车辆主动空气悬架控制系统开发与研究

以主动空气悬架为研究对象,建立1/4动力学模型。针对悬架系统非线性特性强、易受外界干扰等缺点,选用模糊滑模控制算法对主动悬架控制系统进行设计与开发。使用Simulink软件建立悬架控制系统模型,并设计控制系统硬件。通过硬件在环仿真验证所设计的控制算法的有效性,结果表明:所设计主动悬架控制系统相较于被动悬架在车身加速度、悬架动挠度和轮胎动位移性能上分别提高了24.52%、29.40%和9.72%,有效地提高车辆行驶的操纵稳定性,同时也改善整车乘坐的舒适性。

生物基高性能长寿命汽车空气悬架用空气弹簧和铰链中试产品顺利下线

日前,多位行业专家在淄博市沂源县参加了由淄博国创中心与北京化工大学共同主办的“生物基弹性体的制备与规模化应用”项目2023年度进展及其成果转化推介会,共同见证了国家重点研发计划的规模化应用成果——生物基高性能长寿命汽车空气悬架用空气弹簧和铰链中试产品(以下简称本产品)下线,这标志着该国家级创新成果在淄博市正式实现产业化。

空气弹簧悬架系统减振器的优化设计

为了解决现有的悬架理论难以指导非线性空气悬架系统减振器设计的问题,以提高车辆行驶平顺性为目标,对减振器的主要结构参数进行了优化设计.首先采用四阶龙格-库塔方法,分析了空气悬架的动力学特性及其随系统阻尼的变化规律.考虑到非线性悬架动力学特性对减振器的速度特性和位移特性都比较敏感,常用的线性和分段线性阻尼力计算模型不能满足要求,建立并验证了双作用筒式减振器的物理模型,通过对其阻尼特性进行参数研究,选取影响较大的阻尼阀孔径和复原阀、压缩阀最大开度为设计变量,以车身加权加速度和轮胎相对动载荷为目标函数,遵循悬架动挠度和轮胎动载荷的设计要求,采用约束NSGA-Ⅱ算法对减振器结构参数进行了优化.仿真计算结果显示,采用优化的减振器设计,车身加权加速度、车轮相对动载荷和悬架动挠度的均方根值分别降低了25.67%、18.59%和10.0%,车辆的行驶平顺性得到了提升.

空气悬架混杂系统车身高度与可调阻尼分层控制

针对空气悬架车身高度调节控制过程中车身高度和阻尼器阻尼力难以进行协调控制的难题,提出一种基于混合逻辑动态(MLD)模型的空气悬架车身高度与可调阻尼分层控制策略。考虑空气悬架充放气过程中存在的混杂特性,应用MLD建模方法建立具有电磁阀和磁流变阻尼器的非线性空气悬架混杂系统模型,设计描述电磁阀开关状态的混杂自动机进行车高调节上层控制,基于混杂模型预测控制方法对磁流变阻尼器输入电流进行下层控制,进而通过改变电磁阀开关状态和磁流变阻尼器输入电流实现车身高度与可调阻尼分层控制。在随机路面激励工况下进行仿真验证,结果表明:所提控制方法在有效跟踪车身高度的同时,车身加速度相比于被动悬架和混杂模型预测控制分别降低了34.33%、34.34%,不仅能有效提高车辆乘坐舒适性,也能直接防止电磁阀频繁切换现象的发生,从而延长电磁阀的使用寿命。

矿用宽体车互联式油气悬架系统平顺性分析

采用钢板弹簧悬架的矿用宽体车难以获得良好的行驶平顺性,为此,提出了一种刚度阻尼可调的互联式油气悬架系统。首先,阐述了互联式油气悬架系统的工作原理,建立了油气悬架系统的数学模型;其次,运用AMESim软件搭建了互联式油气悬架系统和钢板弹簧悬架的仿真模型,确定了仿真模型中的主要参数;最后,在D级随机路面激励下进行了匀速和加速-制动运行工况的车辆行驶平顺性仿真研究,并对仿真结果进行了分析。研究结果表明:与钢板弹簧悬架相比,匀速和加速-制动的空载工况下,互联式油气悬架系统的车身加速度均方根值分别下降了38.7%和38.8%,车轮动载荷均方根值分别增加了3.1%和0.5%,不影响车轮的接地性,悬架动挠度均方根值分别增加了41.6%和39.7%,悬架撞击限位块的概率小于0.1%,满足设计要求;匀速和加速-制动的满载工况下,互联式油气悬架系统的车身加速度、车轮动载荷、悬架动挠度三项平顺性评价指标均得到改善。该结果证明互联式油气悬架系统可提升车辆的行驶平顺性,为矿用宽体车油气悬架系统设计提供参考。

商用车电控空气悬架提升桥牵引辅助策略研究

为验证商用车的牵引辅助功能通过比例控制策略的原理及实现方式,本文以三桥商用车电控空气悬架系统为主要研究对象,利用拉格朗日方程建立整车行驶动力学的理论模型,此基础上搭建Simulink仿真模型,提出面向基于比例控制的提升桥控制策略。为分析实车应用可行性,分别在坡道工况和水平冰雪路面工况下,验证了该控制策略的牵引辅助效果,通过控制提升桥举升,有效转移驱动轴和提升桥载荷比,使车辆在符合承载要求前提下提高车辆驱动力,通过实验仿真验证该控制策略的有效性。

虚拟轨道列车空气互联平衡悬架的动力学性能研究

针对数字轨道电车前双轴悬架的超静定问题,提出了互联平衡悬架的解决方案。在建立空气弹簧的热力学模型和连接管路热力学模型的基础上,通过与动力学模型联合仿真,验证该优化方案的效果。互联空气悬架可以优化车辆的行驶平顺性,改善车辆动态轴荷分配。分析了互联管路直径对动力学性能的影响。结果表明:该方案改善了数字轨道电车端车的平顺性和载荷均衡性;当连接管路直径取10~20 mm、以车速20 km/h通过减速带的行驶工况下,互联空气平衡悬架的平顺性较原有结构提升了2%~6%,一、二轴的动载荷的峰值相比原有结构降低2%~16%;随着联通管路直径的增加,车辆行驶的平顺性有提高的趋势,一二轴动载荷的平衡效果也越明显;15 mm的管径能较好地平衡减速带和边坡点2种工况下的动力学性能。

空气弹簧悬架系统在强迫振动下的动力学分析

利用非线性动力学的方法研究了空气弹簧悬架的非线性动力学特性。通过空气热力学方程和试验得出空气弹簧的刚度特性,对单自由度1/4车辆模型只考虑车辆的垂向运动,得到其振动方程,并研究在单频正弦激励情况下的主共振,利用平均法得到了一次近似解及幅频关系。利用奇异性理论分析其分岔集,可知系统为叉形分岔的普适开折。结果表明:激励幅值与非线性刚度是影响空气弹簧悬架非线性特性的主要因素,且非线性刚度中只有立方非线性起作用。

汽车耦合空气弹簧悬架系统动力学模型的研究

推导了空气弹簧、高度阀、连接管路子模块的力学方程,提出了模块化的耦合空气弹簧悬架模型,该模型考虑了高度阀的死区、饱和特性以及节流管路的流量特性等非线性的影响,仿真结果表明,耦合空气弹簧动力学模型能反映空气弹簧相互作用和高度阀充排气对车体抗侧倾的影响,因而可以更加真实反映空气悬架系统的动力学特性。

乘用车悬架系统空气弹簧力学性能及刚度分析

介绍了乘用车悬架系统空气弹簧的基本特性,对空气弹簧的刚度进行了分析计算。计算表明空气弹簧的刚度不仅与其静平衡位置时的压力和容积有关,还与其有效面积变化率和体积变化率有关。

铰接式自卸车平衡悬架系统橡胶弹簧刚度的非线性特性分析与优化

为了提高AD250铰接式自卸车的平顺性,对其平衡悬架夹层橡胶弹簧的刚度进行了分析和优化.建立了橡胶弹簧的参数化有限元接触模型,对弹簧轴向刚度的非线性特性进行了分析,分析结果与实验结果能很好地吻合.研究结果表明, 此橡胶弹簧刚度偏大且非线性特性不能满足悬架在不同载荷下具有等固有频率的要求,为此以固有频率 2Hz为优化目标对橡胶弹簧的参数进行了优化,优化后的橡胶弹簧能使车辆保持稳定且良好的平顺性.

铰接式自卸车橡胶弹簧悬架系统动力学仿真分析与实验研究

以AD250铰接式自卸车橡胶弹簧悬架系统为研究对象,运用虚拟样机技术,在不同载荷和车速下对其进行了动力学仿真分析,仿真结果与实验结果具有很好的一致性,表明所建模型是准确的;分析表明,前悬架橡胶弹簧刚度的非线性特性能满足前悬架在不同载荷下具有等支承频率,从而保持稳定的行使平顺性要求;而后悬架系统在轻载荷下较之重载荷时具有较高的支承频率。分析的结果为橡胶弹簧悬架系统进一步优化设计提供了理论支持。

铰接式自卸车橡胶弹簧悬架系统试验研究

采用模拟随机输入路面谱激励室内台架试验的方法,对装有新型橡胶弹簧悬架系统的某型号铰接式自卸车进行台架试验研究,以评价橡胶弹簧悬架系统的减振性能和整车行驶平顺性。试验结果表明由于橡胶弹簧悬架系统某些参数匹配不合理导致该车行驶平顺性很不理想,通过优化悬架及座椅的刚度和阻尼参数,可提高整车行驶平顺性,并给出了座椅弹簧的优化结果。

汽车空气悬架系统及精准控制技术发展综述

空气悬架系统具有寿命长、自振频率低、刚度与高度可调等优点,广泛应用于野外作业车辆。但现有空气悬架系统存在控制模式单一、参数解耦困难、非线性与时滞性严重等问题,直接限制了车辆行驶安全性、舒适性和通过性的提升。通过对世界范围内当前在悬架系统参数模型构建、汽车空气悬架系统以及空气悬架控制技术等不同角度着手的研究情况进行分析,同时提到目前我国在汽车空气悬架系统及精准控制技术方面现存问题和未来发展趋势,为我国空气悬架高精度控制技术的发展提供参考。

基于TC275的电控空气悬架控制单元标定系统设计

为实现电控空气悬架系统电子控制单元中关键参数的测量及标定,使开发的控制策略在不同类型车辆中具有较好的移植性,本文基于控制器局域网标定协议(controller area network calibration protocol,CCP),对电控空气悬架标定系统进行分析,并开发了基于英飞凌TC275单片机的电控空气悬架标定驱动程序,同时采用上位机标定软件CANape,对电控空气悬架的标定参数进行测量和标定。研究结果表明,本文设计的标定系统,可以实现对电子控制单元的在线标定,完成测量标定任务,可以使开发的控制策略根据不同车型、不同驾驶人群进行调整,有效提高了开发效率。该研究提高了车辆的平顺性及燃油经济性。

空气弹簧在汽车悬架系统中的应用分析

悬架系统是汽车重要的组成部分,其重要的组成弹性元件有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式,而空气弹簧因其特点应用越来越广泛,空气弹簧材料一个重要发展方向就是磁敏橡胶材料。

基于双横臂式悬架系统的第三弹簧装置运动力学分析

由于双横臂独立悬架结构并不能完全解决垂直与侧倾线刚度解耦结构的问题,操纵稳定性与平顺性之间的切换空间就非常有限。为了能够增加高性能车的操纵稳定性,改善汽车在制动点头以及加速后仰时的俯仰变化幅度,论文主要对某款高性能车的双横臂式悬架系统加装第三根弹簧装置进行设计,并应用ADAMS/Car进行动力学仿真分析,验证增加第三弹簧对汽车的纵倾刚度与侧倾刚度之间的影响关系,为悬架动力学分析研究提供参考。

现代汽车的脊梁——橡胶空气弹簧悬架

根据汽车用橡胶空气弹簧悬架的变迁,介绍了汽车用橡胶空气和油气弹簧的种类和结构特点及参数;同时,还指出了橡胶空气弹簧的发展趋势。

智能网联汽车背景下汽车主动式空气悬架系统控制研究

随着智能网联汽车的快速发展,主动式空气悬架系统作为提高汽车舒适性和安全性的关键技术,受到广泛关注。因此,对智能网联汽车背景下汽车主动式空气悬架系统控制进行研究至关重要。该文分析汽车主动式空气悬架系统的结构及工作原理,重点阐述智能网联汽车背景下汽车主动式空气悬架系统存在的问题,提出汽车主动式空气悬架系统控制策略,并预测汽车主动式空气悬架系统发展趋势,以进一步促进汽车主动式空气悬架系统的发展,提高汽车操控稳定性和安全性。

四连杆式空气悬架系统设计方法研究

如今,随着人们生活质量的不断提升和国内汽车保有量的增加,人们对汽车的性能也提出了更高的要求。汽车不仅要为人们的出行提供便利,而且要保证驾乘的舒适性。空气悬架自身性能优异,能够大大提升汽车在行驶过程中的平顺性。然而,从目前来看,国内汽车较少使用空气悬架,因此为了给驾乘人员提供更为舒适的驾乘体验,满足人们对汽车舒适性的需求,相关车企应该加强对四连杆式空气悬架系统的研发。该文对四连杆式空气悬架系统的设计方法进行深入探究,以更好地提升汽车驾乘性能。