贾伟伟，陈开超，袁智明

（安徽江淮汽车集团股份有限公司，合肥 230601）

1 引言

某皮卡车型在开发时发现整车的操纵稳定性较差，对该车主、客观评价时发现存在以下两点问题：

1）整车的不足转向度较低；

2）整车的车身侧倾度较大。

2 原因分析

2.1 车身侧倾

车身侧倾度均偏大，这与该车采用的悬架形式有很大关系，其后独立悬架结构形式为斜置单臂式（见图1）。此悬架的侧倾中心较低，在曲线行驶时，车轮随车身一起倾斜的程度比较大，且整车质心较高，这使得曲线行驶时，车身侧倾更明显了，整车的质心与其他车型的对比（见表2）。

图1 后独立悬架

2.2 不足转向度

整车不足转向度偏小，与很多因素有关，前后悬架K&C特性、整车质量的分布等都会对整车不足转向度产生影响。可以通过对悬架 K&C特性的调整来改善整车的不足转向特性。

表1 原车操纵稳定性试验数据

表2 不同车型的侧倾中心

前束变化对车辆的直行稳定性、车辆的稳态响应有很大的影响，是汽车悬架的重要参数之一。对悬架平行跳动和悬架侧向力受载两种工况下的前束变化进行分析：

悬架平行跳动：

图2 前悬架前束角变化

对于汽车前轮，车轮上跳时的前束值多设计成零至弱负前束(-0.5º/50mm)的变化，由图可以看出，前悬架前束角曲线为单调变化，且上跳时朝负的前束值变化、下落时朝正的前束值变化，曲线变化趋势合理，变化值约为(-0.4º/50mm)。

图3 后悬架前束角变化

对于汽车后轮，车轮上跳时的前束值多设计成零至弱负前束(0.3º/50mm)的变化，与上跳行程相对应的前束变化最好呈直线。由图可以看出，与上跳条行程相对应的前束角呈直线变化，且上跳时朝正的前束值变化、下落时朝正的前束值变化，曲线变化趋势合理，变化值约为(0.25º/50mm)。

悬架侧向力受载：

图4 前悬架右轮前束角变化

可以看出右前轮在受侧向力时，随着侧向力的增加，前束值变小，则前悬架趋于增加不足转向度，变化值约为-0.078[deg/KN]。

图5 后悬架右轮前束角变化

右后轮在受侧向力时，随着侧向力的增加，前束值变小，则趋于减小不足转向度，变化值约为-0.054[deg/KN]。可以看出该车受侧向力时，前悬架有增加不足转向度的趋势，而后悬架趋于减小不足转向度，因此这可能会导致整车不足转向度偏低，这可以通过对后独立悬架衬套刚度的调整来进行改善。

该皮卡采用标准的发动机前置后驱方式，这种驱动方式也会导致整车不足转向度偏低。

3 改进方案

通过以上对整车操稳性能的分析，可以在以下方面进一步提高整车的操纵稳定性：

（1）调整后独立悬架衬套的刚度来改变后独立悬架在受侧向力时悬架C特性

图6 后悬架侧向力加载

该车受侧向力时，后悬架趋于减小不足转向度，这可以通过对后独立悬架衬套刚度的调整来进行改善。

通过对后独立悬架衬套刚度的改变来对后悬架受侧向力作用时悬架的C特性进行调节，发现调整的空间不大，不能从根本上改变后悬架受侧向力作用时悬架前束的变化趋势，刚度的调节只能让变化量变得小一些，且本身变化量不大。因此不对后独立悬架内外侧的衬套刚度进行调整。

（2）调整前悬架衬套的刚度

通过降低衬套 F1的径向刚度，可以增加前轮受侧向力时的前束角变化量，从而降低前悬架侧向力系数，降低前轴的等效侧偏刚度。分析表明，把 F1的径向刚度降低，可降低前悬架的等效侧偏刚度，同时又不至于使后悬架其它K&C特性发生大的改变。

图7 R-II前悬架

现对改变 F1径向刚度后整车主要操稳性能进行分析，通过分析可以看出：改变 F1衬套刚度后对提高整车不足转向度是有利的，因此将改变 F1衬套径向刚度作为性能提升的一个方面。

（3）合理地搭配前后悬架稳定杆

在方案（2）的基础上可以通过前后悬架稳定杆的合理搭配来对整车侧倾度和不足转向度进行调整。现拟采用加装后稳定杆的办法来降低车身侧倾度，但是这同时也会导致整车不足转向度降低。因此，综合考虑，需要对前悬架稳定杆进行调整，从而使得整车侧倾度降低而不足转向度维持现有水平或更高。

图8 后独立悬架稳定杆外形及连接方式

图9 前后悬架稳定杆

已经获得后悬架稳定杆尺寸及形状，需要确定稳定杆直径。同时需要对前悬架稳定杆做出调整（提高稳定杆的利用率或增加稳定杆刚度），见图8。

现通过改变后稳定杆直径及前稳定杆的L1来对R-II整车操纵稳定性进行分析：通过分析发现，改变 L1的大小对整车不足转向特性影响很小，且实车结构及稳定杆形状也很难实现，因此，不对 L1进行调整。转而探求通过增加稳定杆直径的方法来增加悬架侧倾角刚度，进而降低车身侧倾度。前、后稳定杆直径需要在整车操纵稳定性分析的基础上获得。

通过上述分析和试验验证，最终确定以下整改方案：

（1）降低前悬架的衬套的径向刚度，如图10；

图10 前悬架衬套刚度整改

（2）增加前稳定杆，结构如图8，稳定杆直径为φ25mm；

（3）增加后稳定杆直径，直径由原先的φ28mm增加至φ30mm。

4 结论

本文对操纵稳定性中的不足转向和车身侧倾的整改进行分析，通过分析和验证确定悬架的衬套刚度和稳定杆的选型对操纵稳定性有较大的影响。按以上分析的整改措施实施，重新对整车进行操纵稳定性评价，最终整车的试验结果都能够满足整车的设计要求。

表3 整改后操纵稳定性试验数据