ATV悬架系统的设计优化及橡胶带式CVT性能实验研究

摘要

随着人们对休闲娱乐的重视,全地形越野车(其英文全称为All Terrain Vehicle,简称为ATV)在国内外得到了蓬勃的发展。随着市场竞争的日益激烈,对ATV的乘坐舒适性与越野性能等方面提出了越来越多的要求。本文以深圳某公司生产的ATV为研究对象,针对该车悬架系统和传动系统中出现的问题进行了改进设计。主要研究工作如下： 1)基于多体系统动力学方法,利用ADAMS/Car模块建立了ATV双横臂悬架系统和转向系统的运动学模型,采用多目标试验优化设计方法,对原车的悬架系统与转向系统进行了优化,并较好地解决了悬架跳动过程中车轮定位参数变化过大所造成的轮胎严重磨损的问题。 2)论述了车辆悬架系统弹簧和阻尼匹配设计理论,利用ADAMS/View建立了前、后悬架减振器和弹簧的动力学模型。对车辆前、后螺旋弹簧和减振器进行了匹配设计,得到悬架系统与整车的合理匹配方案。在匹配设计之后,进行了一系列的实车试验,验证了车辆的舒适性和操纵稳定性有较明显地改善。 3)ATV以橡胶带式无级变速器作为传动系统。通过CVT台架实验,研究了橡胶V带CVT的综合性能。从实验数据可以看出,在正常工作状态下该橡胶V带CVT的工作效率一般在80％附近波动。实验研究了使用不同的主动轮限位弹簧、离心飞锤和从动轮压扭弹簧对CVT性能的影响。实验结果表明,采用不同的组合并优化设计离心飞锤的质量以及弹簧的刚度等参数,可以找到进一步提高橡胶V带CVT工作效率的有效途径,为设计高效率的橡胶V带式CVT提供了实验分析方法与性能数据参考。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 ATV发展与应用

1.2车辆悬架系统设计与优化方法的研究与发展

1.3 ATV无级变速传动系统

1.4研究内容

1.5研究工作的意义

第二章双横臂悬架与转向系统的运动学优化设计

2.1双横臂独立悬架简介

2.2 ATV悬架与转向系统设计特点及要求

2.3双横臂独立悬架数学模型的建立

2.3.1前轮定位参数的定义及分析

2.3.2双横臂独立悬架运动学分析模型

2.4双横臂悬架和齿轮齿条式转向系优化设计

2.4.1设计变量

2.4.2目标函数

2.4.3约束条件

2.5优化结果与分析

本章小结

第三章悬架系统弹性与阻尼特性的计算与分析

3.1悬架系统匹配设计基础

3.1.1前、后悬架固有频率的匹配

3.1.2悬架系统阻尼特性的匹配设计

3.2前、后悬架运动模型的建立

3.3螺旋弹簧刚度的设计计算

3.3.1悬架刚度的设计计算

3.3.2螺旋弹簧刚度的确定

3.4减振器的匹配设计计算

3.4.1悬架系统平均阻尼的确定

3.4.2减振器平均阻尼的确定

3.4.3减振器阻尼非线性特性的设计与分析

本章小结

第四章橡胶V带式CVT性能的实验研究

4.1 CVT的结构及工作原理

4.2 CVT实验方案及研究

4.3实验数据处理方法及评价指标

4.3.1主、从动轮的工作半径的计算

4.3.2橡胶V带式CVT的性能分析方法

4.4实验结果分析

4.4.1 CVT的性能分析

4.4.2主动轮限位弹簧、离心飞锤对CVT性能的影响

4.4.3从动轮压扭弹簧对CVT性能的影响

本章小结

全文总结与展望

研究工作总结

研究工作建议

参考文献

附录

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢