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汽车NVH综合技术:解决甩摆问题的有效对策

时间:2023-08-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:特别是使用子午线轮胎后,在铺装路面上的车辙内,车辆的甩摆现象更为严重。分析模型由①路面形状(车辙路)、②轮胎受到的路面激励、③驾驶人三部分组成。①为从车辙路的截面图计算出路面倾斜角数据的模型;②为相对于路面的倾斜角,根据重力和轮胎特性计算出轮胎受到的外力的模型;③为相对于目标行驶轨迹,可以求出驾驶人回舵操作的模型。纵轴表示车辆甩动的大小横摆率积分值,可以认为是解决甩摆大小的有效对策。

汽车NVH综合技术:解决甩摆问题的有效对策

甩摆(wandering)是指当车辆在左右不平的道路上行驶时,所产生的车辆摇摆现象。特别是使用子午线轮胎后,在铺装路面上的车辙内,车辆的甩摆现象更为严重。为了解决这个问题,需要对包含轮胎在内的悬架特性加以调校。甩摆虽然以路面上的车辙等为主要激励源,也和驾驶者的驾驶习惯有关,因此,需要从汽车本身以及驾驶者两方面入手。

首先搭建甩摆分析用的模拟模型,以降低甩摆现象为出发点研究理想的轮胎特性。以下为主要的分析结果总结。

●小型车进入不匹配的车辙时,例如车辙为大型货车形成的。

→●车轮进入车辙,横向滑动和横摆同时发生。

→●虽然采取了回舵操作,但是车辆反应延迟。

→●发生侧倾,引起左右车轮重量变动,助长横摆。

→●回舵操作和车辆举动耦合。

→●发生横摆和侧倾,出现甩摆现象。

为了掌握上述现象的发生原因和影响因素,首先,使用驶入车辙的轮胎和驾驶人模型进行模拟分析,分析用的模型如图20-13所示。

分析模型由①路面形状(车辙路)、②轮胎受到的路面激励、③驾驶人三部分组成。①为从车辙路的截面图计算出路面倾斜角数据的模型;②为相对于路面的倾斜角,根据重力和轮胎特性计算出轮胎受到的外力的模型;③为相对于目标行驶轨迹,可以求出驾驶人回舵操作的模型。

图20-14为模拟结果和试验结果的对比,两组数据几乎是一致的。利用模拟模型,可以开展理论上的研究。

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图20-13 甩摆原理和模拟模型(www.xing528.com)

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图20-14 模拟结果与试验结果的对比

图20-15为轮距与甩摆发生程度之间的关系。纵轴表示车辆甩动的大小横摆率积分值,可以认为是解决甩摆大小的有效对策。其结果显示甩摆有在特定的轮距时变大的倾向。图20-16为甩摆与轴距之间的关系,轴距越大则甩摆越小。

其次,再看一下代表轮胎特性的一些因素的影响。图20-17为外倾刚度和侧倾刚度的影响。对于外倾刚度,如果其前侧增加,或者后侧的侧倾刚度增加,有抑制甩摆现象的效果。

当横摆发生时,驾驶人会采取回舵操作,但是由于转向系统的间隙等特性的影响,车辆在响应之前会有一个时间上的延迟。因此,如果车辆响应过早的话,驾驶人的操作有可能助长甩摆的发生,另一方面,如果车辆的响应延迟过大,甩摆问题又难以控制。

基于以上的分析,甩摆的发生涉及多方面的因素,可以通过试验手段对这些影响因素加以研讨,并采取最合理的方案。

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图20-15 轮距的影响

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图20-16 轴距的影响

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图20-17 轮胎的影响

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