【技研】整车四轮定位参数公差校核

四轮定位是通过悬架系统各部件的作用使轮胎相对整车坐标系有一定的角度，保持正确的四轮定位角度可保证车辆的直线行驶性和操控稳定性，可以减小转向阻力以及提供转向后的回正力，更可确保轮胎与地面紧密接合，提供更大的轮胎抓地力，并且减少轮胎的不当磨耗及吃胎，保证转弯时的稳定性。

然而在实际生产中，为了使悬架元件不出现质量过剩，不受狭小公差限制生产。都要结合实际需求和零部件生产工艺来设定公差。例如，研究表明，当外倾角在+5分到+10分时，轮胎的磨损更均匀。而在-20分到+40分的范围之内能够达到轮胎90%的寿命，综合考虑，将外倾的公差值设定在±30分范围上。

同理，其余的前束、主销参数都会设定相应的公差。这些公差会通过悬架元件的公差以及偏心螺栓的调节量去保证。一般是在设定四轮参数公差以及零部件公差后进行校核确定零部件的公差是否可以满足四轮参数的公差。

校核方法一般有三种，今天小编以外倾角公差校核为例介绍一下这三种方法。

3.1影响车轮外倾角的主要零部件公差：

影响车轮外倾角的零部件公差主要为：副车架与摆臂安装点Y向公差、摆臂本体Y向公差。

3.2各点的影响情况与外倾公差的关系框图（以某车型双叉臂前悬架结构分析）：

外倾公差主要由以下两部分构成：

1、上摆臂A、B、C点由于各种原因的Y向尺寸公差形成的外倾公差；

2、下摆臂D、E、G、F由于各种原因的Y向尺寸公差形成的外倾公差。

3.3 零部件尺寸公差对外倾影响的校核：

（1）收集前悬架各零部件公差；

（2）建立悬架DMU模型，设置上摆臂与副车架安装点，上下摆臂与车轮连接点均为变量，变量值为零部件公差；

（3）在DMU模型中，测量在偏心螺栓偏心量范围内可调外倾角的变化量；

（4）对A、B、C、D、E、G、F六点的Y向公差，进行组合分析，确定出如下对外倾角影响最大的两种工况：

工况1 ：外倾最大工况：A、B点取上偏差；C、D、E、F取下偏差。

在DMU模型中，移动A点，沿A至BC的垂线方向正方向移动（A+B）点公差和的位移量，以D点为原点，沿ED连线方向负方向移动（E+D）公差和的位移量，以F点为原点，沿GF连线方向负方向移动（G+F）公差和的位移量；

（5）在上述步骤（4）完成的DMU模型中，测量外倾角大小。

（6）与车轮外倾角设计值做对比判定外倾角是否合格。

例如：测量值30′，设计值45′±15′，则可得出结论，零部件公差可以满足外倾角设定值。

（7）如上述第5项不合格，再考虑偏心螺栓的调节范围，进一步判定外倾角是否满足要求。

如：测量值为0′，设计值45′±15′，测量值不满足设计要求，但如果加上偏心螺栓可调节的外倾角变化范围（-30′至30′），实际外倾角的变化范围为（-30′至30′）。此范围与设计值有重合部分，则可得出结论，零部件公差可以满足外倾角设定值。

工况2：外倾最小工况：A、B点取下偏差；C、D、E、F取上偏差。

方法同工况1。只有两种工况下，同时满足外倾公差，才可以得出最终结论：零部件公差可以满足外倾角设定值。

此方法校核的原理为在ADAMS中以悬架硬点为设计因子，四轮参数为目标值，对悬架进行DOE仿真分析。得到每个硬点对四轮参数的灵敏度数据。再取出对每个四轮参数影响最大的硬点处公差进行校核。

前悬架的硬点如下图所示，取各硬点的X、Y和Z坐标为设计变量，目标值为前束toe、外倾camber、主销内倾kingpin_incl和主销后倾caster。

得到的结果如下图所示，表中的结果为各硬点每变化1mm对四轮参数的影响值。

对外倾的影响贡献度结果如下，可以看到，上摆臂外点、前下、后下摆臂内外点的灵敏度最大。那么，我们提取出这几个点的灵敏度做进一步分析。校核按下式进行：

零部件公差引起的四轮参数值=上摆臂外点灵敏度×该点公差+前下、后下摆臂内外点的灵敏度×各点公差。（注意灵敏度正负值）

由上式得出的结果再按照4.3中的（6）（7）项方法进行校核。

此方法为最常用方法，也是最准确的方法。由尺寸工程工程师按照整车装配工艺建立模型，输入各安装点公差、四轮参数设计值及公差，以及偏心螺栓调节量。然后可以直接输出，在此种零部件公差下，四轮参数超出设计范围的频率，如有超出即为不满足。

如下图，是某车型的计算结果，有14%左右的几率外倾角会超出范围值，零部件公差设定无法满足四轮参数。

以上三种方法中，尺寸工程3Dcs校核是最准确的，校核应该以此分析结果为准。DMU校核法和公差灵敏度校核法只适用于产品工程师做简易校核。在有尺寸工程师介入的情况下，最好由其建立3Dcs模型分析解决。