重型商用车长期在重载荷、高速度、长里程的工况下行驶,如果车辆不能按照驾驶员的操纵意图行驶,车辆出现操纵失控现象,将会引发严重的交通事故。所以重型商用车的操纵稳定性越来越受到人们的关注,重型商用车的生产厂商和用户对此尤为关注。如何改善和提高重型商用车的操纵稳定性成为汽车厂商和研究单位所追求的目标。本文是结合国家“863”计划《重型商用车集成开发先进技术》项目(2006AA110105)子项目“重型汽车底盘匹配与性能优化研究”进行的。针对某国产重型商用车,运用多体动力学方法和MSC.ADAMS软件建立研究商用车各个子系统模型,包括:驾驶室系统、转向系统、前悬架系统、后悬架系统、轮胎系统、动力总成系统、车架等,通过连接器将这些系统连接组装成重型商用车虚拟样机模型。依据国家标准《汽车操纵稳定性试验方法》(GB/T6323.3-94～GB/T6323.6-94),在ADAMS中对所建立的整车虚拟样机进行了转向盘转角脉冲输入、转向回正、稳态回转、转向轻便性的仿真分析。并通过样车道路试验结果验证所建立模型的准确性。按照汽车行业标准《汽车操纵稳定性指标限值和评价方法》(QC/T 480-1999)对样车道路试验结果和仿真分析结果进行评价计分。结果表明:该商用车具有适度的不足转向特性,转向瞬态响应、稳态回转和转向轻便性能良好;转向回正性能一般。总体而言,该车具有良好的操纵稳定性能,但仍有进一步改进的空间。为了研究车架和驾驶室弹性对整车操纵稳定性的影响,建立了车架和驾驶室的有限元模型,进而得到了整车刚弹耦合模型,并分析了车架和驾驶室弹性对整车转向瞬态响应性能、转向回正性能和稳态回转性能的影响。结果表明整车刚弹耦合模型能更加准确描述整车的操纵稳定性能。运用ADAMS/Insight模块对前悬架设计硬点坐标进行灵敏度分析,并得到对整车操纵稳定性影响较大的6个坐标,包括:上主销点y坐标、转向横拉杆x坐标、主销下点y、z坐标,前轮轮心点y、z坐标。通过对这六个坐标进行优化,得到了优化后的整车模型,对优化后的整车模型在ADAMS/Car中进行稳态回转仿真分析,比较优化前后模型的仿真分析结果表明优化后整车的操纵稳定性有所改善。在前悬架设计硬点坐标优化的基础上,运用ADAMS/Insight模块对中、后悬架设计硬点坐标进行灵敏度分析,并得到对整车操纵稳定性影响较大的6个坐标,包括:中桥左下推力杆与车桥连接点y、z坐标,中桥左下推力杆与车架连接点z坐标,中桥V形推力杆与车桥连接点x坐标,后桥左下推力杆与车桥连接点x坐标,后桥V形推力杆与车桥连接点x坐标。通过对这六个坐标进行优化,得到了优化后的整车模型,对优化后的整车模型在ADAMS/Car中进行稳态回转仿真分析,比较优化前后模型的仿真分析结果表明优化后整车的操纵稳定性进一步改善。在悬架设计硬点坐标优化的基础上,运用ADAMS/Insight模块对汽车操纵稳定性影响较大的整车主要参数进行灵敏度分析,并得到对整车操纵稳定性灵敏度较大的8个参数,包括:前桥钢板弹簧刚度比例系数、前桥减振器阻尼比例系数、前桥横向稳定杆扭转刚度、中桥前空气弹簧阻尼比例系数、中桥后空气弹簧阻尼比例系数、后桥前空气弹簧阻尼比例系数、前桥车轮前束角、轮胎最小偏移角。通过对这八个参数进行优化,对优化后的整车模型在ADAMS/Car中进行稳态回转仿真分析,比较优化前后模型的仿真分析结果优化后的整车模型的操纵稳定性得到了较好的改善。综上所述,优化能够在一定程度上提高汽车的操纵稳定性。