安装HIS系统和ECAS系统某客车车身高度调节研究

发布时间：2020-10-26 03:38

　　 空气弹簧因其刚度的非线性、较低的固有振动频率、良好的吸振减振作用,被广泛应用于客车等各类车辆中。由于客车具有载荷大、质心高的特点,空气悬架往往需要匹配尺寸较大的横向稳定杆来保证侧倾稳定性,但是横向稳定杆尺寸过大会对车辆的舒适性产生负面影响。本文提出一种将液压互联悬架(HIS)系统和电子控制空气弹簧(ECAS)系统结合的新型悬架结构,以缓解客车平顺性和操纵稳定性之间的矛盾,能够实现车辆根据行驶条件自适应调节车身高度。首先,本文基于热力学理论建立空气弹簧非线性数学模型,借助Matlab/Simulink平台研究带附加气室空气弹簧的弹性特性。仿真得到不同初始压力下前悬架空气弹簧正弦激励工况下的响应,通过与动弹性特性试验结果比对,验证模型的正确性。再求取空气弹簧的动刚度曲线并讨论关键参数对空气弹簧动刚度的影响。其次,基于质心定理、动量矩定理建立整车九自由度模型动力学方程;建立HIS系统的双作动液压缸、阻尼阀、管路、蓄能器等部件的数学模型,并通过边界条件分别将空气弹簧模型和HIS模型与整车机械系统模型进行耦合;开展安装横向稳定杆车辆和安装HIS系统车辆实车操纵稳定性试验,试验结果验证所搭建的整车九自由度模型的正确性,同时也表明HIS系统能够明显提高车辆的操纵稳定性。最后,基于建立的整车模型,进行高度调节控制策略研究以及主要切换参数的确定,通过利用模糊理论控制气囊充放气过程,实现车辆在行驶工况下车身高度调节。仿真结果表明,该控制策略可以实现静态和动态的车身高度调节,具有一定的抗干扰性,精确度较高。同时,本文进行随机输入行驶试验、脉冲输入行驶试验、鱼钩试验、蛇形试验等试验工况仿真分析,讨论车辆处于不同车身高度模式时,车身高度变化对平顺性和操纵稳定性的影响。综上所述,本文建立包含ECAS系统和HIS系统的整车九自由度模型,并利用模糊控制算法对ECAS系统充放气过程进行控制,从而实现车身高度可调。最后通过不同工况下的仿真分析,研究ECAS系统和HIS系统相互结合的新型悬架系统相比于传统悬架的优势。
【学位单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：U463.82
【部分图文】：

第1章 绪论究背景及意义我国最主要运输方式之一，根据《道路交通运计数据[1]：在我国，公路运输在客运周转量和货运输方式，但与此同时，庞大的公路交通运输总事故总量。据统计，2016 年我国共发生 864.3 万 65.9 万起，其中涉及人员伤亡的交通事故共 21 财产损失达 12.1 亿元[2]。客车由于其特有的灵活中起到重要作用，为人们短、长途出行提供了便高，客车处于高速行驶的状况越来越常见，但是等特点，在高速行驶以及紧急转弯时相比于轿车给人们的生命财产安全带来了更大威胁。

安装 HIS 系统和 ECAS 系统某客车车身高度调节研究以明显的提高车辆的平顺性，已被越来越多的车辆采用。在国外，空气悬架已经得到广泛的应用，绝大部分中大型高速客车都配备空气悬架系统，而对于仪表车这种对隔振性能要求高的车辆，空气悬架系统几乎是唯一选择[4]。在国内，根据交通部发布的 JT/T325-2002《营运客车类型划分及等级评定》中的规定[5]，空气弹簧已经成为中、大、特大型高级客车的必备配置，该规定的推出推动了空气悬架系统在国内的发展。一般来说，配置空气悬架的客车前后悬架处都会安装横向稳定杆来满足人们对车辆操纵稳定性的要求，如图 1.2 所示。但是横向稳定杆的扭转刚度不能无限制的增大，否则就会影响车辆的舒适性和接地性。因此，在不影响平顺性的前提下，横向稳定杆对车辆的操纵稳定性的改善十分有限，这种组合形式无法协调操纵稳定性和舒适性之间的矛盾。

空气弹簧恢复至原来的高度。当车辆载荷降低时，空气弹车身抬高。此时空气弹簧气囊中的气体会通过高度阀的排从而使车身降低至初始高度[6]。1.3 机械式高度控制阀气悬架系统则主要由三部分组成，一部分是空气弹簧，一般都采用全气囊形式；第二部分是电控系统，主要由电子控制成；第三部分为气路系统，主要由储气罐、空气压缩机、系统结构如图 1.4 所示。
【参考文献】

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本文编号：2856430