随机路面激励下车辆系统参数对汽车行驶平顺性的影响研究

基于汽车系统动力学和随机振动理论，建立了简化的人体-座椅、车身及车轮3-DOF车辆振动模型，采用线性滤波白噪声法建立了路面激励模型，并仿真分析了常见C级路面的不平度特性。以C级随机路面激励为车辆振动系统输入，运用变步长四阶Runge-Kutta法求解了车辆系统数学模型。在时域和频域两方面，仿真分析了座椅刚度、阻尼，悬架刚度、阻尼及轮胎刚度对座椅、悬架性能的影响，以及路面不平度和车速对座椅垂向加权加速度的影响。得出了座椅加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷功率谱密度随座椅刚度、阻尼系数，悬架刚度、阻尼系数及轮胎刚度变化的规律。     

路面-电磁双激励下电动轮汽车行驶平顺性分析

为研究电动轮车辆系统在路面-电磁双重激励下的振动特性，明确轮毂电机电磁激励对车辆行驶平顺性的影响规律，建立了基于刚性连接结构的轮毂驱动式电动汽车1/4的2-DOF垂向振动动力学模型；考虑路面激励的随机性以及电磁激励的分段周期性，得到了含随机性和周期性的复杂外激励模型；采用时域分析法，得到复杂外激励下电动轮车辆平顺性评价指标即车身加速度、悬架动挠度、轮胎动载荷时间历程图，并分析了电磁激励对电动轮汽车平顺性的作用规律。结果表明：轮毂电机电磁激励对各指标的影响程度依次为车身加速度>轮胎动载荷>悬架动挠度；在加速行驶工况下，速度越快电机激励振动冲击越大，对车辆的行驶平顺性和舒适性越为不利。     

考虑弹性支撑边界条件的电动汽车-路面系统机电耦合振动特性分析

轮毂电机驱动电动汽车的簧下质量大导致轮胎动载荷增加，并且电机电磁力和转矩波动对车轮造成电机激励，进一步加剧车轮振动引起垂向振动负效应的问题。鉴于此，考虑电机的电磁激励，建立了电动汽车-路面系统的机电耦合动力学模型，推导了弹性支撑边界条件下路面结构的模态频率和振型表达式，以及路面振动引起的二次激励。计算了简支与弹性支撑边界条件下的路面模态频率，根据频率分布进行了截断阶数选取，并分析了边界条件、电机激励和车速对路面响应的影响。在此基础上，研究了不同行驶速度、路基反应模量及路面不平顺幅值下，激励形式对汽车车身加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的影响。结果表明：路面不平顺幅值越小，弹性支撑对路面响应的影响越大，弹性支撑边界条件下的路面响应较小，电机激励会引起路面响应的增加；弹性支撑边界条件下，路面不平顺幅值和路基反应模量越小，考虑路面不平顺、路面二次激励和电机激励的三重综合激励对电动汽车响应的影响越大，激励形式对轮胎动载荷的影响最大，对车身加速度的影响次之，对悬架动挠度的影响最小；电机激励导致轮胎动载荷增加，对路面破坏和寿命产生的负效应不容忽视。所建电动汽车-路面系统机电耦合模型及研究思路可为电动汽车垂向动力学分析提供参考与理论支持。     

汽车行驶平顺性仿真模型分析

本文提出一种操作便捷的新型振动仿真模型并利用该模型对实际车辆进行行驶平顺性分析。文章在建立1/4汽车二自由度模型的基础上,以桑塔纳2000Gsi型麦弗逊前悬架为例,通过计算得出悬架刚度、减震器阻尼系数,与白噪声经积分法产生的路面激励一同作为悬架振动系统仿真模型的基本参数输入其中。通过分别独立改变路面激励、行驶车速,利用仿真模型输出的图像与数据,对车辆行驶平顺性进行对比研究。结果证明了所建模型的可行性和有效性;并且在进行悬架振动特性分析过程中,利用该仿真模型能方便快捷地对相应参数进行独立调整,即可获得直观的振动特性图像与数据,为进一步精确控制与分析研究奠定基础。     

电动赛车半主动悬架系统仿真及实现

应用汽车动力学理论,以1/4汽车悬架模型为研究对象,用调节减振器的阻尼系数法,建立了二自由度电动赛车的半主动悬架最优控制模型,利用编制的路面谱作为激励输入进行了仿真,并与被动悬架性能进行了对比。结果表明,半主动悬架在车身垂直振动加速度、悬架动行程、轮胎形变量的改善度分别为31.3%、21.4%、12.6%,使车身的振动被控制在某个范围之内,大大提高电动赛车在行驶过程中的平顺性。     

悬架橡胶件对汽车平顺性影响的仿真与实验研究

将橡胶件的Kelvin-Voigt模型与整车模型相结合,应用虚拟坐标法建立了整车8自由度振动模型,从频域和时域分析了橡胶连接件的刚度和阻尼对座椅与车身振动加速度、悬架动挠度和轮胎动载荷的影响.结果表明:与未考虑橡胶件的影响相比,计及橡胶件的弹性,即适当选择橡胶连接件刚度时,仿真结果更接近试验实测数据,可使座椅与车身的垂向加速度、车身俯仰角加速度和轮胎动载荷减少15％ ～40％;橡胶件的阻尼对平顺性影响较小.     

虚拟激励法人-车-路三质量车辆模型平顺性分析

为评价汽车平顺性,建立简化的人体-座椅、车身及车轮三质量1／4车辆模型,给出了该模型振动系统的频响特性公式,采用虚拟激励法,构造虚拟路面激励,运用matlab编程求取所建模型系统振动响应量的功率谱密度,并进行了行驶平顺性分析。结果表明,汽车行驶速度与道路路面条件是影响汽车行驶平顺性主要外在因素,为获得良好的汽车行驶平顺性,应加以改善;虚拟激励法用于求解车辆振动响应,快速高效,能很好地反映汽车行驶的平顺性,提高汽车平顺性设计水平与效率。     

IVECO汽车悬架系统性能参数仿真研究

本文给出一种IVECO汽车面向行驶平顺性分析的简化仿真模型，应用仿真模型对某型号IVECO汽车进行了随机不平路面输入下的汽车悬架系统性能参数仿真试验研究，得出了悬架系统性能参数对汽车行驶平顺性指标一车身振动加速度均方根值的影响规律，为确定该车悬架系统性能参数优化设计的设计空间和初始值提供了依据。     

一种带新型内置悬置系统的电动轮结构研究EI北大核心CSCD

针对现有轮毂电机驱动电动轮车辆非簧载质量增加及路面激励引起的轮毂电机气隙不均匀带来的车辆平顺性和舒适性恶化的问题,提出了一种新型内置悬置系统的电动轮拓扑结构方案。此方案通过设置橡胶衬套将轮毂电机与簧下质量弹性隔离,将电机转化为与簧上质量并联的质量,同时,利用橡胶衬套吸收路面传递给电机的振动能量,减小路面激励对电机气隙的影响,改善车辆垂向动力学特性。在建立新型电动轮车辆模型和分析悬置系统参数对车辆垂向性能影响的基础上,对有、无悬置系统的两种电动轮驱动方案进行了垂向特性对比分析。结果表明:设置橡胶衬套后,簧上质量加速度、轮胎动载荷、悬架动行程和定、转子相对位移等方面均有不同程度的改善,尤其是对定、转子的相对位移量的改善最为显著。     

衬套刚度对悬架运动学特性参数影响分析

随着研究分析橡胶衬套发现橡胶衬套的刚度变化对汽车的悬架参数有重要的影响,进而直接影响着汽车的平顺性、操纵稳定性能。文章选择对橡胶衬套的刚度展开讨论,首先建立了带有橡胶衬套与转向系的双横臂独立前悬架的弹性连接运动学模型。以车轮外倾角、车轮前束角、主销后倾角、主销内倾角、轮距的变化、轮心处悬架垂直刚度等悬架参数为观察指标,设置悬架与整车的部分参数,给建立的模型输入左右车轮平行跳动激励,进行仿真对比,得出弹性连接状态下的模型综合结果更好。然后分析在弹性运动学状态下各个橡胶衬套刚度的改变对悬架运动学特性参数的影响大小,得出衬套径向刚度、轴向刚度的改变对悬架运动学特性参数综合影响,这对提升汽车的操纵稳定性与平顺性有较好的指导意义。     

基于舒适性和轮胎动载的车辆悬架参数优化

为了改善汽车行驶的舒适性并减小轮胎对路面的动载，以某载货汽车为研究对象，建立了多目标优化模型，并采用统一目标函数法对车辆悬架参数进行优化。优化结果表明：优化后悬架刚度减小而阻尼增大，且前悬架参数变化较小，后悬架参数变化较大；相比于优化前，车身垂直方向加速度均方根值减小了20％，前轮动栽均方根值减小了40％，后轮变化更显著，减小了49％；采用多目标优化设计方法不仅可提高车辆自身的舒适性，而且可减小轮胎对路面的动载。     

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。     

IVECO汽车悬架系统性能参数设计方法

本文给出一种IVECO汽车面向行驶平顺性分析的简化仿真模型,应用仿真模型对某型号IVECO汽车进行随机不平路面输入下的汽车悬架系统性能参数仿真试验研究,得出了悬架系统性能参数对汽车行驶平顺性指标—车身振动加速度均方根值的影响规律,为确定该车悬架系统性能参数优化设计的设计空间和初始值提供依据。     

由路面引起的汽车振动能量耗散特性频域分析

针对行驶过程中由路面引起的汽车振动能量耗散问题，提出了基于汽车振动二自由度单轮模型的能量耗散特性频域分析方法。采用汽车振动二自由度单轮模型推导了模型的频率响应，确定了能量耗散振动响应量及其频率响应。将路面激励功率谱密度与振动响应量的功率谱密度和均方根值相结合，建立了能量耗散振动响应量统计特性和振动能量耗散平均功率的表示。采用Matlab开发了汽车振动二自由度单轮模型的能量耗散特性频域分析仿真程序，通过3种分析方案研究了由路面引起的汽车振动能量耗散特性。结果表明，汽车振动能量耗散平均功率与速度和路面等级相关，受到路面等级的影响较大；在以B级路面为主的国内城市行驶工况下，由路面引起的汽车振动能量耗散平均功率比较低。     

模糊PID半主动悬架仿真与分析

本文应用对振动问题具有代表性的二自由度系统来模拟多自由度振动系统。本文选择建立二自由度1/4汽车半主动悬架简化模型,来近似模拟真实环境,在此基础上,利用MATLAB/SIMULINK建立被动悬架及半主动悬架仿真模型,在20m/s车速和白噪声路面输入条件下进行仿真。仿真表明,采用模糊PID半主动悬架,降低了汽车车身加速度,悬架动挠度,有一定程度减小,悬架动变形波动相对稳定。     

整车多体动力学模型的建立、验证及仿真分析

利用多体动力学方法建立了某轿车的整车非线性多体动力学模型,模型中考虑了前后悬架、转向系统的详细几何结构参数,以及连接处的橡胶衬套、阻尼器的非线性特性,轮胎采用M agic Formu la模型。对所建模型进行了多种试验验证,并分析了该样车的操纵稳定性等相关特性,仿真结果表明所建整车多体模型有较高的精度。     

基于参数自调整模糊控制方法的半主动空气悬架仿真分析

基于参数自调整模糊控制方法对半主动空气悬架系统进行了仿真分析和试验验证．以某空气悬架大客车1／4车辆模型为仿真对象，设计了参数自调整的模糊控制器，并以随机路面为输入、悬架动行程为约束条件、簧载质量振动加速度和车轮动载荷为评价指标，对模型进行了计算机仿真，同时依据仿真模型设计了空气悬架试验台。仿真和试验结果表明，当汽车行驶工况变化时，引入参数自调整模糊控制方法可以有效降低簧载质量振动加速度和车轮动载荷。     

基于道路友好性的重载汽车悬架半主动控制研究

车辆的平顺性和道路友好性是反应车辆悬架性能的2个重要指标。为改善重载汽车在道路行驶中的友好性,基于7自由度重载汽车动力学模型,建立了半主动悬架系统的运动方程,设计了半主动悬架最优控制器,考虑路面不平度的随机激励,以车辆平顺性和道路友好性为控制目标,提出了车辆悬架的最优半主动控制策略,并且给出了详尽的推导过程。仿真分析结果表明:当汽车以20m/s的速度行驶在C级路面时,车身和驾驶室垂向加速度有效均方根值分别减少了3.42%和46.4%,轮胎对路面的破坏减少了2.10%;半主动控制悬架有效地保证了车辆行驶的平顺性,同时可减小车辆对路面的冲击作用,改善了车辆的悬架性能。     

基于动力学仿真模型的汽车悬架系统优化设计方法

本文给出一种汽车面向悬架性能分析的动力学仿真模型，应用仿真模型对某型号IVECO汽车进行了随机不平路面输入下的汽车悬架系统性能参数优化设计研究，得出了该车悬架系统性能参数优化结果，经该车优化后的道路试验结果表明，优化后的汽车行驶平顺性指标车身振动加速度均方根值比优化前有较大改善。     

汽车轮胎的发展

轮胎是汽车的重要部件之一，它直接与路面接触，和汽车悬架共同来缓和汽车行驶时所受到的冲击，保证汽车有良好的乘座舒适性和行驶平顺性；保证车轮和路面有良好的附着性，提高汽车的牵引性、制动性和通过性；承受着汽车的重量，轮胎在汽车上所起的重要作用越来越受到人们的重视。