液压互联消扭悬架系统仿真与试验研究

摘要

汽车行驶在不平路面上时，车轮的附着力会降低，车身与车架由于受到冲击和扭转载荷，会产生过度变形甚至出现裂纹等早期损坏现象。针对上述问题，本文根据悬架约束最小化原理，设计了一种液压互联消扭悬架系统。
　　首先介绍了液压互联消扭悬架系统的结构与原理，并使用AMESim搭建了该液压互联悬架系统模型，在此基础上，进行不同输入工况下悬架作用力的仿真分析，研究互联后悬架特性的变化及液压互联悬架系统参数对悬架作用力的影响。
　　然后将液压互联消扭悬架应用于整车悬架系统中，在Simulink环境下搭建液压互联消扭悬架的悬架与转向模型，在AMESim环境下搭建车辆动力传动系统与车身X轴方向扭转系统模型，通过仿真，分析了液压互联消扭悬架对车辆平顺性、操纵稳定性、通过性及车身扭矩的影响，设计了节流阀的模糊控制策略，研究了不同悬架结构参数对车辆平顺性的影响。
　　研究表明，液压互联消扭悬架在中低频区域对车身垂直加速度、侧倾加速度、车轮动载荷都有明显的改善，提升了车辆的乘坐舒适性与车轮的接地性能，在高频共振峰附近，由于液压互联消扭悬架管路阻尼较小，导致无法有效抑制车轮共振而使得悬架动行程与车轮动载荷剧增。而节流阀模糊控制的液压互联消扭悬架有效抑制了高频共振峰附近的悬架动行程和轮胎动载荷，拓宽了液压互联消扭悬架的功能。同时，液压互联消扭悬架还提高了车辆在极端路况下的通过性，消除了部分车身扭转载荷，并能实时控制车辆的转向特性。
　　最后设计了液压互联消扭悬架原理样机，并进行了台架试验研究。试验结果与仿真结果基本吻合，验证了液压互联消扭悬架对改善车辆平顺性的有效性，为今后液压互联悬架的实车应用研究积累了重要的理论与实践经验。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 问题的提出

1．2 本文的研究意义

1．3 互联悬架系统的发展现状

1．3．1 互联抗倾悬架发展现状

1．3．2 互联消扭悬架发展现状

1．4 本文主要内容

第二章 液压互联消扭悬架系统原理与仿真分析

2．1 互联消扭悬架系统概述

2．2 液压互联消扭悬架系统结构

2．3 互联消扭悬架系统原理

2．3．1 支承约束最小化原理

2．3．2 互联消扭悬架系统原理分析

2．4 基于AMESim的液压互联消扭悬架模型的建立

2．4．1 AMESim软件介绍

2．4．2 AMESim基本特性

2．4．3 液压互联悬架AMESim建模

2．5 液压互联消扭悬架仿真分析

2．5．1 仿真过程

2．5．2 单轮单频激励仿真对比分析

2．5．3 节流阀开度仿真

2．5．4 不同相位差输入下双侧轮跳仿真分析

2．5．5 不同频率输入下反向轮跳仿真分析

2．5．6 反向轮跳位移特性仿真分析

2．6 本章小结

第三章 互联消扭悬架系统整车模型的建立

3．1 基于Simulink的悬架系统与转向系统模型

3．1．1 液压系统内管路模型的建立

3．1．2 液压互联悬架模型的建立

3．1．3 转向工况下悬架系统模型

3．1．4 转向模型

3．1．5 车轮模型

3．1．6 路面模型

3．2 基于AMESim的动力传动模型及X轴方向车身扭转模型

3．2．1 底盘模型

3．2．2 动力传动系统模型

3．2．3 路面模型

3．3 本章小结

第四章 系统平顺性仿真分析

4．1 时域仿真分析

4．1．1 对扭路面响应分析

4．1．2 随机路面响应分析

4．2 频域仿真分析

4．3 互联悬架系统结构参数对系统频响特性的影响

4．4 节流阀的模糊控制研究

4．4．1 模糊控制概述

4．4．2 模糊控制的基本原理

4．4．3 模糊控制器设计

4．5 阀控互联消扭悬架频域仿真分析

4．6 本章小结

第五章 互联悬架系统对操稳性、通过性及车身扭矩的影响

5．1 液压互联悬架系统整车安装形式

5．2 整车操纵稳定性仿真分析

5．2．1 双移线路径仿真分析

5．2．2 方向盘角阶跃仿真分析

5．3 整车通过性能仿真分析

5．4 车身X轴方向扭矩仿真分析

5．5 本章小结

第六章 台架试验

6．1 液压互联消扭悬架布置设计

6．2 试验仪器与设备

6．3 试验方案与数据采集

6．4 试验结果与性能分析

6．4．1 系统频响特性试验

6．4．2 对扭路面试验

6．4．3 随机路面试验

6．5 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 全文总结

7．2 进一步的研究与展望

致谢

参考文献

硕士期间参加的科研项目、发表的论文与申请的专利