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基于ADAMS/Car混合动力客车操纵稳定性仿真分析
刘世达张琦王卫东
（德州学院汽车工程系，山东德州253023）
摘要：本文采用某混合动力客车为原型，根据混合动力客车底盘结构布置，应用多体动力学软件ADAMS/Car模块，建立包括前后悬架系统、转向系统、轮胎系统、车身系统、动力系统的整车动力学模型，根据实验标准要求，对整车模型进行稳态回转的操纵稳定性分析，由分析曲线可以看出，该改进后的混合动力客车具备良好的操织稳定性，为后期车型改遗设计提供一定的参考价值。
关键词：混合动力客车；ADAMS：操织稳定性；仿真分析
近些年来，新能源政策颠繁出台，各大车企相应推出各种新能源车型，特别是在过去的一年里我国新能源汽车迎来了前所未有的发展机遇。现除段纯电动汽车受到电池容量及外界温度坏境的制约，续驶里程短始终是限制其发展的主要因素，在这种情况下采用油电混合的模式，降低了对蓄电池的依赖，更具有推广优势。混合动力客车的快速发展，特别是在市区载人客车方面的政府大力推广，在取得良好节能环保性的情况下，其动力性、舒适性和操纵稳定性
越来越受到开发者的重视
本文对拟开发的某款混联式电动客车进行研究，将传统能源客车通过对底盘系统的改进，加装电机与控制器、主驱动电机、动力电池等部分，混合动力客车由于底盘的重新布置引起质心位置的改变，从面在整车的操作稳定方面引起了很大的改变。为了避免保证车辆的操纵稳定性引起加大的变化，对于加装电动部分装置，要尽可能按照原车的前后轴负荷比例分配，使整车质心位置变化尽可能小同时为保证部件的安装稳定性在底盘布置上应使靠近车辆纵向中心线两侧的车架，使车辆的质心位置与原车接近，以保证操纵稳定性能。
利用动力学软件ADAMS建立模型前，为使模型仿真变得更为直观，要对某些不必要的部件进行简化处理。首先把刚体间的柔性连接作适当的简化，把实际工况状态下的动力学特性用非线性或者线性属性文件代替，将黄载质量看作刚体并忽略各运动副之间的摩擦力。除阻尼元件、弹性元件、轮胎外，其余部件简化为刚体，进行多体动力学模型仿真的时候一般不考虑它们的变化，通过该步骤的简化处理，是整车模型主要包含前后悬架系统、动力系统、转向系统以及车身系统！。
1模型的建立
1.1前后悬架的建立
前后悬架参数选用原型车辆的硬点参数信息，为获得更为准确的悬架参数，前后悬架动力学模型是通过原款车型厂家提供的三维模型导人而来。本文采用的是安装有新型弹的空气悬架，空气弹黄数目为前二后四，前悬架采用独立形式，参考原车的实际尺寸，在 ADAMS下建立的前悬架仿真模型总成系统包括：空气弹簧、减振器、转向横拉杆、加强杆纵臂和前桥。
根据同样的建模方式建立后悬架仿真模型，后是架采用非独立形式。根据实车相关数据，对模型的运动学参数、质量参数、力学特性参数进行重新调整和定义，建立出非独立纵置单摆臂桥式悬架虚拟样机模型。
1.2整车模型的建立
利用动力学软件ADAMS/Car模块建立的整车模型包括转向系统、轮胎、前悬架，后悬架动力系统和车身等，通过模块提供的模板的子系统，修改参数关键点坐标即可得到整车模型尺寸
该模型客车采用的是机械式转向系，主要包括方向盘，转向轴，转向传动轴，转向摇臂，转向直拉杆等，在ADAMS中选取UA轮胎模型，并对特性文件中的参数进行设置。准合动力客车采用大型客车的车身和底盘，相对于原型车面言，由于电动驱动系统的加人，使总体布置发生了改变，从而引起车辆质心位置的变化，仿真模型中的质心位置用一质量质球代替，通过对样车的计算合理安排球的位置。通过以上各个模型的建立，整车模型的结构基本上完成，建立的整车模型如图1所示
2探纵稳定性仿真
图1整车动力学模型图2转向盘转角响应图3汽车质心侧倾角响应
图4车身侧倾角与侧向加速度关系响应
图5转弯半径比R/R。与侧向加速度a的关系曲线(转下页）