剛度和阻尼耦聯(lián)可調(diào)的半主動(dòng)懸架一體式減振支柱動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、半主動(dòng)懸架是近年來汽車底盤新技術(shù)的研究熱點(diǎn)。目前國內(nèi)外研究的半主動(dòng)懸架普遍把剛度和阻尼作為兩個(gè)獨(dú)立的參數(shù)分別進(jìn)行控制,由于懸架系統(tǒng)存在模型非線性、參數(shù)時(shí)變性和行駛條件的不確定性,因此實(shí)際控制時(shí)難以實(shí)現(xiàn)剛度和阻尼的精確匹配。本文提出一種剛度和阻尼耦聯(lián)可調(diào)的半主動(dòng)懸架新型一體式減振支柱,從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作原理分析、減振支柱剛度特性建模與驗(yàn)證、減振支柱動(dòng)力學(xué)特性建模與驗(yàn)證以及采用新型減振支柱的半主動(dòng)懸架模糊控制策略設(shè)計(jì)與仿真等方面展開研究,以探

2、索高性能半主動(dòng)懸架的新的技術(shù)途徑。
　　 首先提出了新型一體式懸架減振支柱的設(shè)計(jì)方案,介紹了基于空氣彈簧與減振器同軸一體式結(jié)構(gòu)的新型減振支柱的基本組成、阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與調(diào)節(jié)原理、行程關(guān)聯(lián)的剛度變化原理與調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。在減振支柱設(shè)計(jì)研制過程中探索性地采用了超聲電機(jī)作為阻尼調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)裝置,介紹了超聲電機(jī)的基本原理和優(yōu)點(diǎn)。
　　 根據(jù)新型減振支柱的行程關(guān)聯(lián)變剛度特點(diǎn),基于等效的空氣彈簧雙氣室物理模型,建立了減振支柱的剛度特性數(shù)學(xué)

3、模型并進(jìn)行了剛度性能仿真。通過對(duì)研制的新型減振支柱樣件進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)加載得到了剛度特性試驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了剛度特性模型的有效性。在此基礎(chǔ)上,建立了空氣彈簧作用力和減振器作用力相耦合的減振支柱動(dòng)力學(xué)特性數(shù)學(xué)模型,分別對(duì)空氣彈簧處于三種初始充氣壓力、減振器處于三種阻尼檔位下的減振支柱最大作用力(包括拉伸行程作用力和壓縮行程作用力)的仿真值與試驗(yàn)值進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果顯示,仿真值與試驗(yàn)值的誤差小于10%,同時(shí),減振支柱作用力的速度特性仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果也

4、較為接近,驗(yàn)證了新型一體式減振支柱設(shè)計(jì)方案的有效可行性和所建動(dòng)力學(xué)模型的正確性。
　　 為了研究新型一體式減振支柱應(yīng)用于半主動(dòng)懸架系統(tǒng)的性能效果,同時(shí)鑒于半主動(dòng)懸架的非線性,運(yùn)用模糊控制理論設(shè)計(jì)了針對(duì)1/4車輛二自由度半主動(dòng)懸架系統(tǒng)的模糊控制器。對(duì)B級(jí)路面車速80km/h和C級(jí)路面車速50km/h兩種工況下的半主動(dòng)懸架性能進(jìn)行了仿真,結(jié)果表明,與被動(dòng)懸架相比,采用模糊控制的半主動(dòng)懸架系統(tǒng)顯著改善了車身垂直加速度、懸架動(dòng)撓度及車輪