筒式空气弹簧的特性研究

论文摘要

悬架对整车的行驶平顺性和操纵稳定性起着至关重要的作用,特别是人们对汽车的舒适性要求越来越高的今天,悬架的特性俨然已成为研究者们关注的重要课题。空气悬架因其刚度和阻尼系数可变,能满足汽车在各种路面和工况下,对行驶平顺性和操纵稳定性的要求。因此,空气悬架汽车越来越受到广大汽车客户的欢迎。本文首先介绍了空气悬架的国内外发展现状,分析了空气悬架对整车性能的影响；接着介绍了空气弹簧的理论特性,针对筒式空气弹簧建立了2自由度1/4空气悬架整车模型；然后在Matlab/Simulink软件中,以随机路面模型作为路面输入,对装备了空气悬架的某型号轿车建立了7自由度空气悬架整车模型,该模型考虑了汽车的俯仰和侧倾对整车性能的影响；最后,为了验证该模型的正确性,进行了实车试验。试验包括整车行驶平顺性试验,稳态回转试验,制动试验和减速带试验。数据处理后发现,试验结果和仿真结果相吻合,加速度传递率均在20%-30%范围内,而且俯仰角和侧倾角也满足汽车操纵稳定性的要求,证实了本文建立的7自由度空气悬架整车模型的合理性,同时也验证了装备该筒式空气弹簧的轿车具有良好的行驶平顺性和操纵稳定性。本文研究对象筒式空气弹簧是一款具有完全自主知识产权的国家专利产品,它能自动的随着路况变化准确及时地开启或关闭启闭气道,从而自动调节空气弹簧的刚度来适应路况变化。减振效果良好,不需要另配置减振器。其结构简单、制造成本低、体积小巧、空间布置非常灵活,能适用于各种车型安装使用。本文在理论上,对该空气弹簧进行了科学推导,证实了它具有良好的隔振效果；在实践上,通过实车试验,进一步验证了该空气弹簧的可实用性。可以预见,本款空气弹簧一旦在实践中投入使用,必然有广阔的市场前景。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 空气悬架国内外发展现状
• 1.2.1 空气悬架国外发展的历史与现状
• 1.2.2 空气悬架国内发展的历史与现状
• 1.3 空气悬架对整车性能的影响
• 1.4 本课题研究的意义及主要内容
• 1.4.1 本课题研究的意义
• 1.4.2 课题来源及主要研究内容
• 1.5 本章小结
• 2 空气弹簧特性分析
• 2.1 引言
• 2.2 空气弹簧的类型和特点
• 2.2.1 空气弹簧的类型
• 2.2.2 空气弹簧的特点
• 2.3 空气弹簧的理论特性分析
• 2.3.1 刚度特性
• 2.3.2 频率特性
• 2.3.3 阻尼特性
• 2.4 本章小结
• 3 筒式空气弹簧悬架模型的建立
• 3.1 引言
• 3.2 软行程内2自由度空气悬架模型
• 3.2.1 空气弹簧力学模型
• 3.2.2 2自由度空气悬架力学模型
• 3.3 硬行程内空气弹簧的力学模型
• 3.3.1 压缩行程力学模型
• 3.3.2 拉伸行程力学模型
• 3.4 本章小结
• 4 空气悬架整车模型的建立
• 4.1 引言
• 4.2 随机路面输入模型
• 4.2.1 频域模型
• 4.2.2 时域模型
• 4.3 路面对四轮汽车输入的时域模型
• 4.3.1 前、后车轮路面输入的相关性表示
• 4.3.2 左、右车轮路面输入的相关性表示
• 4.3.3 四轮路面随机输入的时域模型
• 4.4 空气悬架整车模型的建立
• 4.4.1 7自由度空气悬架整车模型
• 4.4.2 7自由度空气悬架整车微分方程
• 4.5 整车模型仿真
• 4.6 传递率曲线
• 4.7 汽车操纵稳定性
• 4.7.1 汽车做回转运动时的操纵稳定性
• 4.7.2 汽车做加减速运动时的操纵稳定性
• 4.8 本章小结
• 5 实车道路试验及仿真对比
• 5.1 引言
• 5.2 试验对象及试验设备
• 5.3 汽车行驶平顺性试验
• 5.3.1 试验方法
• 5.3.2 试验数据处理及仿真对比
• 5.4 汽车通过减速带试验
• 5.4.1 试验方法
• 5.4.2 试验数据处理及仿真对比
• 5.5 稳态回转试验
• 5.5.1 试验方法
• 5.5.2 试验数据处理及仿真对比
• 5.6 制动试验
• 5.6.1 试验方法
• 5.6.2 试验数据处理及仿真对比
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录 主要参数及含义
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况
• 致谢