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。

客车电控空气悬架系统侧跪控制策略研究

为实现两桥客车电控空气悬架系统侧跪控制,采用汽车动力学仿真软件TruckSim和逻辑控制软件Simulink&Stateflow开发客车侧跪控制策略。通过TruckSim搭建客车整车车体模型,Simulink构建的电控空气悬架模型,包括空气弹簧模型、储气罐模型、管路模型、电磁阀模型等,借助Simulink&Stateflow建立侧跪控制策略仿真模型,仿真实验结果表明,侧跪前后客车车身高度和气囊压力发生明显变化,车身侧倾角从0°增加至2°,乘客上下车更便利。

供气系统结构参数对空气悬架动态特性的影响

为了减少乘用车空气悬架在车身高度调节时的超调量和调节时间,利用AMESim软件搭建开环空气悬架供气系统模型来模拟车身的上升过程。以车身高度调节的超调量和调节时间为评价指标,设计L16(45)正交试验,研究储气罐气压、电磁阀阀芯直径、管路内径、减振器阻尼系数对空气悬架供气系统性能的影响规律。结果表明:各个结构参数对空气悬架供气系统不同评价指标的影响程度不同;减振器阻尼系数对车身高度调节的超调量影响最大;储气罐气压对车身高度调节的时间影响最大。研究结果为空气悬架供气系统结构参数的选择提供了参考价值。结构参数经过优化设计,使车身高度超调量降低了35.24%,车身高度调节时间缩短了38.51%,空气悬架供气系统性能得到了明显提升。

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.

基于灵敏度分析的某商用车悬架系统参数优化

为提高某商用车的行驶平顺性,对某商用车悬架系统参数进行了优化.基于空气弹簧试验数据拟合得到其刚度特性曲线,建立前后悬架及整车多体动力学模型,仿真得出该车随机输入工况和脉冲输入工况平顺性.搭建悬架系统参数化的多平台联合仿真模型,通过全域灵敏度分析得出悬架系统设计参数对平顺性的影响程度.建立整车平顺性多目标响应面近似模型,利用多目标遗传优化算法进行参数可行域内寻优.结果表明:在随机输入工况下,车速为100 km/h时,驾驶员处和乘客处加权加速度均方根值分别减小了12.50%和29.71%;在脉冲输入工况下,车速为30 km/h驾驶员处和车速为20 km/h乘客处的垂向最大加速度分别减小了14.69%和31.28%,优化效果明显.

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。

依维柯客车橡胶空气弹簧悬架系统(一)

南京依维柯汽车有限公司最近推出的IVECO“威尼斯之旅”系列NJ6747SKF5和“都灵-V”系列NJ6592ERP、NJ6593ERP、NJ6712TRP、NJ6713TRP型客车，配装了意大利TIRELLI型橡胶空气弹簧悬架(后悬架)系统，并且该公司的NJ6746SKF5和NJ6706JF5型客车也可选装这种橡胶空气弹簧悬架系统。本文介绍其结构和维护注意事项。

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。

基于ANFIS的空气悬架执行器故障诊断研究

悬架作为汽车底盘不可或缺的一部分,一旦发生故障会对汽车甚至驾驶员产生恶劣影响。为了找到悬架发生故障的位置,短时间内减轻对车辆结构的进一步损伤,并保障驾驶员及乘客的安全,针对电控空气悬架执行器故障,提出了一种自适应模糊神经网络系统(ANFIS)的故障诊断与隔离方法。设计ANFIS观测器组,通过传感器的输出值为真实数据,ANFIS观测器判断发生故障的位置进行诊断。利用AMESim软件搭建电控空气悬架系统物理模型与Simulink搭建PID/PWM车身高度控制器模型、故障模型、随机路面模型与故障诊断模型,最后通过AMESim-Simulink联合仿真进行验证。仿真结果得出不同故障下输出值与其对应的诊断结果的预期输出值差异较小,整个悬架系统的平均诊断误差为0.048,准确率为95%,验证了此方法的有效性与准确性。

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。

半主动空气悬架的整车仿真分析及优化

为研究空气弹簧在半主动悬架中的突出优势以及空气弹簧的优化策略,文章基于某成熟车型的整车动力学模型,首先建立天棚阻尼控制策略的阻尼控制算法,再搭建相应的空气弹簧模型;其次,根据空气弹簧的特性进行不同载荷状态下的空气弹簧基准刚度设计,并结合悬架隔振性能和悬架冲击性能对空气弹簧刚度进行优化;最后,通过与基础被动悬架车型的仿真结果对比,验证了优化方案的有效性。结果表明,半载和满载状态下,悬架隔振性能在鹅卵石路面提升分别约19.78%和28.92%,在比利时路面提升分别约15.12%和21.52%,悬架冲击性能提升分别约54.55%和60%。该研究方法与空气弹簧的工程开发和应用较为贴合,可有效降低空气弹簧的开发周期及成本。

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.

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。

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。