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空气弹簧具有变刚度、低自振频率等特性。空气悬架可以更好的传递作用力,衰减振动,不仅可以提高整车操稳性,而且还可以提高乘员舒适性。但空气悬架只能传递垂向力,因此整车布置时需要设计导向机构。导向机构设计合理与否,对轮胎磨损及整车操纵稳定性具有很大的影响。虚拟技术的发展,为更优、更快的汽车设计及性能优化提供了可能。 以某空气悬架大型客车为研究对象,首先探讨了国内外空气悬架应用现状,在此基础上围绕空气弹簧工作特性及工作原理,以商家提供的客车为原型,应用多体动力学软件ADAMS/Car,建立包括悬架系统、转向系统、轮胎系统等在内的动力学模型,并调试整车参数装配整车。 随后以空气悬架系统导向机构空间位置作为设计变量,运用INSIGHT模块,对前轮不同定位参数进行灵敏度分析,最终确定需要优化的参数:前轮外倾角、前束及轮距。运用DOE优化方法对变量进行实验设计及回归分析,并考虑3个优化目标的权重,优化前悬导向机构硬点。结果表明,优化后的空气悬架轮跳试验时,外倾角变化范围缩小27.8%,前束变化范围缩小36.9%,前轮轮距变化范围也明显减小,导向机构设计更加合理。 最后,阐述客车操作稳定性评价体系,并以包括稳态回转试验、蛇形试验在内的4个试验为依据,以国标试验为标准对整车进行操纵稳定性仿真分析。分析不同操稳性试验评价指标,如横摆角速度、不足转向度等,并对仿真结果进行评分。为保证仿真结果的准确性,进行稳态回转试验实车验证,通过稳态回转实车试验及仿真试验对比表明,仿真试验误差控制在2%以内,验证仿真模型及优化结果正确性同时,考察了该客车的操纵稳定性,为大客车操稳性的评价体系及技术改进提供参考依据。