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行驶平顺性是汽车的重要性能之一,其性能的好坏不仅影响乘客的舒适性和货物的完好性,而且对汽车的动力性能、运输效率、使用寿命和燃料经济性等性能也会造成影响。汽车悬架作为衰减路面传递给车身振动冲击的主要部件,对汽车平顺性有着至关重要的影响。而半主动悬架因为其性价比高于被动悬架和主动悬架,已成为当前国内外汽车新技术的研究热点。本课题针对乘用车半主动悬架展开研究,在课题组已有研究基础上,将一种由可变刚度空气弹簧和可调阻尼减振器组成的新型一体式减振支柱应用于某乘用车悬架系统,研究该新型一体式减振支柱对整车平顺性的影响。
介绍了新型一体式减振支柱的结构组成与工作原理。根据某乘用车的前、后悬架结构和性能要求,分别设计了与该车前、后悬架相匹配的新型一体式减振支柱。运用MATLAB软件分析了前、后新型一体式减振支柱的刚度和阻尼特性,并给出了前、后新型一体式减振支柱的刚度和阻尼特性仿真结果。
针对所研究的乘用车,运用ADAMS/Car软件建立了包括前悬架系统、后悬架系统、车身系统和轮胎在内的整车多体动力学模型。
基于ADAMS/Car Ride模块,考虑前、后新型一体式减振支柱具有“低”、“中”、“高”三种阻尼状态,分别进行正弦激励、脉冲激励和随机路面激励下的整车行驶平顺性仿真,结果表明,采用新型一体式减振支柱可以使整车悬架系统具有良好的工况适应能力,通过调节减振支柱的阻尼状态可以使整车获得较好的行驶平顺性。
将研制的新型一体式减振支柱样件安装到实验样车底盘的前、后悬架系统中,基于MTS320型四立柱轮胎耦合式道路模拟机,对实验样车进行整车行驶平顺性试验,结果表明,在正弦激励试验下,整车质心处垂直加速度随着阻尼的增大而增大,试验数据和仿真数据的误差在14%以内;在脉冲激励试验下,采用前“高”后“低”阻尼状态时,后轮驶过三角形凸块时的整车质心处垂直加速度小于“高”阻尼状态时的整车质心处垂直加速度,试验数据和仿真数据的误差在13%以内;在随机路面激励试验下,随着阻尼力的增大,整车质心处垂直加速度增大,对应的功率谱密度峰值增大,整车的行驶平顺性变差。这三种试验结果与仿真结果有着相同的趋势,验证了整车多体动力学模型的正确性以及新型一体式减振支柱的性能特点,为研究乘用车被动式悬架性能改进和半主动悬架研发提供了的有益参考。