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。     

农用运输车钢板弹簧计算机辅助参数设计

针对目前农用运输车钢板弹簧选用不合理及用经验公式进行手工计算的低效率设计问题,分析了常用钢板弹簧的结构性能特点和适用范围。以多片等截面式和少片变截面式钢板弹簧为例,介绍了用计算机辅助设计方法进行钢板弹簧参数设计的步骤。最后用作者开发的计算机程序,对某１．０ｔ级农用运输车的前悬架多片等截面钢板弹簧进行了参数设计,结果表明,用计算机辅助设计手段可大大提高钢板弹簧的设计效率。     

拖拉机前桥悬架参数匹配及其对振动特性的影响

拖拉机长年行驶在田间和路况较差的农村土路上,且减振装置简陋,其振动尤为剧烈。为降低拖拉机的振动,以江苏常发集团CF700型拖拉机为研究对象,建立了前桥悬架拖拉机三自由度振动模型,以机身垂向振动加速度、机身俯仰振动角加速度、座椅安装处垂向振动加速度、前后轮动载荷以及前桥悬架动挠度作为评价指标,对前桥悬架刚度和阻尼系数进行了优化匹配,得到了前桥悬架刚度和阻尼系数的最佳匹配值(120 000 N/m、8 000 N·s/m)。计算并比较了安装前桥悬架拖拉机和无悬架拖拉机的振动特性。当拖拉机以3~18 km/h行驶速度在国标D级路面上行驶时,安装前桥悬架拖拉机的机身垂向振动加速度均方根值和俯仰振动角加速度均方根值平均下降24.03%和42.46%;座椅安装处垂向振动加速度均方根值平均下降29.77%;前轮动载荷平均下降21.72%。研究结果表明,拖拉机前桥悬架对提高拖拉机的乘坐舒适性和行驶安全性具有显著作用。该研究结果为拖拉机前桥悬架的设计及优化提供了参考。     

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。     

车辆半主动悬架系统的设计与试验研究

设计了可调阻尼减震器,通过台架试验,分析其动态特性,并建立了可调减振器阻尼与步进电机转角之间的关系,为半主动悬架控制系统设计提供了依据。在对半主动悬架系统进行数值仿真的基础上,开发了以C8051F005单片机为主控件的半主动悬架模糊控制系统,并进行了台架和实车道路试验。结果表明,设计的半主动悬架及其控制系统性能稳定,可靠,汽车行驶平顺性明显优于传统被动悬架,为半主动悬架的实际应用奠定了基础。     

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。     

悬架杠杆比对油气弹簧阀系设计参数的影响

为了把握车辆悬架杠杆比对阀系设计参数的影响和变化规律,以便加快具有不同悬架杠杆比的油气弹簧阀系参数设计,文中利用油气弹簧节流阀片厚度和节流缝隙与悬架杠杆比之间的关系式,建立了杠杆比阀系参数影响系数。对杠杆比对阀片设计厚度和节流缝隙大小的影响进行了分析,并建立了阀系参数影响系数推算设计方法。通过实例,利用解析设计和影响系数推算设计方法,分别对阀系参数进行了设计,并对两种方法的设计值进行了比较,对设计油气弹簧进行了特性试验。参数设计和特性试验结果表明：在实际情况下,油气弹簧阀片设计厚度和节流缝隙与悬架杠杆比之间可线性化,杠杆比影响系数推算设计方法是准确可靠的,可加快油气弹簧开发设计速度。     

基于摩擦阻尼的高地隙农机底盘悬架减振特性

根据高地隙自走式农业机械的行驶作业要求,设计了一种包含尼龙摩擦阻尼装置的独立式立轴空气悬架系统。在此基础上,考虑空气弹簧和橡胶轮胎自身阻尼对悬架减振的影响,建立了具有粘性屈服恢复力摩擦阻尼模型的悬架系统垂向动力学模型,并基于该模型进行了仿真分析。最后,将所设计的悬架系统装配到高地隙玉米去雄机上进行实车试验。仿真和试验结果表明,随着摩擦阻尼力的增大,簧载质量和簧下质量加速度均方根值呈现先减小后增大的趋势,且在1 800 N附近时达到最小;悬架动挠度均方根值在摩擦阻尼力增大的整个过程中都持续减小。在1 800 N的摩擦阻尼力下,对仿真和试验数据进行时域和频域分析可得,簧载和簧下质量共振频率分别为1.2、10.7 Hz和1.1、11.4 Hz;加速度均方根值分别为1.874、8.953 m/s2和1.604、9.653 m/s2。结论表明,试验结果和仿真结果具有很好的一致性,所设计的悬架系统可以较好地衰减振动,具有较高的实用性。     

履带式车辆黏弹性悬架分数阶模型及其减振效果分析

为了准确掌握黏弹性悬架减振效果及参数影响规律,针对传统整数阶黏弹模型的不足,引入分数阶Kelvin-Voigt模型,建立了考虑结构几何参数的分数阶黏弹性悬架动力学模型,利用Grumwald-Letnikov分数阶导数定义及矩阵函数理论推导出动力学方程数值解。以某型履带拖拉机为例,利用所提模型分析了其黏弹性悬架减振性能,并进行了参数分析,包括黏弹性悬架黏弹件径厚比、分数阶次和激励频率。结果表明,该型悬架具有较好的减振效果,尤其在系统固有频率处效果显著;径厚比与减振效果负相关,分数阶次与减振效果正相关。该研究成果为大功率重载履带黏弹性悬架的开发提供相应的理论基础。     

车辆自动变速器与启停系统匹配的控制策略

为解决传统自动变速器与发动机怠速启停系统匹配时产生的起步迟滞和发动机启动失败等问题,该文设计了变速器控制器TCU(transmission control unit)、发动机管理系统EMS(engine management system)和电动泵的协同控制策略,通过所设计的协同控制极大地提高了启动成功率,并通过电动泵智能调速控制方法为自动变速器离合器提前建立油压,避免起步迟滞。该文设计的电动泵的智能调速方法可以减小油泵泵油损失,提高液压系统效率。为了实现平稳舒适的起步换挡,推导了液力机械式自动变速器AT(automatic transmission)车辆起步动力学模型和离合器控制系统模型,基于模型设计了起步离合器油压控制方法,提出了离合器卸油至接触点的控制方法,当车辆再次起步时可以提早响应约400 ms。在自动启停过程中还考虑了换挡杆切换的特殊工况,保证了系统的大覆盖率。通过整车搭载试验验证了所设计的控制策略具备可行性,起步过程中变速器输出轴转速变化平顺,起步冲击度大大降低。电动泵的智能调速控制方法可降低油耗约1.5%。该文的研究方法首次实现了自主品牌AT变速器与启停系统的良好匹配及应用,具有一定的参考意义。     

变值轧制成型技术及其在农用板簧制造方面的应用

变值轧制成型是采用轧制的方式制造零件或毛坯的工艺方法，是一种新兴的有发展前途的制造技术。介绍了变值轧制成型工艺的基本原理和工艺方法，变值轧制成型时，辊缝跟踪设定的数值，辊缝是工件长度的函数，同时分析了设定辊缝、轧制压力、轧机刚度等因素对被成型工件厚度精度的影响。以变截面板弹簧形成理论和制造过程为例，介绍了变值轧制成型技术在农业机械和农用运输车变截面板簧制造方面的应用。变值轧制成型技术将成为制造具有变截面形状结构零件的主要方法。     

大型喷杆及其摆式悬架减振系统动力学特性分析与试验

针对摆式悬架减振系统对喷杆动力学行为影响机理的复杂性,利用第二类拉格朗日方法建立了描述喷杆-悬架系统倾斜运动、垂向运动的数学模型。在MATLAB/Simulink中进行了瞬态响应分析、频率响应分析,研究了动力参数对其特性的影响。在此基础上,以某大型喷杆及其摆式减振悬架为试验对象,通过六自由度运动模拟平台输出翻滚和垂向运动激励,采用超声波距离传感器、IVDT位移传感器等进行数据采样分析,测得喷杆瞬态动力学响应及频率响应特性,并与模型预测进行对比,验证了数学模型的准确性。最后通过扫频振动试验确定了系统的频率响应峰值及对应频率,着重分析了阻尼、刚度系数对喷杆振动特性的影响规律:在一定范围内增加阻尼可以减弱系统振荡,增加刚度有利于提高悬架响应速度。研究为大型喷杆悬架参数优化配置提供理论依据与试验方法,有利于中国大型喷杆(大于12 m)动力学特性试验方法、检测标准的完善。     

油气悬架囊式蓄能器真实气体多变指数模型建立及验证

蓄能器内氮气多变过程模型的精度是影响油气悬架系统特性分析的关键因素之一。为了更加精准地描述蓄能器内氮气的真实多变过程,该文利用蓄能器试验台开展了蓄能器不同振幅和频率的正弦激励试验,通过试验数据综合分析发现氮气体积压缩率和体积压缩速率与气体压力呈一定线性关系。在此基础提出了一种基于体积压缩率和体积压缩速率的真实气体多变指数模型。为了验证模型的正确性和准确性,通过蓄能器试验数据对提出的多变指数模型中的2个变量系数进行辨识和模型仿真结果的对比验证,并利用6个悬挂缸的整车油气悬架系统试验平台对模型进行试验验证,结果表明：仿真预测结果与试验数据的平均误差为5.12%,最大误差小于10.9%,满足工程设计的要求。该囊式蓄能器的气体多变指数模型为更加准确研究油气悬架系统真实特性奠定了基础。