L11整车操纵稳定性仿真分析报告（HB11A/HB12A编制（日期）____________________________校对（日期）____________________________审核（日期）____________________________批准（日期）____________________________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/HB12A1.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120.4g 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，HzA 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，sn ――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 =———Z A jj 4式中：A l ――横摆角速度响应历程曲线的第一个峰峰值，（o） /S可得相对阻尼系数ln(1_D')]2 1左转时，横摆角速度相对阻尼系数为0.1992 ；右转时，横摆角速度相对阻尼系数为0.1961 ；HB11A平均横摆角速度相对阻尼系数为0.1976式中：E r ――横摆角速度总方差，Sr i ――横摆角速度响应时间历程曲线瞬时值，（o） /s――横摆角速度响应初始值，（o）/sn ---- 采样点数A t――采样时间间隔，s 左转时，横摆角速度总方差为0.4722s；右转时，横摆角速度总方差为0.473s;HB11A平均横摆角速度总方差为0.4726s4.中间位置转向试验4.1试验方法HB11A处于满载状态，以 70 km / h的固定车速直线稳定行驶，以0.2Hz的频率进行连续的正弦曲线方向盘转角输入，产生的最大侧向加速度为0.25g，正弦输入以外的过程中要始终保持方向盘转角不变，试验过程中，转向角最大幅度和方向盘中心位置的角速度应尽可能稳定。

此外，油门踏板位置变化应保持最小，与车速限值要求保持一致。

4.2数据处理—方向盘转角图19侧向加速度一方向盘转角转向灵敏度：方向盘最大转角的士20%范围内的曲线平均斜率，为0.0036g/o最小转向灵敏度：侧向加速度在士 0.1g范围内内的曲线最小瞬间斜率，为0.0036g/o。

侧向加速度为 0.1g时的转向灵敏度：远离转向中心侧向加速度为0.1g时的曲线斜率，为0.0038g/o。

转向线性度：最小转向灵敏度与侧向加速度0.1g时的转向灵敏度的比值，为0.9474。

转向迟滞：在侧向加速度为士0.1g范围内的曲线区域面积，为 3.166o g方向盘平均转角静态区：转向迟滞除以0.2g，为15.83O。

方向盘转角图 20 横摆角速度——方向盘转角横摆角速度响应系数：方向盘最大转角的±20%范围内的曲线平均斜率，为 0.1 1/s。

5.扫频试验5.1 试验方法HB11A处于满载状态，以 70 km / h车速稳定直线行驶，开始记录数据，给方向盘转角正弦扫描输入，频率范围从0.2Hz到4Hz连续变化，转向幅度使侧向加速度峰值达到0.25g，试验过程中油门开度保持不变。

5.2数据处理—方向盘转角图 21 侧向加速度 v —方向盘转角初始增益为 0.0034g/o,最小增益频率为 2.9053Hz。

—方向盘转角图 22 横摆角速度—方向盘转角初始增益为 0.0957 1/s，最大增益频率为 1.4893Hz，放大率为 2.3762—方向盘转角图 23 侧偏角—方向盘转角初始增益为 0.0088，最大增益频率为 1.3428Hz，放大率为 2.6818。

—侧向加速度图 24 侧倾角—侧向加速度初始增益为 8.673o/g。

6.平顺性脉冲输入试验6.1 试验方法采用如图 25 所示三角形状的凸块作为脉冲输入，将凸块放置在试验道路（干燥平整长直的水泥路面或者沥青路面）中间，并按汽车轮距调整好两个凸块间的距离，为保证汽车左右车轮同时驶过凸块，应将两凸块放在与汽车行驶方向垂直的一条线上。

图 25 三角形状的凸块示意图图 25 中： h ——80mm；B ——按需要而定，但必须大于轮宽。

HB11A处于满载状态，分别以 10、20、30、40、50、60 km/h的实验车速直线匀速驶过凸块，在汽车通过凸块前 50m 应稳住车速和方向盘，并启用测速装置测量车速。

当汽车前轮接近凸块时开始记录，待汽车驶过凸块并冲击响应消失后，停止记录。

6.2数据处理各测点在不同车速下的最大垂直加速度的绝对值如表1所示:7.仿真试验结果汇总(1)(2)驾驶员底部地板处最大垂直加速度的绝对值一一车速图27驾驶员底部地板处最大垂直加速度一车速(3)货箱地板中心处最大垂直加速度的绝对值一一车速图28货箱地板中心处最大垂直加速度一车速(4)货箱地板距前边板、左边板各300mm处最大垂直加速度的绝对值——车速图29货箱地板距前边板、左边板各300mm处最大垂直加速度一车速(5)货箱地板距前边板、右边板各300mm处最大垂直加速度的绝对值一一车速图30货箱地板距前边板、左边板各300mm处最大垂直加速度一车速⑹货箱地板距后边板、左边板各300mm处最大垂直加速度的绝对值——车速图31货箱地板距后边板、左边板各300mm处最大垂直加速度一车速⑺货箱地板距后边板、右边板各300mm处最大垂直加速度的绝对值一一车速图32货箱地板距后边板、右边板各300mm处最大垂直加速度一车速8.结论本仿真模型中，轮胎、衬套等对操纵稳定性和平顺性有重要影响的参数未能获取，只能以较接近的经验数据代替；后桥板簧仅复现了主副簧刚度，并未考虑片间摩擦；整车转动惯量无法应用SAE经验公式估算，只能人为按数量级近似。