蓄能悬架结构参数设计与试验研究

为了分析车辆蓄能悬架的动态性能,应用复域机械阻抗法建立了1/4车辆蓄能悬架系统动力学模型及其结构形式。针对蓄能悬架性能评价指标多、参数多的特点,利用多目标优化法确定了悬架结构参数,在此基础上对该蓄能悬架的性能进行了仿真分析以及台架试验验证。结果表明,理论研究与试验结果较为吻合,所设计的蓄能悬架系统结构简单,容易实现,且设计的悬架参数明显提高了车辆乘坐舒适性,协调了车辆综合性能,为蓄能悬架的应用研究奠定了一定的基础。

蓄能悬架的结构设计与性能研究

针对传统被动悬架行驶平顺性与操纵稳定性之间的矛盾,设计了一种应用惯容器的蓄能悬架结构。针对其结构特点,提出惯容器与阻尼同轴串联一体式布置方案。基于机电相似性理论,建立了含有该结构的四分之一车辆悬架模型,分别在时域与频域范围内对蓄能悬架的动态特性进行仿真研究。理论分析表明:相比于传统被动悬架,平顺性评价指标车身加速度均方根、轮胎动载荷均方根、悬架动行程均方根均有所减小,所设计的蓄能悬架可有效缓冲和衰减来自路面不平度的冲击,其结构简单,便于工程应用。

具有可调式液力惯容器的蓄能悬架H_∞控制

为了解决传统定惯容油缸马达液力惯容器无法调节对外输出力和飞轮换向有较大冲击的问题,通过引入液压单向桥和并联比例阀,构成可调式油缸马达液力惯容器,组成蓄能悬架系统。以可调惯容器为对象,通过建立悬架系统动力学模型,为蓄能悬架系统设计了H_∞控制器。通过适时调节惯容器的对外输出力,使得蓄能悬架起到良好的减振效果。在Matlab/Simulink环境下对H_∞控制蓄能悬架进行了数值仿真。频域仿真结果表明:在车身加速度方面,H_∞控制蓄能悬架在人体较敏感的2 Hz附近低频范围相比于被动悬架幅值下降明显,削减了悬架低频共振峰。同样,在20 Hz附近的高频范围内,H_∞控制蓄能悬架的幅值也有所降低,削减了悬架高频共振峰。只在3～10 Hz的中高频带,H_∞控制蓄能悬架幅值略有升高。H_∞控制蓄能悬架动行程的改善效果和趋势与车身加速度类似。H_∞控制蓄能悬架的轮胎动载荷幅值在0. 1～1. 5 Hz的低频带和3～15 Hz的中高频带有所升高,但同样在2 Hz和20 Hz附近削减了共振峰。时域仿真结果表明:H_∞控制蓄能悬架车身加速度、悬架动行程和车轮动载荷均方根值比被动悬架分别改善了58. 12%,13. 53%,51. 17%,H_∞蓄能悬架相比于传统悬架在行车舒适性和操纵安全性方面都有较大改善。