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利用仿真研究懸架阻尼對車輛平順性的影響
資源天下 2014/5/5 13:51:41
摘要
利用四自由度汽車懸架的數(shù)學(xué)模型，建立了振動微分方程和路面激勵矩陣，由此可推導(dǎo)出頻率響應(yīng)函數(shù)和均方根值來評估響應(yīng)變量，在不變的路面狀況和行駛速度的條件下，在時域上進(jìn)行仿真，得到了對懸架控制的三評價指標(biāo)的懸架阻尼的變化趨勢。這為懸架阻尼與減震器阻尼的匹配和車輛的平順性提供了依據(jù)。
© 2012發(fā)布時間由Elsevier公司的選擇和/或同行審查下海南大學(xué)的責(zé)任
關(guān)鍵詞：車輛工程，懸架阻尼，減震，乘坐舒適性
1介紹
由于彈性元件和阻尼元件參數(shù)的傳統(tǒng)的汽車懸架不是由驅(qū)動周期變化，提高交通順暢舒適性是有限的。因此，半主動懸架的阻尼的研究可調(diào)式成為國內(nèi)外熱點。懸架阻尼對車輛平順性的影響是確定減振器的阻尼可調(diào)范圍的關(guān)鍵點。基于四自由度車輛懸架系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，這是本文建立的建立了仿真框圖，應(yīng)用MATLAB／Simulink軟件分析了懸架的影響趨勢阻尼三的懸浮控制的評價指標(biāo)。
2車輛懸架系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型
因為車輛乘坐舒適性是在直線行駛狀態(tài)下提出的，因此在此條件下建立了車輛動力模型。假定懸掛質(zhì)量被視為剛體，則在支撐在地面上的車輛前橋和后橋，由于簧下質(zhì)量采用兩個線性彈簧而不是輪胎，該輪胎阻尼忽略不計。
車輛是兩側(cè)對稱的，并且兩側(cè)輪胎所受到的路面激勵是相同的，橫向振動和水平振動可以忽略，剛剛研究了垂直運動和俯仰運動實際上是影響車輛駕駛的因素。圖1是4自由度車輛動力學(xué)模型：
.......
根據(jù)時域仿真結(jié)果，當(dāng)彈簧減震器系數(shù)有不同的數(shù)值時，前懸掛的三個評價指標(biāo)的平方根值是不同的。當(dāng)阻尼系數(shù)在1000 Ns/m-3600 Ns/m之間變化時，評價指標(biāo)的平方根值將發(fā)生不同程度的改變。當(dāng)阻尼系數(shù)變大時，車身的垂直加速度的平方根值變低，其平穩(wěn)性變得更好，當(dāng)懸架阻尼系數(shù)超越3600Ns /米時，其值會越來越高，因此其平穩(wěn)性將變糟。當(dāng)動撓度的平方根值變低時，車輛的可操縱性變差，則懸架擊中幀的概率變低。俯仰角加速度的平方根值變小則會很好的降低車輛的縱向和側(cè)向傾斜。
5.結(jié)論
基于在某一條件下汽車的數(shù)學(xué)模型，通過對車身的垂直加速度，懸架動態(tài)撓度和輪胎動態(tài)負(fù)載三個評價指標(biāo)的研究和仿真，我們知道的懸架系統(tǒng)匹配能影響汽車行駛穩(wěn)定性和操縱性。為了使半主動懸架阻尼可調(diào)，減震器的阻尼軟系數(shù)可以根據(jù)仿真結(jié)果來確定，用以提供可調(diào)式避震減振器的阻尼優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)。
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