分體式充氣可調(diào)阻尼減振器建模仿真與試驗.pdf

1、減振器是汽車懸架系統(tǒng)中的主要阻尼元件，其性能對車輛的行駛平順性和操縱安全性均有重要影響。目前汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用傳統(tǒng)的被動式液壓減振器，此類減振器存在著臨界速度較低、易發(fā)生外特性畸變、沖擊與噪聲較大等缺點。隨著主動和半主動懸架系統(tǒng)技術的發(fā)展，可調(diào)阻尼減振器的設計開發(fā)越來越受重視。本文對一種在國外高檔車輛上逐步開始應用的分體式充氣可調(diào)阻尼減振器進行研究，該減振器的阻尼力調(diào)節(jié)范圍較大，由于采用充氣技術而顯著改善了減振器的綜合性能。通過分析

2、該減振器的結(jié)構和工作原理，研究其性能特點，以掌握其設計技術，對于提高我國車用減振器產(chǎn)品的自主研發(fā)水平具有重要意義。 本文首先介紹了汽車懸架系統(tǒng)和車用減振器技術的發(fā)展狀況，分析了分體式充氣可調(diào)阻尼減振器的結(jié)構特點和工作原理，對決定減振器數(shù)學模型精度的關鍵因素一彈性節(jié)流閥片變形量的計算問題進行了深入研究。綜合運用基于彈性力學理論的“參數(shù)攝動法”和基于ADINA軟件的三維有限元分析法對減振器的閥片變形進行計算。用“參數(shù)攝動法”近似求解

3、了副筒上的兩片等厚節(jié)流閥片組的撓曲變形；用ADINA軟件對主活塞上兩組厚度不等、直徑不等的節(jié)流閥片和副筒內(nèi)的另一組閥片的變形進行非線性建模和求解，得到了閥片組變形與壓差的關系曲線，有效解決了組合式節(jié)流閥變形問題的求解精度與速度的矛盾。 然后，建立了分體式充氣可調(diào)阻尼減振器的參數(shù)化數(shù)學模型，運用Matlab/Simulink軟件對減振器的阻力—位移特性(示功圖)和阻力—速度特性進行模擬，并分析了節(jié)流口孔徑、阻尼閥孔直徑、氮氣室初始

4、體積和壓力、活塞桿直徑、油管直徑和長度、油液粘度等因素對減振器性能的影響，為該減振器的性能預測與優(yōu)化設計提供了理論依據(jù)。 最后，在MTS-849減振器專用試驗臺上進行了減振器樣件的阻尼特性測試，試驗結(jié)果與仿真結(jié)果基本一致，從而驗證了減振器數(shù)學模型的有效性。通過對該減振器阻尼調(diào)節(jié)性能的測試，分析了調(diào)節(jié)機構檔位對阻尼變化的影響規(guī)律。此外，還對減振器的溫度特性、靜摩擦力、靜負荷特性等進行了測試，并將試驗結(jié)果與有關技術標準進行了比較。