硬點調整對KC特性的影響（一）

寫在前面

這篇文章是我在東家技術職稱升級所用的文章，寫的觀點是否正確，還請各位業界人士多多指正。當然硬點調整大多數人是反對的，一套成熟的硬點，你隨便調整，出了問題怎麼把控。如果一定是這個觀點，那下面就沒法聊了，呵呵。各位大神見諒，能不能調，先看看硬點調整對KC特性的影響吧。

什麼時候涉及到動硬點，逆向開發的時候，還有就是同平台出新車型，硬點需要根據整車尺寸調整的時候。業界比較流行的是靈敏度分析法，我用一種比較基礎的方法，描述一下硬點對KC特性的影響。這種方法是受車和家性能工程師雷工所使用方法的啟發，先行感謝。

正文

話不多說，現在開說。通過對底盤架構尺寸調整得到新平台底盤硬點是現階段常用的懸架硬點開發方案。這種開發方案可以避免因為硬點設計不合理而導致後期操穩性能不達標，減少後期工作的反覆。懸架的KC特性對整車操縱穩定性能有直接影響，硬點決定了懸架的K特性，因此需要首先針對懸架K特性對硬點進行優化設計，待硬點初步設計完成後，可通過調整懸架彈性元件參數，來滿足C特性指標要求。本文通過變化趨勢分析和靈敏度分析兩種方法，對平台新車型底盤架構尺寸調整後的底盤硬點進行優化分析。

說到調整硬點，我們常見的流程一般是：

1. 根據整車設計要求，調整底盤平台架構尺寸，如調整整車姿態、整車尺寸、底盤懸架的硬點平移、輪心上下跳動行程等；

2. 設置KC特性目標，作為硬點調整依據，目前的開發方法選擇以原平台車型為基礎，結合其KC分析結果進行目標優化；

3. 調整優化經底盤平台架構尺寸調整以後的懸架硬點，以獲得理想的KC特性。

1 底盤架構調整方案

根據整車尺寸的設計要求，底盤平台化架構調整的方案主要有在原底盤平台基礎上的輪距加寬，軸距加長，輪心抬高或降低等變化。

1.1 輪距調整

輪距調整的方案常見的有3種：

1. 單側懸架硬點Y向平移；

2. 懸架桿系內點不變，外點隨轉向節隨輪距調整變化，即調整桿系長度；

3. 調整轉向節輪轂軸承安裝面或者輪輞偏距。

1.1.1 單側懸架硬點Y向平移

如圖所示硬點Y向平移，實現輪距的調整，可以最大程度保證KC特性與原平台一致，降低因KC特性的變化而造成的風險。

此方案需要調整主要零部件是車身總成，可以最大程度的滿足新平台與原平台導向機構零部件（懸架桿系）的共用，減少設計開發成本。由於副車架與車身縱梁的關係，此方法可以配合整車加大機艙寬度，有利於更換動力總成後機艙零部件的布置。

1.1.2 調整懸架桿系長度

懸架桿系與副車架的連接點不變，通過調整懸架桿系外點，實現輪距的調整，如圖所示：

再來個麥弗遜的：

此方法會影響前束及外傾變化率。如圖所示前束變化特性曲線：

上圖為某車型採用懸架桿系加長的方法調整輪距後得到的前束變化曲線，紅色實線為桿系加長後前束變化曲線，可見變化趨勢變緩。通過模擬，側傾中心高度由138mm變為136mm。

該輪距調整方案涉及到的主要零部件是各個連桿及控制臂，對於麥弗遜懸架來講主要是下擺臂以及轉向拉杆的長度，在整車尺寸需要加寬加長，車身縱梁不做調整的前提下，可以給前懸架調整車輪轉角更大的空間，允許更大尺寸輪胎且整車轉彎直徑滿足設計要求。

1.1.3 其他方案

1. 調整轉向節輪轂軸承安裝面

轉向節是懸架各桿系與車輪的連接機構，可以通過調整軸承安裝面與各桿系外點的距離，來實現輪距小範圍的調整。

轉向節的結構和尺寸需要調整，相對於下面提到的修改輪輞偏距方案，可以保證車輪中心與軸承中心的相對位置不變，從而保證軸承的設計壽命。

2. 修改輪輞偏距

開發新的平台車型，輪輞造型都會做出調整，在較小的輪距變化需求時，可考慮修改輪輞偏距，此方法可以最大限度保證懸架及輪邊零部件共用。但需要調整車輪中心與軸承中心的相對位置關係，此處不一定變差，一般要求車輪中心與軸承中心的偏距≤10～15mm，過大的輪轂軸承偏距需要進行壽命校核。

1.2 軸距調整

軸距調整一般採用前後懸架硬點X向平移的方法（如圖所示），需要參考原平台進行轉向阿克曼率、車輪轉角、最小轉彎直徑、傳動軸角度的校核。

1.3 輪心高度調整

常見的輪心高度的變化方案有：硬點整體Z向平移；輪心按原懸架硬點上下跳動。

1.3.1 硬點整體Z向平移

懸架整體上下平移（如圖2-6），需要調整副車架與車身安裝結構和尺寸，同時需要根據懸架跳動行程的需要校核懸架桿系與車身關係，一般車身縱梁結構會隨懸架上下平移同時調整。此方案可以保證懸架特性與原平台保持一致，同時保證了平台車型的零部件共用，缺點是下車身配合結構修改量較大，同時大多數的懸架平移對離地間隙的調整量無貢獻。使用懸架平移的方案，要關注質心與側傾中心的關係，最大側傾增益會有所變化。

1.3.2 輪心跳動

輪心上下跳動得到新車型的輪心設計位置（如圖所示），使新車型與原平台車型的KC特性曲線一致。設計位置調整，即新舊車型運用了相同KC特性曲線的不同區間。此方案可以保證懸架零部件與原車型保持一致，同時會有利於離地間隙調整，但設計位置使用的KC特性區域可能不如原車型的理想。

以某車型為例，輪心下跳10mm，外傾變化曲線調整前後對比如圖所示，變化曲線隨輪心跳動發生水平平移：

1.4 小結

目前底盤平台硬點設計的主要方法是選用現有成熟車型的硬點，參考其懸架的相關結構尺寸、性能參數設定，主要方法有：

1. 懸架硬點相對位置不發生變化，對於獨立懸架的單側硬點，通過整體X Y Z三個方向的平移，來實現平台變化要求，這種方法能最大限度的保證原平台懸架硬點的KC特性，可適當根據需要調整側傾中心和縱傾中心，根據整車尺寸調整阿克曼率以及轉向器行程。

2. 懸架硬點因零部件共用、整車尺寸姿態、離地間隙等要求，相對位置有明顯調整，需根據懸架的KC特性曲線調整硬點，保證與原平台懸架特性趨近一致，或者達到設計目標調整要求。

根據整車要求調整完底盤架構尺寸之後，都需要根據懸架KC特性調整懸架硬點，下文針對KC特性進行硬點調整的方法進行討論。

2 硬點調整對KC特性影響的分析方法

底盤平台架構調整完以後，需要對KC特性進行校驗，對於不滿足目標特性的指標要進行優化。平台硬點變化方案若是平移，KC特性與原平台車型不會有太大變化，則整車操穩性能與原平台車型也不會有較大出入。

如果根據新平台車型整車尺寸的調整需求，懸架硬點之間相對位置有調整，即非平移方案，為保證硬點決定的KC特性滿足設定目標，需要對硬點的位置做出調整，根據前後分析結果的對比，從而做出針對KC特性的優化分析。

本文用到主要是以下兩種方法：

1. 分析各硬點參數變化對KC特性變化趨勢的影響。通過調整各硬點的XYZ坐標值，觀察相應KC特性曲線的變化，直觀得到硬點變化對KC特性的影響，並利用對變化趨勢的影響結果調整硬點，以滿足KC特性要求。

2. 分析各硬點參數變化對KC特性變化的靈敏度。通過ADAMS/Insight模塊設計試驗（DOE），得到各硬點對KC特性變化的靈敏度，根據靈敏度對硬點進行調整，達到滿足KC特性要求的目的。

懸架的硬點調整對懸架K特性影響比較大，首先針對懸架K特性對硬點進行優化設計，硬點初步設計完成之後，可以通過調整懸架彈性元件參數，來滿足C特性的指標要求。以下章節主要以K特性分析為主，驗證硬點對懸架特性的影響。

3 硬點參數對KC特性變化趨勢影響分析

3.1 變化趨勢影響分析方法

前面說了一大堆，終於說到了文章的正題，這一節我們以麥弗遜前懸架為例進行分析，通過調整轉向拉杆內點Y向坐標值，研究硬點調整對KC特性變化趨勢影響分析的方法。

3.1.1 麥弗遜前懸架硬點參數

下表為某車型參考歐藍德PHEV麥弗遜前懸架的硬點，調整轉向拉杆內點，研究其調整對懸架KC特性的影響。

首先根據硬點建立前懸架ADAMS動力學模型：

最終建立模型如圖所示：

3.1.2 硬點對KC特性的變化趨勢影響分析

根據上文建立的模型，設置平跳及轉向模擬，針對生成的分析結果對硬點再進行調整優化。本節通過對轉向拉杆內點Y坐標調整分析對KC特性的變化趨勢影響。

如下圖所示，通過Y向（-5，+5）範圍內的調整，可以觀察前束隨輪跳的曲線變化趨勢：

轉向內外輪轉角變化如圖所示：

阿克曼率變化如下：

最小轉彎直徑：

通過分析，可以得到以下結果：

通過觀察轉向拉杆內點對懸架KC特性的影響可以確定：

1. 轉向拉杆內點外點XYZ三個坐標對前束變化、轉向特性的影響較為明顯，對外傾變化、主銷後傾變化、主銷內傾變化、側傾中心高度幾乎無影響。

2. 提升阿克曼率與減小最小轉彎直徑並不是矛盾的兩個方向，如果輪胎包絡與車身間隙限制了外輪轉角，可以通過增大內輪轉角的方法，同時提高阿克曼率，降低最小轉彎直徑。

3.2 麥弗遜懸架硬點對KC特性的變化趨勢影響分析

3.2.1 轉向拉杆硬點

按照前面章節中的方法，可以得到轉向拉杆內點XYZ三向坐標對主要參數的影響。得到如下結果：

今天這篇先聊到這裡，寫了這麼長總算有點正題的內容，感覺有沒有點用，歡迎各位知友來噴。下面第二篇，會就麥弗遜懸架的硬點對KC特性的影響都用圖示的方法分析一下。

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