電控懸架一體式空氣彈簧減振器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、動(dòng)力學(xué)模型及控制策略研究.pdf

1、懸架是汽車底盤(pán)的關(guān)鍵子系統(tǒng)，其性能對(duì)車輛的行駛平順性及安全性都有重要影響。主動(dòng)和半主動(dòng)電控懸架通過(guò)控制剛度和阻尼以適應(yīng)汽車行駛條件的變化，能顯著提高整車的行駛平順性和安全性，成為汽車底盤(pán)技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。目前在研究主動(dòng)/半主動(dòng)電控懸架時(shí)，普遍把彈簧剛度和減振器阻尼作為兩個(gè)變量分別進(jìn)行控制，這對(duì)懸架動(dòng)力學(xué)模型的精確度要求較高，因此懸架參數(shù)的攝動(dòng)、外部激勵(lì)的突變和控制過(guò)程的時(shí)滯等因素一直制約著懸架控制效果的提高。本文從降低主動(dòng)/半主動(dòng)

2、電控懸架作動(dòng)器成本和提高作動(dòng)器動(dòng)態(tài)自適應(yīng)性能出發(fā)，提出了一種阻尼和剛度聯(lián)動(dòng)可控、采用同軸一體式結(jié)構(gòu)的空氣彈簧減振器，對(duì)其工作原理、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、動(dòng)力學(xué)模型、控制策略及動(dòng)態(tài)性能仿真進(jìn)行了研究，主要工作如下：
　　 首先，簡(jiǎn)要分析了國(guó)內(nèi)外汽車主動(dòng)/半主動(dòng)電控懸架及其執(zhí)行裝置的研究現(xiàn)狀，針對(duì)目前存在的不足，設(shè)計(jì)了一種新型的一體式空氣彈簧減振器，介紹了其結(jié)構(gòu)組成和工作原理，并針對(duì)某輕型商用車后懸架進(jìn)行了空氣彈簧減振器結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。該新型空氣

3、彈簧減振器采用同軸式一體化結(jié)構(gòu)，剛度和阻尼特性具有內(nèi)聯(lián)性，減振器的阻尼特性由外部電控裝置控制，彈簧的剛度特性則由減振器聯(lián)動(dòng)調(diào)節(jié)。
　　 建立了只考慮一體式空氣彈簧減振器剛度特性的雙氣室空氣彈簧物理模型，在此物理模型的基礎(chǔ)上，應(yīng)用流體力學(xué)等理論建立了一體式空氣彈簧減振器的剛度特性模型，并用對(duì)其剛度特性進(jìn)行了仿真分析，仿真結(jié)果表明空氣彈簧減振器能根據(jù)工況自動(dòng)改變剛度特性。
　　 基于所建立的四分之一懸架動(dòng)力學(xué)模型和各級(jí)路面數(shù)

4、學(xué)模型，運(yùn)用遺傳算法對(duì)一體式空氣彈簧減振器阻尼進(jìn)行了多種典型工況下的分級(jí)優(yōu)化。在阻尼優(yōu)化方案的基礎(chǔ)上，研究了兩種適用于該減振器的控制策略，壓力控制策略和聯(lián)合控制策略，通過(guò)仿真分析，兩種控制策略均能很好的在兼顧安全性的基礎(chǔ)上改善懸架平順性。與原車被動(dòng)懸架相比，壓力控制對(duì)平順性改善效果優(yōu)于聯(lián)合控制，車身加速度最大降低了25．98％；而聯(lián)合控制更好的兼顧了安全性，輪胎動(dòng)載荷最大可降低13．9％。
　　 最后建立了一體式空氣彈簧減振器動(dòng)