力帆620操控性和稳定性研发独家揭秘(图)

　　近日，有消息称力帆汽车的第二款完全意义上的新车力帆620即将于四月的北京车展上市。对于自主品牌力帆的第二款新车大家都非常期待。昨日，记者走访了力帆汽车设计研究院，对该车的设计研发过程以及实验进行了了解，对此，我社将对力帆620轿车操控性、稳定性的模拟实验进行独家披露。

　　力帆620轿车建模初期，为了使整车在操控性和稳定性上达到一个良好的状态，设计人员运用多体动力学分析软件ADAMS对整车动力学模型进行了稳态回转、转向盘角阶跃、转向盘角脉冲和蛇形试验工况的仿真分析。

　　一、整车操纵稳定模拟实验

　　整车操纵稳定模拟实验是把假设的簧载质量看作一个刚体，通过刚体之间的柔性连接采用的非线性弹性橡胶衬套(bushing)来模拟其在实际工况下的动力学特性。首先在完成各个子系统建模后，需将它们装配成一辆整车。装配完成后的虚拟样机模型如下图所示：

　　（整车仿真模型）

　　整车仿真模型建立好后，再运用计算机进行了稳定回转、转向盘角阶跃、转向盘脉冲、蛇形实验几个项目测试。

　　稳态回转特性是评价汽车性能的重要指标之一。在实车稳态回转试验中，首先应确定当汽车以最低稳定车速行驶转弯半径恰好为 15 米时的方向盘转角，然后保持此方向盘转角不变，车速从零开始均匀持续地增加，直至汽车的侧向加速度达到6.5m/s2 为止。仿真过程中我们首先在较低车速下改变转向盘转角来得到转弯半径为15米时的方向盘转角，最终得出转角为198deg。以下是模拟实验中轿车的运动轨迹图。

　　（力帆620轿车运动状态图线）

　　转向盘角阶跃输入试验是评价汽车性能的重要指标之一。试验时车速按被试汽车最高车速的70％并四舍五入为10的整数倍确定（140km/h），汽车以试验车速直线行驶，经过 0.2～0.5s，以尽快的速度（起跃时间不大于 0.2s 或起跃速度不低于200°/s）转动转向盘，使其达到预先选好的位置并固定数秒钟（待所测变量过渡到新稳态值），停止记录。记录过程中保持车速不变。

　　转向盘角阶跃输入试验是评价汽车性能的重要指标之一。试验时车速按被试汽车最高车速的70％并四舍五入为10的整数倍确定（140km/h），汽车以试验车速直线行驶，经过 0.2～0.5s，给转向盘一个三角脉冲转角输入，并迅速转回原处保持不动，记录全部过程，直至汽车回复到直线行驶位置。转向盘转角输入脉宽为0.3～0.5s，其最大转角应使本 4m/s2。

　　蛇形试验是评价汽车性能的重要指标之一。在实车蛇形试验中，首先设置6根标桩，桩距为 30m，试验时，以基准车速 65km/h 通过标桩区，同时记录各参数，然后提高车速继续进行试验，直至80km/h为止。

　　（蛇形运动图线）

　　模型中详细考虑了前后悬架系统、转向系统、轮胎以及各连接件之间弹性衬套等的影响，以确保模型的准确性和较高的分析精度。620在此次模拟测试中测试结果均达到测试限值，操纵稳定状态为优秀。

　　一、 操纵舒适性校核实验

　　校核设计车型仪表板上各操纵件和脚踏板的操纵舒适性，为布置提供依据。根据数据，将驾驶员手伸及界面值校核到测试标准值，使整车的操控舒适性得到保障。

　　手伸及界面

　　从上图可以看出，仪表板上各操纵件位于手伸及范围（图中黄色曲面）之内，满足方便性操纵要求。

变速手柄球头位置（俯视图）

变速手柄球头位置（侧面图）

　　从以上两图可以看出，变速手柄满足使用方便性要求。

　　使脚踏板距离满足舒适要求。

　　二、 上、下车方便性校核

　　汽车的侧位结构、B柱倾斜度和座椅布置直接影响驾驶员上、下车的方便性。此报告就是从这几方便进行校核，为车辆设计提供数据参考。

　　K值表示脚踏板和侧位顶部的横向距离。从上图可以看出，侧围顶部向内倾斜10度，驾驶员上身稍微倾斜即可方便入座。

　　从上图可以看出，B柱倾斜度为10.8度，驾驶员上身几乎不用前倾便可入座。

　　三、 视野校核

　　校核设计车型的前方视野、内外后视镜视野、仪表板盲区和刮刷面积，以确保车辆驾驶的安全性和方便性，并达到法规标准。

　　驾驶员前方180度范围内直线视野要求风窗玻璃透明区和A柱双目障碍角都必须达到技术要求才能满足驾驶员的正常行驶需要，为行车安全提供保障。

　　（风窗玻璃透明区）

（A柱双目障碍角）

　　经过校对，驾驶员前方视野180度范围内，在通过V1的水平面下方和通往V2的三个平面上方的范围内，除了A柱、三角窗分隔条、车外无线电天线、后视镜和风窗玻璃刮水器等造成的障碍外，不得有其它的障碍。校对结构如下：

　前视野（侧视图）

前视野（正视图）

　　内后视野要求，驾驶员借助内后视镜必须能在水平路面上看见一段宽度至少为20M的视野区域，其中心平面为汽车纵向基准面，并从驾驶员的眼点后60M处眼神至地平线。

顶盖障碍（侧视图）

顶盖障碍（后视图）

　　从以上两图可以看出，内后视镜视野满足法规“在眼点后60M开外看到20M视野区域”的要求：内后视镜视野障碍包括后排左侧头枕和顶盖后部，但是头枕障碍入射光线自眼点后60M地面以下，属于假障碍。只有顶盖后部构成视野障碍，经校核，障碍占视野比例的10％座椅，同样符合法规要求。

　　外后视镜视野要求，驾驶员借助外后视镜必须能在水平路面上看见一段宽度至少为4M的视野区域，其右边与汽车纵向对称基准面平行且与汽车左边最外侧点相切，并从驾驶员眼点后20M处延伸至地平线。此外，驾驶员借助外后视镜必须能在水平路面上看见一段宽度至少为1m的路面区域，其右边与汽车纵向对称基准面平行，且与汽车左边最外侧相切。

外后视镜视野（俯视图）

外后视镜视野（眼点后4m处视图）

　　刮水器的刮刷面积不得小于A区域的98％，B区域的80％。校核结果如下：

刮刷面积

　　力帆620在建模初期通过以上的模拟实验对汽车汽车的舒适性和稳定性进行了校核，有效的克服了汽车设计初期未见的一些设计问题，大大提高了力帆轿车的实用性和舒适性。