Matlab/Simulink环境下带附加气室空气弹簧的仿真研究

<正>一、课题研究的意义汽车悬架上,既要有弹性元件,用来缓冲汽车振动,也要有阻尼原件,消耗振动能量,衰减振幅。而空气弹簧本身只能起到弹性元件作用,那么还需要外加阻尼器才能形成悬架,例如液力减振器。但增加液力减振器等减振元件又会增加悬架空间成本和经济成本,因此,有的空气悬架通过增加附加气室来产生阻尼效果,不单独增加其它减振元件。附加气室的作用在于:一方面通过连接管路,气室中的气体与主气室进行气体交换的过程中可产生足够的阻尼,从而取代液力减振器成为阻     

带附加气室的气缸型空气悬架的特性研究

空气弹簧主要以橡胶囊式或膜式为主~([1]),笔者注意到几乎没有对气缸空气弹簧的研究。论文设计了一种带附加气室的刚度可调节的气缸空气弹簧。以热力学和流体力学相关知识,建立气缸的输出力和阻尼力理论计算公式,基于Matlab/simulink建立气缸空气弹簧的数学模型,得出了气缸弹簧模型刚度非线性特性,并分析了不同附加气室容积下的固有频率,随着容积的不断变大,固有频率逐渐减小。分析了不同节流孔开度对阻尼作用的影响。建立了四分之一空气悬架模型,验证气缸作为空气弹簧的可行性。并与被动悬架作比较,仿真结果表明气缸可以作为空气弹簧且优于被动悬架。     

车辆半主动悬架减振支柱的刚度特性分析

为了提高车辆行驶平顺性,对半主动悬架一体化减振支柱的结构进行了优化设计,推导了双气室空气弹簧数据模型,利用MATLAB/Simulink仿真工具,对新型一体式减振支柱刚度特性进行了仿真分析,为搭建半主动悬架一体化减振车辆整车性能分析提供理论。     

连接管路管径对空气弹簧动刚度特性的影响

对于带有附加气室的空气弹簧,主、附气室间连接管路的管径对弹簧刚度特性影响较大.用数值方法对管路内部气体流动进行模拟计算,采用FLUNET软件中模拟分析管路内部的三维流场,研究管径对管路内部流场和弹簧刚度特性的影响.同时,建立带附加气室空气弹簧特性试验系统,测试主附气室间连接管路不同管径时空气弹簧的动刚度特性.试验和模拟的结果表明,随着连接管路管径的增大,主附气室间气体交换量大,管路内部流场较稳定,弹簧动刚度减小.     

基于非线性空气悬架理论的仿真及试验

从空气弹簧非线性特性人手对汽车空气弹簧悬架系统进行分析，运用Matlab／Simulink软件进行空气弹簧非线性曲线拟合和悬架系统的仿真计算，在此基础上进行了实际随机输入路面上的汽车平顺性试验，并对试验仪器及过程进行了详细描述。通过对试验结果与仿真数据的比较，证实了理论分析的正确性和仿真的准确性。     

基于遗传算法的空气弹簧优化设计

为满足车辆快速高效的设计要求,文章提出了某轻型客车空气弹簧基于遗传算法的优化设计。文章在保证原悬架零件通用性的前提下,空气悬架采用复合空气悬架的结构形式。通过建立空气弹簧计算数学模型,利用现有空气弹簧参数验证了仿真模型的准确性,然后利用遗传算法优化某轻型客车空气弹簧参数,最后进行样件台架和道路试验。试验结果表明,空气弹簧刚度特性符合设计要求。     

基于非线性空气弹簧模型的整车仿真与主客观评价

应用非线性空气弹簧模型,研究了空气悬架整车的动力学仿真和主观评价。结合空气弹簧频率、振幅相关性模型与Simulink仿真,给出了空气悬架整车7自由度模型,对比了不同路面情形下悬架动行程和簧上加速度的均方根值和功率谱密度。从时域和频率2个角度分析了不同速度、路面及减振器阻尼情形下空气悬架整车的动态特性。对装有不同空气弹簧的整车进行主、客观试验测试。结果表明：悬架动行程预测误差小于7%,簧上位置加速度共振峰值预测误差小于6%,共振频率预测误差小于6%;从而验证了所提模型的普适性和精确性;反映了带空气悬架整车的动态特性,解释了平顺性主客观试验的机理。     

某重型卡车空气弹簧刚度特性研究

现阶段国内外的汽车企业都非常重视空气弹簧在车辆悬架系统中的运用与研究,由于空气弹簧独特的非线性刚度特性使得其在汽车悬架系统中能够起到很好的减振作用,提高车辆的平顺性能和舒适性能。高端重型卡车空气弹簧进行了刚度测试实验,然后运用ABAQUS软件对空气弹簧进行了有限元建模与刚度特性分析,将刚度测试实验结果与有限元分析结果进行比对验证了仿真结果的正确与可行性,同时确定了其他工作行程所需数据可以通过仿真数据进行模拟来实现,为后续的空气弹簧悬架子系统的动力学模型的建立提供了较为完整的数据资料。     

空气悬架大客车平顺性仿真研究

空气弹簧具有变刚度特性，其固有振动频率要比钢板弹簧低得多，且不随汽车承载质量的变化而改变。安装有空气悬架的汽车车轮动载荷小，可以获得良好的行驶平顺性、操纵稳定性和行驶安全性，减小了高速行驶车辆对路面的破坏。空气悬架在汽车悬架系统中的应用越来越广泛。本文以安装有空气悬架的大客车为研究对象，利用多体系统动力学原理建立空气弹簧大客车整车动力学仿真模型，并对其平顺性进行仿真研究。     

气液力耦合的新型悬架减振支柱设计与动力学性能研究

介绍了一种空气弹簧力与减振器阻尼力具有耦合关系的新型悬架减振支柱的结构设计方案、工作原理、阻尼调节和空气弹簧气室容积调节方法,建立了新型减振支柱气、液力耦合动力学模型。设计了某乘用车前悬架的新型减振支柱,通过仿真计算分析了该减振支柱的非线性动力学性能、主要影响因素及气液力耦合作用关系。台架试验表明,新型减振支柱作用力的仿真结果与试验结果接近,验证了新型减振支柱设计方案的可行性和气液力耦合动力学模型的正确性。     

汽车耦合空气弹簧悬架系统动力学模型的研究

推导了空气弹簧、高度阀、连接管路子模块的力学方程,提出了模块化的耦合空气弹簧悬架模型,该模型考虑了高度阀的死区、饱和特性以及节流管路的流量特性等非线性的影响,仿真结果表明,耦合空气弹簧动力学模型能反映空气弹簧相互作用和高度阀充排气对车体抗侧倾的影响,因而可以更加真实反映空气悬架系统的动力学特性.     

油气悬架的开发与应用

油气悬架系统是空气悬架的一个特殊种类，在运输车辆中发挥着独特的作用。由于其弹性元件——油气弹簧相对其他弹性元件而言，具有体积小、质量轻、承载能力强、容易实现车身高度调节并兼有阻尼减振和自润滑等特点，因而在大吨位重型自卸汽车(载质量一般在20 t以上，驱动型式一般为4X2)及超重型越野汽车(驱动型式10X10以上)等特种车辆上得到了广泛采用(多为非公路使用)。它与空气弹簧（以橡胶气囊作为气室）相比，由于采用钢筒作为气室，承载能力可提高10～20倍;与钢板弹簧相相比，自身质量可减轻50%左右，且使乘坐舒适性更好。油气悬架的…     

客车空气弹簧悬架分析与研究

对空气弹簧悬架的发展进行了阐述,同时分析了空气弹簧悬架组成、结构、计算方法及空气弹簧悬架的关键技术.     

空气悬架客车平顺性仿真分析

以大客车1/2车辆模型为仿真对象,应用Matlab软件建立整车平顺性模型。采用有理函数功率谱参数,建立路面对客车激励的时域模型,并用分段线性插值函数与最小二乘法拟合空气弹簧的刚度曲线,对大客车空气弹簧悬架进行计算机仿真软件的编制,在Simulink中进行仿真运算,并将仿真结果与试验结果进行比较。结果表明,所建立的仿真模型可以对空气悬架大客车平顺性作出正确的预测。     

混合式空气悬架的设计

介绍了混合式空气悬架的设计与计算。前悬架设计多数采用空气弹簧直接布置在半椭圆钢板弹簧中部的上方；后悬架设计多数采用空气弹簧布置的钢板弹簧布置在钢板弹簧的一端。对混合式空气悬架的计算公式也作了介绍。     

可变容积附加气室空气悬架的参数优化与控制

基于热力学与车辆动力学理论,建立了带可调容积附加气室空气悬架的数学模型;以提高车辆行驶平顺性、轮胎接地性和操纵稳定性为目标,附加气室容积与减振器阻尼系数为设计变量,建立附加气室空气悬架的多目标优化模型;接着采用线性加权和法,将多目标优化问题转化为单目标优化问题;最后整合车辆典型工况下的优化结果,以载荷、车速及路面等级为控制输入量,采用决策控制实现可调容积附加气室空气悬架的半主动控制。结果表明,基于参数优化结果的决策控制能有效提高悬架的综合性能,降低车身加速度和悬架动行程,但轮胎动载荷略有增加。     

基于LQR控制的现代客车自适应空气悬架

长期在不良工况的道路上驾驶会降低驾驶员的乘坐舒适性。随着人们对乘坐舒适性需求不断提升,空气弹簧的优势尤为明显。文章提出了一种基于LQR控制策略的自适应空气悬架系统的创新设计方案,提出的LQR控制器采用粒子群算法进行优化。以客车空气悬架为研究对象,采用MATLAB软件对空气悬架系统的被动和自适应动力学模型进行了设计和仿真。仿真结果表明,自适应空气悬架系统在保证车辆稳定性的同时,降低了车辆在随机道路上的最大位移幅值,从而提高了车辆的平顺性。     

基于神经网络PID控制的客车ECAS设计与实现

以飞思卡尔MC9S08GB60单片机为控制核心,以亚星YBL6891H型客车为试验对象,针对空气悬架系统本身的非线性特性,采用神经PID控制算法,设计了一种通过检测车身高度对空气弹簧进行充排气,进而改变弹簧刚度的客车电控空气悬架系统.根据悬架评价指标建立了电控悬架的2自由度1/4车辆模型,通过仿真验证了该悬架系统对悬架动行程、车轮动载荷及车身垂直加速度这3项汽车行驶平顺性评价指标的改善,最后通过试验验证了所设计控制策略的正确性.     

带附加空气室空气弹簧垂向刚度有限元分析

利用非线性有限元软件Abaqus建立带附加气室空气弹簧模型,通过理论计算和有限元分析,讨论节流孔径等对空气弹簧的垂直静刚度的影响。研究结果表明：增加附加气室有利于降低系统刚度;节流孔小于5 mm,附加气室基本不起作用,大于20 mm,再增大孔径,弹簧静刚度影响不大。     

重型越野汽车油气悬架设计研究

1前言 理论上气体悬架包括了纯气体悬架和油气悬架。但通常我们又将纯气体悬架称作空气悬架,而油气悬架则作为空气悬架的一种特殊形式。由于油气弹簧特性与空气弹簧特性有很多共同点,所以研究人员常把它们放在一起研究。油气悬架与空气悬架都以气体作为弹性介质、弹性元件,根据载荷大小得到压缩,