悬架控制系统的研究不仅在理论上和方法上取得显著进步 而且也出现了工程实际应用的可能。
汽车悬架控制系统可分为被动控制半主动控制和主动控制三种基本类型。
凡不需要输入能量的控制称为被动控制输入少量能量调节阻尼系数的控制称为 半主动控制通过使控制机构给予悬架系统施加定控制力的控制称为主动控制。
汽车悬架控制系统是个复杂的非线性动力系统基于模型的线性控制策略受到 很大的限制。
目前应用于汽车悬架控制系统的控制方法主要有现代控制方法如 自适应控制方法预见控制方法最优控制方法及鲁棒控制方法和智能控制方 法如模糊控制神经网络控制以及各种控制方法的复合。
车辆悬架系统研究的个值得注意的发展趋势是集成化。
将垂直侧倾俯 仰等三维方向的控制系统集成化。
另外是将被动控制半主动控制和主动控制相 结合将各自的优点互补在不同的频段应用不同的控制方法。
更高层次的改 进是将与先进的悬架系统集成化。
振动控制的需求带动了材料和器件的研 究进展。
反过来新材料新器件也推动了振动控制的工业应用。
将阻尼材料 传感器和作动器制成体的智能结构使得振动控制系统和结构可以进行有机的结 合这对悬架系统智能化提供了条新的研究方向。
随着相关学科和高新技术的 迅猛发展特别是高效微处理器的普及使得研究实用的半主动悬架振动控制系统 成为现实。
因此今后的研究和开发方向是基于磁流变液体功能材料开发控制有 效能耗低造价合理的汽车悬架振动控制系统并针对车型开发其适用系统。
为此必须解决些基础性的理论研究问题和实际应用的技术问题。
年由 邓聚龙教授提出的灰色控制是种研究少数据贫信息不确定性问题的新方法。
而汽车 自己根据自己的课题以及旅游观光车的要求深入的去研究车辆的悬架系统。
解决的主要问题确定旅游观光车悬架系统整体结构方案旅游观光车整车 悬架结构设计与模型建立用建立电动旅游观光车的整车悬架模型仿 真其动力学性能主要分析车身的侧倾俯仰不同激励的响应等 第二章汽车悬架概述 悬架的组成 悬架是连接车身和车轮之间切传力装置的总称主要由弹性元件减振器 和导向机构三部分组成。
弹性元件用来传递垂直力并和轮胎起缓和路面不平 引起的冲击和振动减振器将振动迅速衰减。
导向机构用来确定车轮相对于车架 或车身的运动传递除垂直力以外的各种力矩和力。
但是有的汽车悬架弹性元件 刚度较小容易造成车身倾斜过大因此在悬架中增加了第部分横向稳 定器。
弹性元件 弹性元件用来承受并传递垂直载荷缓和由于路面不平引起的对车身的冲击。
弹性元件种类包括钢板弹簧螺旋弹簧扭杆弹簧油气弹簧空气弹簧和橡胶 弹簧等 钢板弹簧 由多片不等长和不等曲率的钢板叠合而成。
安装好后两端自然向上弯曲。
钢 板弹簧除具有缓冲作用外还有定的减振作用纵向布置时还具有导向传力的 作用非悬挂大多采用钢板弹簧做弹性元件可省去导向装置和减振器结 构简单。
螺旋弹簧 只具备缓冲作用多用于轿车悬挂装置。
由于没有减振和传力的功能 还必须设有专门的减振器和导向装置。
油气弹簧 以气体作为弹性介质液体作为传力介质它不但具有良好的缓冲能力还 具有减振作用同时还可调节车架的高度适用于重型车辆和大客车使用。
扭杆弹簧 将用弹簧杆做成的扭杆端固定于车架另端通过摆臂与车轮相连利用 车轮跳动时扭杆的扭转变形起到缓冲作用适合于悬挂使用。
悬架系统的功能 悬架系统是车架或承载式车身和车桥或车轮之间弹性连接并传递力和 力矩的装置的总称。
悬架系统的主要功能有 把路面作用于车轮的垂直反力支撑力纵向反力驱动力和制动力 侧向反力以及这些反力所造成的力矩传递到车架或车身上 与轮胎起吸收和缓冲汽车行驶中由于路面不平所造成的各种振动和冲 击从而保证乘客乘坐舒适和货物的安全 使车身与车轮之间保持有适当的动态几何关系即车轮跳动时应有正确的 运动规律。
悬架的分类 按左右车轮关联程度分 悬架结构与车轮运动关系密切根据汽车左右两侧的运动是否相互关联基 本上可分为两个大类悬架和非悬架。
非悬架 非悬架其结构特点是汽车两侧车轮安装在根整体式车轴的两端。
侧 车轮上下跳动时必然会影响到另侧车轮的定位参数主要是车轮外侧的改 变但车轮轮距不会变动。
非悬架通常总是和非断开式车桥联系在起。
如 图所示。
非悬架因其结构简单工作可靠易于维修和使用寿命长等优点而受到 青睐。
尤其是钢板弹簧非悬架钢板弹簧可兼起导向机构的作用并有定 的阻尼减振作用更使悬架结构大为简化故而广泛地为载重车的前后悬架所 采用。
这类悬架常有两种形式钢板弹簧式和螺旋弹簧式。
钢板弹簧式非悬架 钢板弹簧被用做非悬架的弹性元件由于它兼起导向机构的作用使得 悬架系统大为简化。
如下图所示。
这种悬架广泛用于货车的前后悬架中。
它 中部用型螺栓将钢板弹簧固定在车桥上。
悬架前端为固定铰链也叫死吊耳。
它由钢板弹簧销钉将钢板弹簧前端卷耳部与钢板弹簧前支架连接在起前端卷 耳孔中为减少摩损装有衬套。
后端卷耳通过钢板弹簧吊耳销与后端吊耳与吊耳架 相连后端可以自由摆动形成活动吊耳。
当车架受到冲击弹簧变形时两卷耳之 间的距离有变化的可能。
这种非悬架由于其制造陈本非常低常在些货上采用尤其是作为 后轮的悬架使用。
螺旋弹簧式非悬架 因为螺旋弹簧作为弹性元件只能承受垂直载荷所以其悬架系统要加设导 向机构和减振器。
悬架 悬架左右两侧车轮之间没有刚性的车轴车轮独自通过悬架的弹性元件 和导向杆件与车架相连。
在左右车轮的运动关系上当侧车轮跳动时对另 侧车轮的定位参数不产生影响因此称为悬架。
如图所示。
在汽车悬架系统中尤其是在轿车的前悬架中已无例外地采用了悬架 前后悬架均采用悬架的情况也越来越常见。
悬架的结构特点是两侧的车 轮各自地与车架或车身弹性连接如图所示因而具有以下优点 在悬架弹性元件定的变形范围内两侧车轮可以单独运动而互不影响 这样在道路上行驶时可减少车轮跳动时的陀螺效应有助于消除转向轮摆振的不 良现象。
减少了汽车的非簧载质量。
非簧载质量越小悬架所受到的冲击载荷也越 小采用悬架可以提高汽车的平均行驶速度。
左右车轮间无车桥直接联系所谓采用断开式车桥发动机总成的位置 高度可以大大降低使汽车的高度和质心下降提高了汽车行驶稳定性悬架刚 度可设计得较小有利于提高汽车行驶平顺性。
非悬架悬架 图悬架的类型 按控制形式分 根据对悬架性能控制的状况汽车悬架又可分为两大类被动式悬架和主动式 悬架 被动式悬架 被动式悬架是指汽车悬架的刚度和阻尼事先确定汽车在行驶中无法依据路 面状况随时调节这些参数以获得最佳性能。
被动式悬架目前为绝大多数汽车上锁 采用。
主动式悬架 主动式悬架可以根据路面和行驶工况动态地自适应调节悬架的性能使悬架 系统始终保持在最佳状态。
主动式悬架中按其是否包含动力源可分为有源主动 悬架全主动悬架和无源主动悬架半主动悬架。
悬架工作过程 虽然现代汽车的悬架种类繁多结构差异较大但其工作过程都差不多。
当 汽车轮胎受到冲击时弹性元件对冲击进行缓冲防止对汽车构件和人员造成损 伤弹性元件受到冲击会产生长时间的持续振动容易使驾驶员疲劳而发生车祸 故减振元件必须快速衰减振动当车轮受到冲击而跳动时使其运动轨迹符合 定的要求导向机构在传力的同时也对方向进行了控制。
悬架在减振过程也在传力。
车轮滚动过程车轮受到地面给的力这个力通 过悬架的导向机构传到车身。
这个过程悬架还将车轮滚动的力转化成了车身水 平的力。
悬架上有横向推力杆和横向稳定杆等这些机构能将车轮上的侧向力传 到车身上使车身产生转向或横向运动。
第三章总体方案的设计 过上章的分析比较可以知道当前汽车悬架的前沿技术是带反馈的闭 环自控悬架系统。
比如主动半主动悬架系统已经在些高档轿车上得以 应用。
普通乘用车所使用的仍旧是传统的机械式的悬架系统发展趋势是四 轮全部采用悬架系统。
目前乘用车上应用的悬架系统五花八门全部 采用非全部抑或是将二者结合这主要源于汽车厂商的不同市场 定位市场策略。
不管在辆车上采用何种技术对比目的只有个提供 本科毕业设计 届 题目 旅游观光车整车悬架设计与动力学仿 真 学院机械工程学院 专业车辆工程 班级 学号 学生姓名黄秀磊 指导教师吴参 完成日期年月 摘要 随着人民生活的不断改善休闲度假意识的日益提高旅游市场的蓬勃发展 旅游观光车作为人们休闲观光的代步工具越来越受到广大游客的喜爱。
人们 对旅游观光车的乘坐舒适性要求也越来越高。
本论文首先回顾旅游观光车以及悬架目前的发展状况及研究动态然后详细地 介绍了各种悬架的分类特点及其工作原理并根据旅游观光车的要求确定旅 游观光车悬架系统整体结构方案。
根据旅游观光车提供的各尺寸参数来设计弹簧 减振器和其他机构的尺寸参数并对其进行校核选取合适的高度阀和导向机构 最后用软件进行绘图并用软件进行动力学的仿真。
结果表明本设 计是合理可靠的。
关键词旅游观光车悬架设计动力学仿真
旅游观光车整车悬架设计与动力学仿真
