载荷不同侧向加速度。非线性和负荷转移不同驱动力（驱动力分配；前驱、后驱、全驱）不同制动力强度与分配不同车速不同路面（摩擦系数、不平度）一个完善的轮胎模型应该能表达上述各种不同工况下的整车动力学特性,这对汽车动力学控制提出更尖锐的挑战！也为悬架的K-C设计提供更广阔的舞台！,平板式多功能轮胎特性试验台的研制,投资134万元自行设计开发在冰面试验、动态加载测试等方面具有创新性其功能和技术指标目前都超过国内同类试验台试验测试数据在国内产品开发中广泛应用及在GM北美R&D合作课题中应用,推广中的轮胎模型-UniTire,UniTire00UniTire10UniTire20,精度高复杂工况预测能力速度预测能力大量试验验证,与MF模型的比较：,UniTire全工况模型结构,侧偏、侧倾、综滑联合工况下的模型验证(=-2=-5下的纵滑特性),侧偏、侧倾、综滑联合工况下的模型验证(=-2=-10下的纵滑特性),侧偏、侧倾、综滑联合工况下的模型验证(=8=-5下的纵滑特性),五、KC特性,悬架几何运动学特性K特性。车轮垂直位移时引起其他五个自由度的定位的变化悬架弹性运动学特性C特性。车轮受力(Fx,Fy,Fz,Mz)时引起六个自由度的定位的变化KC特性和轮胎特性一起对汽车动力学行为起决定性的作用,KC特性的内容与意义,6m个运动参数,K&C特性的地位,后轮随动转向概念-一个关键的C特性,Santana后悬架橡胶支撑仿真,新型“扭力梁式”后悬架：外张式衬套的弹性转向：菲亚特-西亚纳、威志、思域、飞度,富康、华普的随动转向后悬架,底盘调校技术,调校的最终目的是优化汽车的运动性能（回正性、响应性），实质是改变轮胎力学特性（虽然可能对减震器、弹簧也稍作调整）调校内容：轮胎调校，除换胎和有限的改变充气压力外潜力较小主要是通过K&C特性来间接控制轮胎特性首先考虑改变稳定杆、橡胶衬套、弹簧刚度等；必要时改变硬点轿车底盘调校基础手段：设备（硬件）与仿真技术（软件）运动状态下的前轮定位及与回正性、路感等底盘参数的测定两个关键设备：轮胎试验台与K&C试验台数据库经验和理论。目前轿车新开发底盘都要拿到国外调校国外调校报价一般都要$1,000,000$2,000,000,(1)车轮跳动8项,K&C测试项目（40项）,(2)侧倾运动7项,(3)纵向柔度试验，制动与非制动各5项,(4)侧向柔度试验5项,(5)回正力矩试验5项,(6)转向运动5项,车身固定支架,车身夹紧机构,液压加载支座,液压加载滑台,测量臂,测量元件,英国Lotus公司的K&C试验台（哈飞购价约￥1，200多万）,美国MTSK&C试验台,吉大的第一代KC试验台,安在江淮的第一代KC台,第一代KC台在试验中,目前为止已做过四十余部轿车的K&C试验,第1.5代K&C试验台,吉林大学汽车性能模拟器：整车动力学仿真,后悬架的C特性仿真例,顺向弹性1o,2o,5o/0.5g2.逆向弹性-1o,-2o,-5o/0.5g,带驾驶员模型的双移线运动仿真后悬架顺向C特性,蓝色基本车型红色Steer/0.5g1度黄色Steer/0.5g2度绿色Steer/0.5g5度,蓝色基本车型红色Steer/0.5g-1度黄色Steer/0.5g-2度绿色Steer/0.5g-5度,带驾驶员模型的双移线运动仿真后悬架逆向C特性,几点结论,对操纵稳定性：前悬架还是后悬架更重要？侧倾转向可改变稳态转向特性,但不能弥补轮胎侧偏特性:侧倾对侧向力的滞后侧向力转向既可改变稳态转向特性,又能弥补轮胎特性侧向力转向比侧倾转向重要“随动转向”实质是后悬架的侧向力转向良好的轮胎特性，正