某越野车车身稳定系统匹配设计与试验研究

过硬的横向稳定杆会限制车辆的越野能力,因此某些车型为了保障越野能力而选用较软的横向稳定杆,便导致了越野车侧倾刚度不足的问题。针对这一问题设计了一套可取代横向稳定杆的车身稳定系统,用于在不影响车辆越野性能的同时增加车辆的侧倾刚度。通过建立整车及液压系统动力学模型进行数值运算仿真,以求得能和整车匹配的车身稳定系统的关键参数。然后根据该车的底盘结构对系统进行结构设计,并开发出了原型样机进行装车试验。通过对原装越野车和改装越野车进行悬架性能试验、蛇行试验和平顺性试验,并对结果作对比分析,验证了车身稳定系统可以大幅度提高车辆动态侧倾刚度,改善其操纵稳定性且并不影响平顺性。     

轿车前横向稳定杆安装处强度改进设计

为解决道路耐久试验中轿车前横向稳定杆车身安装处发生的开裂问题,对车身进行了强度仿真分析。基于包含横向稳定杆柔性体的悬架多体动力学仿真模型计算得到车身的载荷,然后使用有限元方法计算车身的应力,仿真结果显示出的危险部位与实车试验基本一致。基于仿真分析结果,对车身结构进行了改进,试验结果表明,车身的结构改进是有效的。     

基于AMESim的不同结构液压互联悬架性能仿真分析

文章针对交叉反连式、纵向互联式、横向互联式三种结构的液压互联悬架系统,首先阐述各种悬架形式的工作原理,然后通过AMESim软件建立各种互联结构仿真模型和整车振动模型,最后通过汽车平顺性和操纵稳定性仿真分析,对不同结构互联悬架与传统不互联悬架的车身垂向加速度、悬架动行程、车身侧倾角、轮胎动载进行对比分析,分析结果表明,交叉反连式液压互联悬架具有相对较好的舒适性与稳定性,对于提高人们乘坐汽车的舒适性与稳定性有一定的帮助。     

基于主动横向稳定杆的车身侧倾控制技术研究

文章首先进行了主动横向稳定杆结构和应用现状分析,研究了主动横向稳定杆核心零部件和系统的先进技术进展,接着分别介绍了汽车液压互联系统、电磁悬架、奔驰ABC悬架技术;研究车身侧倾控制技术更重要的意义在于降低车轮的侧倾转向角和侧倾外倾角,进而使转向更加中性并且提升汽车在弯道的极限性能。     

液压互联悬架模糊切换控制设计以及试验验证(英文)

设计一种基于汽车运动-模态的液压互联悬架模糊切换控制策略,利用主要汽车运动模态能量作为实时控制目标实现能量的均衡分配。首先建立汽车悬架动力学模型,然后设计运动-模态识别方法以及切换控制策略,针对汽车车身垂向、车身俯仰以及车身模态设计3个不同的模糊控制器,建立整车仿真平台以及在四通道悬架试验台上进行试验,分别验证该主动悬架系统的有效性。结果表明,此新型的主动互联悬架可以有效降低俯仰运动以及侧倾运动,从而起到防侧翻的效果,悬架操纵性能得到提高。     

轮毂电机驱动车辆驱动力控制研究

轮毂电机驱动车辆各轮转矩精确可控且响应迅速的特点适用于越野工况，但越野路面起伏不一且附着条件多变，因此，开发基于越野工况辨识的车辆驱动力控制策略，对提升轮毂电机驱动车辆的纵向行驶稳定性具有重要意义。基于动力学模型分析路面附着与路面几何特征，确定可用于越野工况辨识的车辆特征参数集；针对车轮悬空垂向载荷估计失真现象，且由于地面垂向力的实际变化导致车辆垂向载荷分配比例的改变，修正了垂向载荷的计算；利用各特征参数的差异与越野工况的映射关系判定工况属性，采用模糊识别法界定4种地形工况；驱动力控制上层考虑工况与驾驶员影响因素，通过越野工况辨识结果决策驱动利用系数，作为前馈期望转矩调节权重；中层通过四轮垂向载荷得到转矩分配系数，设计驱动力分配算法；下层针对车辆在越野工况下出现车轮滑转与悬空状态，对车轮进行动态转矩补偿。仿真测试与实车验证表明，越野工况辨识结果与预期相符，驱动力控制策略综合优化了车辆稳定性和动力性。     

单斜臂悬架轮边电驱动系统的横向稳定杆设计

轮边电驱动系统是电动汽车的一种重要驱动形式。安装横向稳定杆可在不改变垂向刚度的前提下提高车辆侧向刚度,从而在保证行驶平顺性的同时改善行驶稳定性。由于单斜臂悬架轮边电驱动系统的结构和参数与传统悬架形式存在区别,因此需要在现有文献基础上推导公式和建模仿真。以电动汽车整车平台为研究对象,根据车辆实际结构和空间布置的需求,确定稳定杆的结构参数,以此提出不同刚度的横向稳定杆方案。利用Matlab/Simulink对各个方案进行建模仿真,从时域角度和频域角度分析整车系统对方向盘转角的阶跃响应特性。研究方法对于其它形式(如麦弗逊悬架、双横臂悬架等)的轮边电驱动系统横向稳定杆的设计匹配亦具有价值。     

全局耦合消扭悬架系统动力学仿真研究(英文)

介绍了一种全局耦合消扭悬架的原理和结构,利用ADAMS建立了装备有该消扭悬架的车辆模型,对其消扭性能和操纵稳定性进行了仿真试验研究,研究结果表明该消扭悬架在能有效地减小对车身的扭转,降低轮荷最大值,改善车轮的垂直载荷的均匀性,改善车辆的接地性能,不会对车辆的操纵稳定性带来不利影响.     

液压互联悬架抗侧倾控制研究

针对车辆减少能量消耗与提高抗侧倾能力需求,提出了一种主/被动可切换的液压互联悬架抗侧倾控制方法。基于9自由度车辆动力学模型,考虑蓄能器、液压缸、液压泵三者之间耦合的体积-流量-压力特性,建立液压互联悬架主动控制时域模型;结合"车身侧倾角-车身侧倾角速度"相平面法及车辆侧向加速度,得到车辆侧倾稳定域,并提出液压互联悬架系统侧倾稳定性控制介入与退出判据;在此基础上,采用Backstepping非线性控制算法设计主动液压互联抗侧倾控制器。最后,分析并改进侧倾稳定性评价指标,通过在MATLAB/Simulink环境下进行高速双移线、鱼钩试验等极端工况数值仿真,验证所提出的液压互联悬架主/被动切换控制系统能在减少能量消耗的情况下能否提高车辆抗侧翻的能力。研究结果表明:所提出的控制系统能有效提高车辆抗侧翻能力;当车辆侧倾状态超出设定的侧倾稳定区域介入线时,液压互联悬架系统由被动模式切换为主动抗侧倾模式,控制车辆侧倾状态回到稳定区域,以提高车辆侧倾稳定性;当判定车辆侧倾状态满足主动控制退出条件时,液压互联悬架系统回到被动模式,以减小能量消耗。     

液压互联悬架抗侧倾控制研究（双语出版）

针对车辆减少能量消耗与提高抗侧倾能力需求,提出了一种主/被动可切换的液压互联悬架抗侧倾控制方法。基于9自由度车辆动力学模型,考虑蓄能器、液压缸、液压泵三者之间耦合的体积-流量-压力特性,建立液压互联悬架主动控制时域模型;结合"车身侧倾角-车身侧倾角速度"相平面法及车辆侧向加速度,得到车辆侧倾稳定域,并提出液压互联悬架系统侧倾稳定性控制介入与退出判据;在此基础上,采用Backstepping非线性控制算法设计主动液压互联抗侧倾控制器。最后,分析并改进侧倾稳定性评价指标,通过在MATLAB/Simulink环境下进行高速双移线、鱼钩试验等极端工况数值仿真,验证所提出的液压互联悬架主/被动切换控制系统能在减少能量消耗的情况下能否提高车辆抗侧翻的能力。研究结果表明：所提出的控制系统能有效提高车辆抗侧翻能力;当车辆侧倾状态超出设定的侧倾稳定区域介入线时,液压互联悬架系统由被动模式切换为主动抗侧倾模式,控制车辆侧倾状态回到稳定区域,以提高车辆侧倾稳定性;当判定车辆侧倾状态满足主动控制退出条件时,液压互联悬架系统回到被动模式,以减小能量消耗。     

双气室液压互联悬架系统特性研究

为改善车辆动态性能,设计一种双气室液压互联悬架系统.结合结构特征建立双气室液压互联悬架模型,得到包含该模型的整车动力学模型,并利用蛇行试验结果进行验证.将分别装有双气室、单气室的液压互联悬架与原机械悬架的整车模型在不同运动模态下进行仿真,对比分析三者对车辆悬架系统刚度与阻尼特性的影响,并在时域和频域分析三者对车辆响应的...     

第十章 悬架

汽车悬架是车架(或车身)与车桥(或直接与车轮)之间弹性联接的部件,是由弹性元件、导向装置和减震器等三部分组成。弹性元件是用来传递垂向载荷和缓和、抑制不平路面引起的冲击和振动,其种类有钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧、油气弹簧、空气弹簧及橡胶弹簧等;导向装置,是由导向杆系组成的,用以确定车轮相对于车架或车身的运动规律,传递除垂向力以外的力和力矩,有些弹性元件本身能兼起导向装置的作用;减震器则用以衰减、限制车身及车轮的振动。小客车的悬架装有横向稳定杆(图249),以提高抵抗车身侧向倾斜的角刚度。     

基于横向稳定杆的汽车操纵稳定性影响分析

文章基于横向稳定杆在整车的功能,分析车辆安装横向稳定杆和不安装横向稳定杆两个状态,研究了横向稳定杆对车辆操稳性能的影响,进一步在Trucksim软件中建立虚拟整车和驾驶员模型,模拟稳态回转和蛇形试验工况,并结合试验评价标准进行评分,对比分析结果表明,安装横向稳定杆的车辆对不足转向和车辆侧倾度性能影响较大,对转向性能影响较小。     

抑制簧下质量负效应的轮边驱动系统研究

传统的轮毂电机轮边驱动方案因其簧下质量过大而导致车辆行驶平顺性和车轮接地性变差,针对此问题提出了电机集成式、电机摆动式两种抑制垂向振动负效应的轮边驱动电机布置方案和一种考虑到具体悬架形式和结构参数的1/4悬架垂向动力学模型。针对电机摆动式方案中电机的悬置参数进行了优化设计,并对这两种结构和轮毂电机结构的垂向动力学性能进行了仿真计算,基于Matlab和Adams软件的仿真结果,结合相关评价指标,分析了这3种系统的垂向动力学特性。结果表明,相比传统轮毂电机驱动系统,其余两种方案皆可起到抑制车辆的垂向加速度,改善车辆的平顺性和车轮接地性的作用,其中对车轮接地性的改善效果更明显,电机摆动式结构在改善垂向动力学性能上比集成式结构更有效。     

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。     

轮心六分力作用下悬架疲劳载荷谱提取

准确提取车身连接点载荷是车身疲劳耐久性分析的关键.本文基于某轻型客车研发过程中单独对前、后车轮测取的道路试验轮心六分力数据,采用前、后悬架动力学模型提取车身连接点载荷,分析了多种悬架模型方案及其仿真结果,并与试验结果进行了对比.本文方法能够提取车身连接点载荷,为低成本准确获取车身疲劳耐久分析输入载荷提供了参考.     

油气悬架耦连形式对车辆稳定性的影响

为各轮独立、同轴交连和对角交连3种耦连形式的油气悬架推导出其垂向力/刚度、侧倾力矩/刚度、俯仰力矩/刚度和扭转力矩/刚度公式,并据此建立了这3种油气悬架的Matlab/Simulink模型,通过仿真得到了悬架垂向、侧倾、俯仰和扭转的刚度特性曲线。对油气悬架Simulink模型与整车Carsim模型进行联合仿真,分析油气悬架不同耦连形式对车辆稳定性的影响。结果表明:油气悬架耦连形式对车辆垂向振动影响较小;对角交连油气悬架的车身俯仰角最小,其它两种耦连油气悬架的车身俯仰角相同且较大;同轴交连油气悬架的车身侧倾角最小,对角交连油气悬架的车身侧倾角次之,各轮独立油气悬架的车身侧倾角最大。     

安装ECAS和液压互联悬架的客车动态性能研究

客车因载质量大和质心高的特点难以兼顾操纵稳定性和平顺性,为此本文提出了一种侧倾构型的液压互联悬架(RHIS)与电控空气悬架(ECAS)相结合的新型悬架系统。首先,基于热力学理论建立了空气弹簧非线性模型并试验验证;基于质心定理、动量矩定理推导了整车9自由度动力学模型,建立了整车和RHIS的机械-液压耦合模型,并通过实车测试验证了模型;然后,设计了气囊模糊控制器以实现车身高度调节;最后,在常用的操纵稳定性和平顺性测试工况下仿真对比了新型和传统悬架系统的性能。结果表明,所提出的新型悬架系统可实现3挡车身高度调节,且在保持原车平顺性的同时明显改善了整车的操纵稳定性。     

车辆操纵稳定性及平顺性的协同优化研究

利用车辆多体动力学模型与多目标优化工具,对悬架弹簧、减振器及横向稳定杆特性进行操纵稳定性与行驶平顺性的协同优化仿真.结果表明汽车的操稳性和行驶平顺性的各项性能指标均得到了改善.     

汽车侧倾稳定主动控制系统的仿真研究

在ADAMS/Car下建立了前、后悬架都装有主动横向稳定杆的95自由度虚拟整车模型.采用模糊PID控制策略,在MATLAB/Simulink环境中对车辆抗侧倾性能进行了联合仿真,实现了PID控制过程中参数的在线整定.仿真结果表明,模糊PID控制具有较强的自适应能力和抗干扰能力,可有效减小车身侧倾角,在保证乘坐舒适性的同时提高了车辆的行驶稳定性.