重型商用牵引车悬架阻尼特性匹配研究

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在汽车行驶过程中,路面不平度或制动、转弯等工况会导致车身较剧烈的振动,从而使乘客感到不舒适或者货物遭到损毁。悬架减振器是汽车隔离、衰减这类振动的主要部件之一。然而,随着行驶工况的变化,汽车的平顺性对悬架系统阻尼特性的要求也会随之变化。因此匹配悬架减振器阻尼特性时,必须考虑到不同行驶工况对悬架减振器阻尼特性的要求。减振器阻尼力随着减振器运动参数的变化而变化。减振器的运动由悬架运动决定,而悬架运动由汽车行驶工况决定。因此,悬架阻尼匹配技术研究主要包括三个问题:第一,各行驶工况下汽车悬架的理想阻尼力;第二,汽车行驶工况与悬架减振器运动特性之间的关系;第三,建立各行驶工况的理想阻尼力和减振器运动特性之间的关系。目前国内的阻尼匹配研究主要是分析各行驶工况下汽车悬架的理想阻尼力,分析减振器内部结构对减振器内特性和外特性的影响;缺乏对汽车行驶工况与减振器运动参数间关系的深入研究分析。本文在前人研究的基础上,以某重型商用牵引车为研究对象,以提高整车平顺性为主要目标,进行阻尼匹配技术研究;其中研究分析了汽车行驶工况与减振器运动参数的关系,弥补国内阻尼匹配技术研究在这方面的缺失。本文还提出了用于阻尼匹配的机械式可调减振器的结构方案;并仿真分析减振器阻尼特性的调校方法;为将来通过实车试验进行阻尼匹配打下基础。主要工作和取得的进展包括以下几个方面:(1)阐述了研究悬架阻尼匹配技术的意义,概述平顺性评价方法和阻尼匹配技术发展现状,并分析目前研究中存在的问题。(2)建立目标车型的TruckSim仿真模型,建立目标车型的七自由度简化数学模型;并将两个模型在D级随机路面上行驶的仿真结果进行对比,验证了所建TruckSim仿真模型的可靠性。(3)定义平顺性典型工况,利用TruckSim仿真模型仿真分析前轴悬架阻尼系数对整车平顺性的影响;确定各典型工况的相对最优阻尼系数,确定减振器运动参数与典型工况之间的关系,由此得到结论:减振器理想阻尼特性跟振动频率幅值的关系最为紧密,与振动位移幅值的相关性较强。振动频率幅值较小且振动位移幅值较大时,阻尼系数应取较大值;反之,则取较小值。(4)采用正交试验设计,编制相应试验方案,仿真分析:前轴悬架左、右阻尼及其交互作用对平顺性的影响;前轴悬架刚度和阻尼系数、平衡悬架刚度和阻尼系数以及系数间交互作用对平顺性的影响。通过仿真分析确定各个典型工况下的理想阻尼系数,并利用减振器运动参数与典型工况的关系,由各工况的理想阻尼力和相应的减振器振动速度幅值,建立理想的减振器阻尼特性。(5)提出用于阻尼匹配的机械式可调减振器结构方案。搭建减振器AMESim模型,仿真分析影响减振器阻尼特性的主要参数。为将来通过实车试验进行阻尼匹配打下基础。
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