基于Adams Car的驱动轴运动仿真

王彬，陈运涛

（长城汽车股份有限公司技术中心 河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

基于Adams Car的驱动轴运动仿真

王彬，陈运涛

（长城汽车股份有限公司技术中心 河北省汽车工程技术研究中心，河北 保定 071000）

运用多体动力学软件Adams中的Car专业模块对麦弗逊悬架车型的驱动轴进行运动仿真，根据仿真结果验证在极限工况时驱动轴的角度和滑移量是否满足设计要求。

Adams/Car；驱动轴；建模；仿真

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2016.10.030

CLC NO.: U463.33 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)10-95-03

前言

驱动轴用于不同轴心的两轴之间及在车辆行驶过程中相对位置不断变化的两轴之间传递动力。车辆在行驶过程中，发动机前置前轮驱动，前轮既驱动又转向。车辆在跳动和转向时，车轮轴线和变速器输出轴线之间的夹角，车轮与变速器之间的距离也在不断发生变化。为避免在运动过程中驱动轴两端节型工作角度过大或驱动轴出现脱出、顶死现象，需要对驱动轴运动过程进行校核，验证工作角度和滑移量是否满足设计要求。

本文应用Adams/Car对麦弗逊前悬架车型的驱动轴运动过程进行仿真分析。

1、模型建立

Adams/Car采用自上而下的建模方式，从模板到子系统，最后到总成装配。本文前悬仿真模型包括前悬架子系统和转向子系统。建模时根据实车测量参数完成各子系统的建模，由通讯器完成各子系统间的动力学和运动学定义，最后通过装配前悬架子系统、转向子系统及试验台完成前悬装配模型定义。

1.1 前悬架模板建立

将Adams/Car的权限定义为专家模式，在Template Builder（模板建模器）中建立麦弗逊前悬架模板。麦弗逊悬架模板主要部件包括：减振器、弹簧、转向节、下摆臂。减振器一端连接车身，另一端连接转向节。弹簧和减振器采用不同轴布置，弹簧上下安装点根据CATIA实车模型测量获得。下摆臂一端连接副车架，另一端连接转向节。因动力总成未按照对称布置，故驱动轴按照较短一侧硬点进行建模。模板建立完成后，对各部件进行约束，弹簧和减振器属性文件根据厂家提供数据进行定义。创建后的麦弗逊前悬架模板如图1所示。

1.2 转向系统模板建立

Adams/Car中的转向系统模板包括齿轮齿条式转向器和平行连杆式转向器两种。本文车型采用齿轮齿条式转向器，各硬点通过CATIA对实车模型测量获得。齿条行程、方向盘最大转角根据设计参数确定。本文车型具备转向助力功能，需在转向子系统中将转向助力激活。创建后的转向系统模板如图2所示。

1.3 前悬模型装配

通过上述建立的前悬架模板和转向模板建立前悬架和转向子系统。上述子系统建立完成后，通过建立通讯器定义各子系统和试验台的连接，从而完成前悬模型的装配。创建后的前悬装配模型如图3所示。

2、仿真分析

在进行仿真之前首先设置整车参数，具体参数见表1。

2.1 模型运动仿真

本文麦弗逊前悬模型仿真试验在双轮平行轮跳（Parllel Wheel Travel）工况下进行，同时配合转向系统对驱动轴进行不转向、左转向和右转向三种工况下的运动仿真。双轮平行轮跳仿真参数设置为：上跳（轮心）行程为88.989mm，下跳（轮心）行程为-86.933mm，转向器行程为0/±72mm（左转极限对应转向器行程+72mm，右转极限对应-72mm，不转向为0mm），参数设置完成后，开始对前悬模型进行仿真。

表1 整车仿真参数

2.2 仿真结果分析

仿真完成后，在Adams/PostProcessor模块查看仿真结果。因在Adams/PostProcessor模块中默认的Request中没有测量驱动轴运动角度和滑移量的命令，上述命令需在Template Builder（建模器）中建立前悬架模板时完成。

驱动轴球笼节型分为固定节（车轮端）和移动节（变速器端），如下不做赘述，厂家提供驱动轴移动节转角位移关系见图4。

（1）移动节转角校核

根据厂家提供的转角位移关系图，要求移动节夹角安全余量应不小于4.5°。从移动节转角仿真曲线（图5）可以看出，车轮在下跳左转极限工况时驱动轴移动节处的夹角最大，数值为16.894°，该校核结果满足图纸设计要求。

（2）移动节滑移量校核

根据厂家提供的转角位移关系图，移动节滑移距离余量不小于5mm。从移动节滑移仿真曲线（图6）可以看出，在下跳不转向工况时驱动轴移动节处的滑移量最大，数值为-2.272mm，该校核结果满足图纸设计要求。

（3）固定节转角校核

Kinematic Simluation of drive shaft based on Adams/Car

Wang Bin, Chen Yuntao
( R&D Center of Great Wall Motor Company, Automotive Engineering Technical Center of Hebei, Hebei Baoding 071000 )

Using Adams Car to carry out kinematic simulation for the drive shaft of a macpherson suspension model. According to the simulation results verify in limit condition when the drive shaft angle and slip whether meet the design requirements.

Adams/Car; Drive shaft; Modeling; Simulation

U463.33

A

1671-7988(2016)10-95-03

王彬，男，（1987-）助理工程师，硕士，就职于长城汽车股份有限公司技术中心，主要负责底盘悬架设计开发。