整车操纵稳定性仿真分析报告分析解析

L11整车操纵稳定性仿真分析报告

（HB11A/HB12A

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简式国际汽车设计（北京）有限公司

L11整车操纵稳定性仿真分析报告（HB11A/HB12A

1.定半径稳态圆周试验

1.1试验方法

HB11A处于满载状态，沿半径为 40m的定半径圆周进行回转运动，开始以最低稳定速度进入圆周，找准方向盘的位置，使汽车可以沿圆周进行回转运动，开始记录，然后缓慢连续而均匀地加速（纵向加速度不超过0.2 m/s2），加速的同时调整方向盘转角以维持定半径圆周运动，这个过程中车辆不应超岀车道0.5 m，直至不

能维持稳态定半径圆周运动条件时或受发动机功率限制所能达到的最大侧向加速度为止。记录整个过程，建议使用满足试验条件的最高档位。试验按向左转和向右转两个方向进行，每次试验开始时车身应处于正中位置。

1.2数据处理

“方向盘转角一一侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为0.25g时的曲线斜率。

图1方向盘转角一侧向加速度（左转）

从图1计算得到左转不足转向梯度为137o/g

图2方向盘转角一侧向加速度（右转）

右转不足转向梯度为 134.5o/g，则HB11A平均不足转向梯度为 135.75o/g。

HB11A的角传动比约为 23.333，则不足转向梯度/转向系角传动比为 5.817o/g。

“质心侧偏角一一侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为0.25g时的曲线斜率。

图3质心侧偏角——侧向加速度（左转）左转侧偏角梯度为 5.987 o/g。

图4 质心侧偏角一一侧向加速度（右转）

右转侧偏角梯度为 5.987o/g，则HB11A平均侧偏角梯度为 5.987o/g。

“车身侧倾角一一侧向加速度”拟合曲线线性部分的斜率，取侧向加速度为0.25g时的曲线斜率。

图 5 车身侧倾角——侧向加速度（左转） 左转侧倾角梯度为 8.995o/g 。 图 6 车身侧倾角—侧向加速度（右转）

右转侧倾角梯度为 8.94o/g ，则HB11A 平均侧倾角梯度为 8.967o/g 。

2. 方向盘转角阶跃输入试验 2.1 试验方法

HB11A 处于满载状态，以 70 km / h 的车速稳定直线行驶，开始记录数据，以尽可能快的速度 （阶跃时间

为0.4s ）转动方向盘，达到预定的转角，保持方向盘转角不变直至汽车恢复稳定状态，试验过程中油门踏板开 度应尽可能保持

不变。方向盘转角初始值是 10°，每次增加 5°，直到车辆达到附着极限，试验分为向左、

向右两个方向进行。

2.2 数据处理

—方向盘转角滞后时间

横摆角速度达到 50%稳态值时相对于方向盘转角达到

50%阶跃值时的滞后时间。

图 7 0.3g 时横摆角速度—方向盘转角滞后时间 左转时，横摆角速度——方向盘转角滞

后时间为 0.0308s 右转时，横摆角速度——方向盘转角滞后时间为 0.0312s HB11A 横摆角速度——方向盘转角平均滞后时间为 0.031s

图 8 0.4g 时横摆角速度—方向盘转角滞后时间 左转时，横摆角速度——方向盘转角滞

后时间为 0.0326s ； 右转时，横摆角速度——方向盘转角滞后时间为 0.0331s ； HB11A 横摆角速度——方向盘转角平均滞后时间为 0.03285s 。

——方向盘转角滞后时间

侧向加速度达到 50%稳态值时相对于方向盘转角达到

50%阶跃值时的滞后时间。

图 9 0.3g 时侧向加速度——方向盘转角滞后时间

左转时，侧向加速度——方向盘转角滞后时间为 0.1127s ； 右转时，

侧向加速度——方向盘转角滞后时间为 0.1137s ；

HB11A 侧向加速度——方向盘转角平均滞后时间为

0.1132s 。

图 10 0.4g 时侧向加速度——方向盘转角滞后时间

左转时，侧向加速度——方向盘转角滞后时间为 0.1397s ； 右转时，侧向加速度——方向盘转角滞后时间为

0.1408s ；

HB11A 侧向加速度——方向盘转角平均滞后时间为 0.14025s 。

方向盘转角滞后时间

车身侧倾角达到 50%稳态值时相对于方向盘转角达到 50%阶跃值时的滞后时间。

0.3g 侧倾角——方向盘转角滞后时间

0.1733s ；

0.1741s ； HB11A 侧倾角一一方向盘转角平均滞后时间为

0.1737s 。

图12

0.4g 侧倾角——方向盘转角滞后时间

左转时，侧倾角一一方向盘转角滞后时间为

0.1773s;

图 11 左转时，侧倾角——方向盘转角滞后时间为 右转时，侧倾角——方向盘转角滞后时间为

右转时，侧倾角一一方向盘转角滞后时间为0.1779s;

HB11A侧倾角一一方向盘转角平均滞后时间为0.1776s。

--- 方向盘转角滞后时间

质心侧偏角达到 50%稳态值时相对于方向盘转角达到50%阶跃值时的滞后时间。

图13 0.3g侧偏角----- 方向盘转角滞后时间

左转时，侧偏角——方向盘转角滞后时间为0.1408s ；

右转时，侧偏角——方向盘转角滞后时间为0.1411s ；

HB11A侧偏角一一方向盘转角平均滞后时间为0.14095s。

图14 0.3g侧偏角----- 方向盘转角滞后时间

左转时，侧偏角一一方向盘转角滞后时间为0.1698s ；

右转时，侧偏角一一方向盘转角滞后时间为0.1702s ；

HB11A侧偏角一一方向盘转角平均滞后时间为0.17s。

3.转向回正性能试验

3.1试验方法

HB11A处于满载状态，沿半径为20m的圆周行驶，调整车速，使侧向加速度达到4±0.2m/s2，固定转向盘转角，稳定车速并开始记录，驾驶员突然松开转向盘，至少记录松手后4s的汽车运动过程。记录时间内油门开度保持不变。试验按向左转与向右转两个方向进行，每个方向三次。

3.2数据处理

图15 车辆轨迹

图16 侧向加速度时间历程

图17车速及油门开度时间历程

图18横摆角速度变化曲线

松开方向盘3s时刻的横摆角速度值（包括0值）。左转时，残留横摆角速度为0.4011O/S；

右转时，残留横摆角速度为0.4363O/S；

HB11A平均残留横摆角速度为0.4187O/S。

横摆角速度响应第一个峰值超过新稳态值的部分与初始值之比。

左转时，横摆角速度超调量为 55.813% ; 右转时，横摆角速度超调量为 55.759%。

HB11A平均横摆角速度超调量为55.786%。

式中：f0 ――横摆角速度自然频率，Hz

A j ――横摆角速度响应时间历程曲线的峰峰值，（o） /s

"：t j ――横摆角速度响应时间历程曲线上两相邻波峰的时间间隔，s

n ――横摆角速度响应时间历程曲线的波峰数左转时，横摆角速度自然频率为0.7719Hz ;

右转时，横摆角速度自然频率为0.7447Hz ;

HB11A平均横摆角速度自然频率为0.7583Hz

' 1

衰减率D =———