互联空气悬架动态特性及对整车振动性能影响分析
本文选题:互联空气悬架 + 动态特性 ; 参考:《江苏大学》2016年硕士论文
【摘要】:随着人们对车辆乘坐舒适性要求的不断提高,空气悬架在车辆上的运用越来越广泛。同时伴随着车辆技术的发展,在普通空气悬架的基础上出现了互联空气悬架,它将传统空气悬架中相互独立的空气弹簧用气动管路连接,通过电磁阀控制开闭,使空气弹簧间能根据行驶工况产生气体交换实现变刚度特性,从而进一步提升空气悬架的性能。本文围绕互联空气悬架动态特性及对整车振动性能影响展开研究。本文按照部件到整车的递进思路,依次就互联空气弹簧的建模与仿真、互联空气弹簧振动系统和动刚度特性分析、互联空气悬架系统建模及对整车振动性能的影响分析三方面展开研究。互联空气弹簧是互联空气悬架的核心部件,本文基于工程热力学和流体力学相关理论,分别对互联空气弹簧模块和连接管路模块进行分析并建立数学模型,并在Matlab/Simulink中建立两自由度互联空气弹簧振动系统仿真模型,分析系统的自由振动和受迫振动响应,仿真表明互联状态、连接管路内径和激励相位角对系统垂向振动和角振动响应特性有显著的影响。基于所建立的互联空气弹簧各模块数学模型,推导建立互联空气弹簧非线性动刚度理论计算模型,揭示出影响互联空气弹簧动刚度各变量参数以及之间的耦合关系。利用切线法对上述互联空气弹簧各模块数学模型进行线性化处理,推导出在小振幅条件下的互联空气弹簧线性化动刚度模型,消除动刚度模型中非线性变量。在上述互联空气弹簧系统特性研究的基础上,结合车辆动力学理论,建立集成非互联、横向互联、纵向互联和四角互联共四种互联模式的互联空气悬架整车动力学模型并进行仿真分析,研究四种互联模式对车身垂向、侧倾和俯仰振动固有频率的影响规律,以四轮随机路面时域模型和对扭路面为输入,对比研究四种互联模式下车身加速度、悬架动行程、车轮动载荷和车身扭转载荷响应,结果表明互联空气悬架能降低车身角振动固有频率,提升车辆在不良路面的行驶平顺性,降低车身所受扭转载荷。搭建互联空气悬架整车试验台架,对车辆施加阶跃、正弦和强化路面激励,研究互联管路内径、减振器阻尼状态和空气弹簧初始高度对前左车身加速度频率响应的影响规律,对比分析非互联、横向互联、纵向互联和四角互联对车身垂向、侧向和纵向加速度的频率响应影响特性,试验表明,互联空气悬架能在较宽频率区间内改善车辆振动性能,缓和路面冲击,提升车辆在不良路面上的行驶平顺性。
[Abstract]:With the people on the vehicle ride comfort requirements continue to improve, the air suspension on the vehicle is used more and more widely. At the same time along with the development of automobile technology, based on ordinary air suspension appeared on the Internet air suspension, it will separate the traditional air spring air suspension used in pneumatic pipeline connection, through the closed control open solenoid valve, the air spring can be generated according to the driving condition of gas exchange to achieve variable stiffness, so as to further enhance the performance of the air suspension. This paper focuses on the dynamic characteristics of the Internet and the air suspension on vehicle vibration performance research. According to the ideas of progressive components to the vehicle, in the modeling and Simulation of interconnection of air spring analysis of air spring vibration system, interconnection and dynamic rigidity characteristics, modeling and analysis of interconnected air suspension system and vehicle vibration influence on the performance of three aspects. The Internet is a core component of interconnected air spring air suspension, the engineering thermodynamics and fluid mechanics based on related theories, respectively on the Internet air spring module and a connecting pipeline module is analyzed and the mathematical model of two degrees of freedom and the establishment of mutual coupling of air spring vibration system simulation model in Matlab/Simulink, and the free vibration analysis system the forced vibration response, simulation results show that the state of the Internet, connecting pipe diameter and phase angle on the excitation system of vertical vibration and angular vibration response has significant effect. The air spring characteristics of Internet based modules based on the mathematical model of air spring is established interconnected nonlinear calculation model of dynamic stiffness theory, reveals the coupling relationship between the interconnection of air spring the dynamic stiffness of each variable parameters and between the effects. The line of interconnected air spring mathematical model of each module by using tangent method Processing is derived under the condition of small amplitude linear interconnected air spring stiffness model, eliminate the dynamic stiffness model of nonlinear variable. Based on the characteristics of the interconnection of the air spring system, combined with the vehicle dynamics theory, the establishment of integrated non horizontal interconnection, interconnection, interconnection and longitudinal angle of four a total of four kinds of Internet Interconnection the interconnection of air suspension vehicle dynamics model and the simulation study of four kinds of interconnection mode of vertical body, influence of roll and pitch frequency, in the four round of random road model in time domain and of the twisted road surface as input, a comparative study of four interconnected mode of body acceleration, suspension travel and tire dynamic load and body torsion load response, results show that the interconnection of air suspension can reduce the body angle vibration frequency, enhance driving in the bad road vehicle ride comfort, reduce car body torsion The load was set up. The interconnection of air suspension vehicle test bench, applying order of vehicle jump, sine and strengthening road excitation, interconnection of pipeline diameter, damping and air spring initial height influence of left front body acceleration frequency response, comparative analysis of non interconnection, lateral interconnection, interconnection and interconnection of four vertical angle the body vertical, lateral and longitudinal acceleration frequency response test shows that the Internet, air suspension can improve the vehicle vibration performance in a wide frequency range, ease road impact, enhance driving in bad pavement vehicle ride comfort.
【学位授予单位】:江苏大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U463.33
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,本文编号:1754370
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