车辆被动天棚阻尼悬架系统台架试验

为进一步改善悬架系统的隔振性能,开发了被动悬架系统,将理想天棚阻尼的被动实现方法应用于车辆悬架系统。基于"惯容.弹簧.阻尼"机械系统,构造被动天棚阻尼悬架系统,研制被动天棚阻尼悬架试验样机,将2级串联型的被动天棚阻尼悬架"对折",安装于试验用裸车的后部,替换原被动悬架,在四通道轮胎耦合道路模拟机上,对整车进行台架试验。试验结果表明:与传统被动悬架车辆相比,在1~3 Hz频率范围内,被动天棚阻尼悬架车辆左后车身加速度增益下降了37.5%,车辆质心垂直加速度均方根值下降12%左右,改善了车辆的低频频响特性,提高了车辆的乘坐舒适性。试验结果同时也验证了理想天棚阻尼被动实现方法的正确性和可行性。该研究为含惯容器的新型被动悬架系统的设计与完善提供参考。     

车辆半主动空气悬架系统设计与试验

建立了半主动空气悬架系统数学模型,设计了可调阻尼减振器、半主动悬架控制器以及台架试验系统。在仿真的基础上,进行了可调阻尼减振器试验与半主动空气悬架系统1/4模型台架试验,分析了半主动空气悬架及其控制系统对车辆动态性能的影响,计算和试验结果基本吻合,提高了车辆的乘坐舒适性。     

非线性惯容器-弹簧-阻尼悬架系统隔振性能分析

以滚珠丝杠式惯容器为研究对象,基于非线性因素对惯容器力流传播过程的影响机理,建立了考虑滚珠丝杠副中的摩擦以及丝杠弹性效应的惯容器非线性力学模型。进行了惯容器的实际力学性能试验,根据试验结果确定了摩擦力的幅值,在此基础上,建立了不含摩擦的惯容器输出力模型,并采用最小二乘递推算法对模型参数进行了辨识。建立了包含惯容器非线性的惯容器-弹簧-阻尼（ inerter-spring-damper ）悬架数学模型,基于Matlab/Simulink和车辆双轴振动模型对ISD悬架性能进行了仿真分析,仿真结果表明,惯容器非线性在一定程度上降低了ISD悬架的隔振性能,但最大降幅不超过10%,同时,相对于三元件并联式ISD悬架,两级串联式ISD悬架不仅表现出较高的综合性能,而且其性能受惯容器非线性的影响程度较小。研究结果可为评估惯容器非线性对ISD悬架性能的影响以及ISD悬架的结构选型提供一定参考。     

车辆蓄能悬架系统仿真与试验

设计了2种结构形式的车用蓄能悬架,建立了车辆蓄能悬架系统的数学模型,构建了Ⅰ、Ⅱ型蓄能悬架结构,采取多目标优化方法,得到了2种蓄能悬架的性能参数,在仿真基础上,进行了台架试验,仿真与试验结果较为一致,表明蓄能悬架系统充分发挥了弹簧相位滞后、阻尼器呈中性及蓄能器相位超前的特性,提高了车辆隔振能力,协调了整车综合性能.     

2级串联式ISD悬架非线性建模与参数优化

基于非线性因素对滚珠丝杠式惯容器实际力学性能的影响机理分析,建立了考虑摩擦以及丝杠弹性效应的惯容器非线性力学模型,进行了惯容器实际力学性能试验,根据试验数据对惯容器非线性力学模型中的参数进行了识别。在此基础上,建立了包含惯容器非线性的两级串联式惯容器-弹簧-阻尼器(ISD)悬架半车5自由度数学模型,通过对悬架参数的灵敏度分析,确定了ISD悬架参数的优化变量。根据车辆行驶平顺性性能评价指标,建立了ISD悬架参数优化模型,并采用粒子群优化算法对两级串联式ISD悬架的参数进行了优化。结果表明,该优化方法在满足车辆行驶安全性和控制悬架撞击限位概率的要求下,座椅处垂向加权加速度均方根降低了24.12%,车辆行驶平顺性得到了显著改善。     

基于惯容-弹簧-阻尼结构体系的被动天棚阻尼悬架系统

利用“惯容-弹簧-质量”系统的反共振,提出一种理想天棚阻尼的被动实现方法,设计了被动天棚阻尼悬架系统,建立悬架系统的整车模型,对比分析了传统被动、理想天棚及被动天棚阻尼悬架系统性能。结果表明,与传统被动悬架相比,被动天棚阻尼悬架能够抑制车身在1~3 Hz的垂直、俯仰和侧倾振动,车身垂直、俯仰和侧倾加速度均方根值,分别减小了14%、14.6%和9.3%,被动天棚阻尼悬架能够提高车辆的乘坐舒适性,实现理想天棚阻尼悬架的主要功能,研究结果从理论上验证了理想天棚阻尼被动实现方法的正确性与有效性。     

车身高度与可调阻尼集成控制系统

为改善车辆的整车减振性能,建立了车辆8自由度整车数学模型,提出了车辆车身高度与阻尼集成控制的理论分析及计算方法,并设计了可调阻尼减振器及车辆空气悬架集成控制系统。在仿真计算基础上,进行了实车道路试验,分析了车辆集成控制的电控空气悬架及其控制系统对整车动态特性的影响,计算和试验结果基本吻合,实现了车身高度与可调阻尼减振器集成控制的空气悬架与整车的良好匹配,提升了车辆的综合性能。该研究验证了集成控制策略的有效性,同时为电控空气悬架系统研究奠定了基础。