被動天棚阻尼懸架的降階優(yōu)化與試驗研究.pdf

1、慣容器是慣性元件的一般形式，質量元件是慣性元件的一種特殊形式，“慣容-彈簧-阻尼”(ISD)動力學系統(tǒng)與“質量-彈簧-阻尼”(MSD)動力學系統(tǒng)之間的關系是一般與特殊的關系。被動天棚阻尼懸架是理想天棚阻尼基于ISD系統(tǒng)的被動實現(xiàn)形式。被動天棚阻尼懸架系統(tǒng)能夠顯著改善汽車的行駛平順性，但該系統(tǒng)是一種兩級串聯(lián)式結構，元件較多，階次較高，結構復雜，只在試驗用裸車上進行試驗驗證，不適于實車試驗和應用。本文通過降階優(yōu)化技術對被動天棚阻尼懸架模型進

2、行簡化，構建新型ISD懸架結構形式，重點突破并掌握新型車輛懸架系統(tǒng)和新一代液力慣容器的設計方法、系統(tǒng)降階優(yōu)化理論以及性能試驗等核心技術，以依維柯某軍用越野車為載體，開發(fā)“慣容-彈簧-阻尼”懸架系統(tǒng)，經(jīng)實車試驗考核驗證，為ISD懸架系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化提供可靠的技術保證。
　　首先，根據(jù)新機電相似性理論，基于Routh穩(wěn)定判據(jù)的Pade逼近法對被動天棚阻尼懸架系統(tǒng)進行降階，并運用多目標遺傳算法對新型ISD懸架系統(tǒng)參數(shù)進行優(yōu)化，得到階次較低、性

3、能能夠逼近被動天棚阻尼懸架的新型ISD懸架系統(tǒng)。
　　其次，分別建立了新型ISD懸架系統(tǒng)的半車和整車模型，對比分析了懸架系統(tǒng)的脈沖時域響應以及頻域響應的幅頻特性，討論了新型ISD懸架較傳統(tǒng)被動懸架的性能優(yōu)勢，從仿真的角度驗證了降階優(yōu)化理論的有效性和正確性。
　　最后，設計了一種與阻尼減振器一體的新型液力式慣容器裝置，在電液伺服系統(tǒng)激振試驗臺上對其進行外特性性能試驗，分析慣容器對ISD懸架系統(tǒng)性能改善所起作用，同時將該裝置安裝

4、于依維柯某軍用越野車前、后懸架上，對實車進行偏頻和平順性道路試驗，從試驗的角度進一步驗證了降階優(yōu)化理論的有效性和正確性。
　　研究表明，試驗結論與理論仿真結論基本吻合。被動天棚阻尼懸架系統(tǒng)的降階優(yōu)化理論是正確有效的，與傳統(tǒng)被動懸架相比，在隨機輸入行駛試驗中，新型ISD懸架在車速為30、40、50、60km/h時，左前車身垂直加速度均方根值分別減小了14.0％，3.7％，7.8％，8.0％、左前車軸垂直加速度均方根值分別減小了7.5

5、％，17.3％，19.6％，26.9％、左后車身垂直加速度均方根值分別減小了19.7％，14.6％，5.5％，3.2％、左后車軸垂直加速度均方根值分別減小了0.8％，1.2％，7.2％，5.6％、質心垂直加速度均方根值分別減小了13.2％，3.8％，5.1％，4.3％、車身俯仰加速度均方根值分別減小了2.2％，8.1％，0.4％，3.1％、車身側傾加速度均方根值分別減少了5.6％，3.6％，0.2％，9.5％;在脈沖輸入行駛試驗中，新型

6、ISD懸架在車速為10、20、30、40、50、60km/h時，駕駛員座椅處Z向最大加速度響應值分別減小了19.7％，5.1％，9.4％，16.8％，19.0％，2.4％、駕駛員座椅底部地板處Z向最大加速度響應值分別減小了12.1％，33.7％，29.1％，26.0％，1.5％，0.7％、車廂地板中心處Z向最大加速度響應值分別減小了1.1％，26.7％，37.3％，35.4％，14.1％，16.3％、距車廂車板各300mm地板處Z向最大

7、加速度響應值分別減小了17.4％，9.9％，18.8％，16.8％，6.9％，12.0％;在偏頻試驗中，新型ISD懸架前懸簧上質量以及后懸簧上質量固有頻率分別前移至1.68Hz與1.51Hz。結果表明:在平順性試驗中，新型ISD懸架有效抑制了車身的振動，還減小了車身俯仰和側傾振動，駕駛員座椅處以及車廂處的跳動也得到抑制，同時偏頻試驗結果也表明新型ISD懸架改善了車輛的乘坐舒適性，進一步驗證了新型ISD懸架性能改善的正確性和有效性，為IS