基于平顺性的同侧耦连油气悬架系统参数研究

为研究同侧耦连油气悬架系统参数对车辆行驶平顺性的影响,针对某60 t矿用铰接式自卸车,运用SIMPACK建立整车动力学模型,运用AMESim建立全液压悬架模型,并以Simulink为平台进行了联合仿真试验,分析同侧耦连油气悬架系统的初始充气压力和连通管路直径对自卸车车身质心加速度和车辆总加权加速度均方根值等指标的影响规律。仿真结果表明:在研究范围内该悬架系统的初始充气压力越小、连通管路直径越大,自卸车的行驶平顺性越好。     

同侧耦连油气悬架车辆平顺性分析

针对同侧耦连油气悬架对多轴车辆行驶平顺性的影响,建立同侧耦连油气悬架液压系统模型和整车与油气悬架耦合动力学模型。开展油气悬架台架试验,验证了油气悬架模型的正确性。安装同侧耦连油气悬架和独立悬架车辆在随机路面输入下进行了行驶平顺性仿真分析,并对同侧耦连油气悬架车辆平顺性进行参数化分析。结果表明,随机路面输入下,同侧耦连油气悬架各油缸刚度特性一致,因此车身俯仰角较独立悬架较小,且能够平衡各轴轮胎动载荷;随着车速的增加,车身质心加权加速度和轮胎动载荷均呈增加趋势,但车身质心加权加速度在车速为50~60 km/h过程中稍有下降,在车速为60~80 km/h过程中基本保持不变;蓄能器静平衡初始体积减小,刚度增大,车身质心加权加速度随蓄能器静平衡初始体积减小呈增大趋势,但在车速为60~80 km/h过程中不同初始体积对加速度影响不同,蓄能器静平衡初始体积变化对轮胎动载荷影响不明显。     

7桥混连油气悬架车辆建模及多目标优化

为获得某7桥登高车油气悬架的最优性能,设计了同侧并连+对侧交连的油气悬架混合耦连方案,并建立了整车20自由度非线性动力学模型,联合仿真分析车辆的平顺性和稳定性。通过层次分析法和极差变换标准化处理,建立包含车辆平顺性和稳定性两评价指标的优化函数,首次采用改进蚁群算法进行油气悬架系统参数优化运算,并与遗传算法参数优化结果对比。仿真对比结果显示,改进蚁群算法优化结果能够更好地抑制车身垂向-侧向耦合振动,对车辆平顺性和稳定性的改善效果较遗传算法提高了约10%。平顺性试验结果表明：加权加速度均方根较优化前大幅降低,证明了改进蚁群算法对于油气悬架参数优化问题的可行性和有效性;试验值与仿真值最大误差仅12.35%,验证了理论模型的正确性。     

七桥油气悬架耦连方案对车身姿态的影响

七桥登高平台消防车油气悬架系统被侧倾和俯仰的中心面划分为4个部分,对每部分内悬架油缸并连后设计了4种耦连方案：四部分相互独立、对侧有杆腔连通、对侧交连和对角交连。建立各耦连油气悬架的数学模型和AMESim仿真模型,分析各耦连悬架的垂向、侧倾、俯仰及扭转的刚度特性和示功特性。对安装4种耦连油气悬架的车辆应用多轴耦合道路模拟试验台,试验研究了匀速、制动和转向工况下车身的垂向、侧倾和俯仰响应。试验结果与理论结果基本一致,对比分析表明：油气悬架耦连方案对车辆垂向振动影响较小、对车辆姿态稳定性影响很大,对侧交连的方案最适合质心位置高、侧翻阈值低的七桥登高平台消防车。     

矿用自卸车两级压力式油气悬架特性分析

矿用自卸车具有载重量大、能够在恶劣路况行驶的特点,油气悬架因其刚度和阻尼的非线性特性能较好适应外载荷激励变化,在大型工程车辆中得到广泛应用。为解决单气室油气悬架在车辆重载时刚度过高的问题,设计了一种新型两级压力式油气悬架,并以某型矿用自卸车1/4油气悬架为研究对象,通过仿真和实验对比分析了单气室油气悬架与两级压力式油气悬架在通过路面障碍物时的系统输出特性。结果表明:通过高度120 mm的路面障碍时,与单气室油气悬架相比,两级压力式油气悬架的油缸峰值压力降低了12.54%;活塞压缩行程的最大位移增加了37 mm,这将更有利于保持车身姿态,提高防侧倾能力;车辆振动的加速度峰值降低了26.10%,功率谱密度峰值降低了27.52%,车辆行驶平顺性得到明显改善。     

七桥混连油气悬架车辆振动优化与控制

为获得某七桥油气悬架登高平台消防车的最优振动响应,设计了同侧并连+对侧交连的油气悬架混合耦连方案。根据车辆结构特征,建立了"垂向-侧倾-俯仰-横摆"相耦合的二十自由度非线性动力学模型,联合仿真分析了车辆的振动响应特性,以及关键参数的影响规律。通过层次分析法和极差变换标准化处理,建立包含车辆平顺性和稳定性两评价指标的单目标优化函数,进行油气悬架系统参数优化运算。基于全局振动协调控制原理,应用李亚谱诺夫理论设计自适应律,进行模型参考自适应控制。仿真对比结果显示:参数优化叠加自适应控制后,车辆振动响应的评价指标得到了显著地改善。     

基于平顺性的油气悬架参数动态分析与优化

以提高汽车行驶平顺性为目的,对油气悬架系统参数进行优化.建立油气悬架系统的二自由度1/4车辆数学模型.基于数学模型,在Matlab/Simulink软件中利用模块组合的方法建立仿真模型,并构建以车身垂直方向的加权加速度均方根值为目标函数的优化模型.优化算法采用遗传算法,通过编程将仿真模型、优化模型结合起来,实现Simulink、遗传算法对油气悬架系统参数的动态联合优化设计.利用该方法对某矿用自卸车前油气悬架设计阶段的结构参数进行优化,仿真结果表明:由该方法确定的油气悬架结构参数使车身垂直方向的加权加速度均方根值下降29.35%,加速度功率谱密度共振峰值降低23.6%,从而明显改善了汽车的行驶平顺性,同时也为其他类型的非线性悬架系统的动态优化设计提供了借鉴.     

双气室油气悬架特性研究

为改善越野车辆的行驶平顺性,提出一种双气室油气悬架.对双气室油气悬架的结构进行了分析,阐述其工作原理,并建立其数学模型.基于某越野车的参数,建立1/4车辆振动模型,通过仿真分别研究双气室油气悬架的各个参数对其车身加速度、悬架动挠度及车轮相对动载的影响.结果表明,内置蓄能器对车轮相对动载影响大于外置蓄能器;外置阻尼器对平顺性的影响大于活塞上阻尼孔的影响.通过对结果的优化确定了双气室油气悬架的参数,分别在时域和频域内对装有双气室油气悬架、单气室油气悬架以及螺旋弹簧的车辆的平顺性进行了对比.仿真结果表明,与单气室油气悬架和被动悬架相比,采用双气室油气悬架可明显改善车辆的行驶平顺性,更适合于越野车辆.     

铰接式自卸车动态侧倾稳定性仿真研究

针对某装配有油气悬架系统的60t六轮矿用铰接式自卸车,运用Simpack建立了考虑前后车体侧倾的整车10自由度动力学模型,并与Simulink及AMESim软件进行了整车动力学联合仿真以研究自卸车的动态侧倾稳定性。在考虑油气悬架响应特性的基础上,进行平路和坡道上的稳态回转试验仿真,分析了行车速度、铰接转向角、转向角速度以及坡度角等运动参数对前车侧倾角和侧向加速度的影响规律。仿真结果为工厂的实车试验和铰接式自卸车运输安全的提升提供了理论依据。     

油气悬架参数对自卸车侧倾稳定性的影响

为研究连通式油气悬架系统参数对铰接式自卸车侧倾稳定性的影响,建立了基于Simpack的整车多体动力学模型、基于AMESim的前悬架系统及转向系统全液压模型和基于Simulink的PID等转矩控制模型。然后,以Simulink为主要联合仿真环境进行了稳态回转试验,分析了连通式油气悬架初始充气压力、蓄能器公称体积和阻尼孔直径对自卸车前车侧倾角和横向载荷转移率的影响规律。仿真结果表明:在相应的研究范围内,初始充气压力和蓄能器公称体积越小则自卸车侧倾稳定性越好,而阻尼孔直径大小对其影响较小。     

某特种车辆主动油气悬架的性能研究

不同于传统的油气悬架,主动油气悬架具有刚度与阻尼皆可变的特性,被广泛用于工程与特种车辆。为了对某特种车辆主动油气悬架的性能进行研究,先对油气悬架的理论模型进行分析,并由软件AMESim创建悬架模型同时分析其特性;再对主动悬架的控制策略进行分析,在Simulink软件中建立LQG-模糊PID控制模型,确立通过控制电液伺服阀电流来改变悬架作动力的控制方式;最后由悬架模型与控制模型的联合仿真,使用车身加速度、悬架动挠度以及轮胎的动位移为评价标准,得到主动油气悬架性能对比于被动形式油气悬架有显著提升,使车辆行驶的平顺性得到改善。     

半主动连通式油气悬架精确反馈线性化控制

利用微分几何法将连通式油气悬架非线性系统模型精确线性化,建立了半主动连通式油气悬架精确反馈线性化控制系统,利用AMESim和MATLAB/Simulink对半主动连通式油气悬架进行了联合仿真。仿真结果表明,半主动连通式油气悬架与被动悬架相比,较好地改善了上车的振动性能,缩短了连通式油气悬架在受冲击作用时的稳定时间,减小了悬架上车的瞬时冲击的最大值,提高了悬架的减振能力和抗侧倾能力。半主动连通式油气悬架改善了悬架动挠度,使悬架动挠度过渡平缓,降低了瞬时波动强度。     

登高平台消防车油气悬架系统匹配及建模

为了克服传统的弹簧悬架线性特性的缺点,在登高平台消防车上采用先进的油气悬架技术。该研究根据车辆工作要求,对悬架系统进行了参数匹配计算,为油气悬架的设计提供了理论依据。根据双缸耦连物理模型,建立了刚度特性和阻尼特性的非线性数学模型,为油气悬架的参数优化奠定了基础。合理地选择油气悬架系统的工作参数将会进一步提高车辆的平顺性。     

矿用自卸车油气悬架力学特性研究与优化

矿用自卸车行驶道路恶劣且载重量大,严重影响了行驶平顺性,而油气悬架的力学特性对改善整车平顺性有着重要作用。为研究和优化悬架力学特性,在考虑悬架快速加载和油液通道的附加阻力、进口局部阻力、弯道阻力的基础上,建立精确的弹性力和阻尼力公式。利用Fluent软件结合Volume of Fluid两相流模型和动网格技术,仿真得到油气悬架非线性力学特性,以对比推导的力学公式。此外,在悬架力学公式的基础上,建立包含柔性化车架的整车刚柔耦合模型,并将模型仿真结果与试验结果进行对比,得到座椅加速度响应最大误差为8.5%,验证了所建模型的准确性。采用遗传算法对悬架参数进行优化,座椅加权加速度方均根值降低了23.58%,有效提高了矿用自卸车的平顺性。     

单气室油气悬架平顺性仿真分析

对一种单气室油气悬架的结构与工作原理进行了描述,结合其工作原理推导了阻尼特性的数学模型,以此为理论基础利用AMESim软件搭建了油气悬架的仿真模型,并进行了油气悬架阻尼特性的仿真试验,结合台架试验数据验证了仿真模型的正确性,分析了阻尼孔、单向阀系参数对油气悬架阻尼特性的影响。然后,进一步搭建了油气悬架二自自度模型,以车身加速度、悬架动行程、车轮动位移为指标考察了油气悬架的平顺性能,与传统悬架系统性能进行了对比。研究结果表明:该单气室油气悬架可以较好地提高车辆行驶平顺性。     

基于Trucksim和Matlab的车辆侧倾联合仿真与分析

针对轻型客车的侧倾稳定性问题提出了采用Trucksim与Matlab/Smulink联合仿真的方法。通过Trucksim得到双移线侧倾工况下的侧向加速度曲线,采用拟合算法得到加速度数据并转化为侧向力作为Simulink模型的输入,进一步基于该输入建立半车四自由度侧倾仿真模型。通过仿真及对悬架相关性能进行分析可知,该联合仿真方法准确有效,该型客车的侧倾角变化在稳定范围之内且悬架性能符合要求,论文模型及方法为进一步优化车辆悬架结构和性能提供了参考。     

工程车辆油气悬架系统仿真及其动态特性分析

建立了相对精准的油气悬架数学模型;通过AMESim仿真软件建立油气悬架系统仿真模型,分析了车辆在正弦路面激励下油气悬挂系统的动态响应;通过单一参数变化下系统动态响应对比分析,研究了各参数对悬架性能的影响,并深入地研究了工程车辆油气悬架系统的动态特性及相关性能。     

温度对连通式油气悬架特性的影响

为研究温度对连通式油气悬架特性的影响，基于其工作原理建立连通式油气悬架刚度、阻尼力的数学模型与车辆动力学模型，并在Simulink中搭建车辆整车仿真模型。在三种不同的温度下对连通式油气悬架进行特性试验，结合仿真与试验数据，结果显示：连通式油气悬架在20℃与40℃时的阻尼特性基本不变，当温度达到60℃时，悬架的阻尼特性降低，且油气悬架的仿真与试验误差增大，但曲线变化趋势相同。连通式油气悬架刚度不仅与活塞杆位移有关，并且随着温度的升高而增加，温度越高，刚度增大越快。     

油气悬架自适应半主动控制仿真分析

为了降低工程车辆受到的冲击振动，针对简化的车辆模型，利用自适应滤波算法，设计了半主动油气悬架系统的自适应控制器。在仿真研究过程中以路面随机信号为激励源，以操纵稳定性及行驶平顺性为控制目标，与被动油气悬架系统相比，簧上质量加速度、车轮动载荷、悬架动挠度指标得到明显改善，表明白适应滤波技术在工程车辆油气悬架半主动控制中的应用是可行的。     

半主动油气悬架PID闭环控制研究

以半主动油气悬架1/4车辆模型为研究对象,提出了基于模糊的半主动油气悬架PID闭环控制系统。以上车振动速度和加速度为模糊控制器的控制变量,悬架的最优控制力为模糊控制器的控制输出,以悬架上、下车的振动位移和速度为PID闭环反馈,通过理论计算得到系统中连续可调阻尼阀产生的实时阻尼力,从而实现对油气悬架的PID闭环控制。结果表明基于模糊的半主动油气悬架PID闭环控制系统在车辆行驶平顺性和稳定性方面与被动油气悬架和采用模糊控制的半主动油气悬架相比具有较好的综合控制性能。