一种小型纯电动越野赛车操纵稳定性仿真分析

2024年4月6日发(作者：吉利最适合买的suv)

2020.18科学技术创新

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一种小型纯电动越野赛车操纵稳定性仿真分析

王竞雷雄邓均成

（四川工程职业技术学院，四川德阳618000）

摘要：以一种小型纯电动越野赛车为原型

，

利用多体动力学软件ADAMS/CAR建立整车模型

，

接着对赛车稳态回转试验和

缩

短了研发周期，转向盘角阶跃输入试验进行仿真分析，并根据仿真结果提出相应的改进措施，对赛车的设计与改进具有一定的

指导意义

。

关键词：电动赛车

；

ADAMS；操纵稳定性

中图分类号：U469.696文献标识码：A文章编号：2096-4390（2020）18-0189-02

原木、陡坡、泥泞等崎岖地形和

小型越野赛车要在岩石、沙丘、

良好的

越野条件下安全行驶，因此对其操纵稳定性有很高的要求

。

操纵稳定性充分体现了赛车的运动表现，保

障赛车在动态项目中

取得好成绩。在设计阶段运用多体动力学软件ADAMS对赛车整车

操纵稳定性进行仿真分析，从而获得赛车操纵稳定性能的相关影

响因素，有效指导赛车设计的进一步优化与改进。

1赛车整车模型建立

赛车是一个非常复杂的系统，建模时要忽略和简化对测量目

施

标值影响不大的零部件，通过确定各关键零部件的连接点位置、

编辑弹性衬

加各部件之间的约束副、建立各系统之间的连接端口

、

套、减震器、悬架弹簧等部件的特性曲线来搭建各个子系统模型

。

动力系统、车身系统、轮胎系统、

赛车整车可简化为前后悬架系统

、

制动系统

7个子系统。因形体对仿真结果没有影响

，所

转向系统、

将

以将车身系统简化成一个包含车身所有质量特性参数的球体

，

动力系统系统简化成一个包含其所有质量特性参数的质点

。

图1赛车整车虚拟样机

将各子系统在ADAMS/Car软件模块中联结形成整车虚拟样

首先

机，如图1所示。整车模型组装过程中需要反复调试与修改

，

转弯行

应对悬架系统进行调试，再对整车装配模型进行直线行驶

、

即可进行仿

（转下页

）

驶、加速行驶、制动行驶仿真的调试完善后

，

对PM2.5微颗粒的捕集手段比较全面

。该公司主要侧重于喷雾

（CN205341042U），该装置的烟道内交替设置5～20个阳极部件

凝聚，对于其他新型微颗粒捕集技术投入的相对较少。和阴极部件，每个阳极部件上设置有4～10根阳极电晕线和

水膜凝聚和喷雾凝聚技术是湿式电除尘中常用的技术，为5～11块阳极板，阳极电晕线位于相邻阳极板中间；每个阴极部

了解决对微细粉尘PM2.5、SO

3

酸雾和重金属等污染物去除效率件上设置有4～10块阴极板和5～11根阴极电晕线

，阴极电晕

且与

低的问题。

该公司于

2011年申请了专利CN202356193U,其采线位于相邻阴极板中间。阳极部件垂直焊接于烟道内壁

，

设置在所述喷雾管道上的

高压直流电源的接地端连接；用位于所述收尘极顶端的喷雾管道；阴极部件通过高压电缆线与高压

该专利

直流电源的负高压输出端连接，

且与烟道保持绝缘。本装置不

喷雾喷嘴；位于所述壳体的底端并与其相连的排液管

，

去除收尘极表面的

仅结构简单，

并具有双极

申请与现有技术采用振打装置振打收尘极

，

体积相对较小，且对颗粒物荷电充分

，

无需采用振

静电凝并效果

。

粉尘的方式相比，该实用新型提供的静电除尘器

，

打装置，避免了二次扬尘，进而减少了经过除尘后烟气的含粉

4结论及展望

其研发

尘量，使得除尘后的烟气满足了工业烟气PM2.5的排放标准

，

龙净集团专利布局侧重国内，国外布局较少或没有

；

即使得除尘后的烟气满足了工业废气的排放标准。2013年，该热点涉及电极板清灰和微颗粒捕集增效，其中微颗粒捕集增效

公司申请了专利CN203598944U，该实用新型用于湿式电除尘侧重于喷雾凝聚。由于国家政策的驱使及人们对环保的日趋重

在收尘极顶部设置

视，

龙净集团为

器的水膜均布装置，包括收尘极和喷水管

，

未来对微颗粒如PM2.5的除去仍将备受关注，

喷水管上间隔设置喷

了在行业更具有竞争力，喷水管，由喷水管作为收尘极悬吊装置

，

其需要在微颗粒捕集增效技术方面加

水小孔，喷水小孔喷水在收尘极上形成水膜

。针对实现喷雾的

大研发力度

。

该

超细雾化效果、喷嘴最佳排布和提高除尘效率的技术问题，

公司于2014年申请了适用于湿式电除尘器的螺旋式喷嘴及其

（

CN103962243A）排布方式，本发明提出的喷嘴适用于湿式电除

尘器，喷雾颗粒细小均匀，喷雾角度和散布范围大，能有效提高

湿式电除尘器集尘极冲洗效果，减少喷嘴数量，有效降低耗水

量，避免喷嘴磨损，提高除尘效率。

为了提高电凝聚效率，使粉尘充分扰流以增加碰撞频次

，

2015年，该公司申请了一种横向双极烟气电凝并装置

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科学技术创新2020.18

侧偏特性已进入非线性区域，R/R

0

、α

1

-α

2

与侧向加速度不再是线

性关系；稳定性因素K偏小，导致不足转向量偏小

。根据稳定性因

数的计算公式

：

K?

?

m

?

?

b

?

a

?

?

2

?

?

L

?

?

K

1

K

2

?

?

真分析

。

2赛车操纵稳定性仿真分析

本文以国家标准GB/T6323.6-1994和汽车行业标准QC/T

480-1999为参照，对赛车整车模型进行稳态回转试验和转向盘转

角阶跃输入试验仿真，并对操纵稳定性进行分析

。

运用已建立的整

2.1稳态回转试验仿真分析。按照国标要求

，

使它在转弯半径为

15车虚拟样机仿真模型，先给方向盘一个转角

，

米的圆周行驶状态中缓慢加速，待侧向加速度值达到6.5m/s

2

停止

仿真。输出转弯半径比R/R

0

、前后轴侧偏角差值α

1

-α

2

、车身侧倾

角Φ及稳定性因数K随侧向加速度a

y

的变化曲线如图2-5所

示。

其中，a、b为质心到前后轴的距离

，

K

1

、K

2

为前后轮胎的侧倾高

可以增大赛车的不足转向度；增大

度。因此，增大前轴荷分配比例，

后轴荷的分配比例，将会减小赛车的不足转向度。要减小轴荷转移

提高轮胎的侧偏刚度，从而提

的影响，可以采用断面较宽的轮胎

，

高赛车的操纵稳定性

。

给赛车

2.2转向盘角阶跃输入试验仿真分析

。参照国标要求，

22

每隔

0.5m/s进行一输入转角阶跃，稳态侧向加速度从1m/s开始，

消除转向盘

次试验，直至达到3m/s

2

；让赛车以试验车速直线行驶

，

自由行程并记录各测量变量的零线

，

0.2-0.5s后快速转动转向盘

，

达到预选位置时固定数秒，待所测变量过渡到新稳态值后停止记

录。仿真结果如图6、图7所示。

图2R/R

0

随a

y

的变化曲线

（纵坐标单位

g）图6左转侧向加速度

图3α

1

-α

2

随a

y

的变化曲线

图7左转横摆角速度

随着转向盘转角的增大，

由以上图线可以看出，车速不变时，

侧向加速度稳态值及横摆角速度稳态值增大。但是根据评分标准

计算出赛车的瞬态转向特性评分值较低，赛车响应时间偏长，会使

驾驶员感觉转向迟钝。因此，可通过采用具有更大侧偏刚度的后轮

轮胎、适当减小赛车的整车转动惯量来减小响应时间值

。

3结论

可

3.1稳态回转试验仿真结果显示，

赛车的不足转向量偏小，

通过采用断面较宽的轮胎、提高轮胎的侧偏刚度来改进。

赛车的瞬态转向特

图4椎随a

y

的变化曲线

3.2转向盘角阶跃输入试验仿真结果显示

，

减小整车转动惯量来

性评分值较低，可通过提高后轮的侧偏刚度、

改进。

参考文献

[1]郭孔辉.汽车操纵动力学[M].长春：吉林科学技术出版社

，

1991.

[2]陈军.技术与工程分析实例[M].北京：中国水利水电

出版社

，

2008.

[3]GB/T6323-1994.汽车操纵稳定性试验方法[S].

（

YJ2019KJ-08）基金项目

：

四川工程职业技术学院科研项目。

（

1988-）

讲师，硕士，

通讯作者：王竞，女，汉族，四川省德阳市

，

机械设计与制造、新能源汽车

图5稳定性因数K随a

y

的变化曲线

四川工程职业技术学院，研究方向

：

从图2和图3可以看出，当侧向加速度大于0.4g以后，因轮胎技术。