理想天棚阻尼的被動(dòng)實(shí)現(xiàn)及其在車輛懸架中的應(yīng)用.pdf

1、理想天棚阻尼要求阻尼元件與慣性參考系相連，但在車輛懸架系統(tǒng)中，這一條件無(wú)法得到滿足，使得理想天棚阻尼不能被動(dòng)實(shí)現(xiàn)，一般采用間接的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)理想天棚阻尼的功能，包括主動(dòng)、半主動(dòng)控制方法。而主動(dòng)、半主動(dòng)控制懸架在能耗、可靠性、有效性、實(shí)時(shí)性等方面存在不足，且系統(tǒng)較為復(fù)雜，難以在商業(yè)上得到大規(guī)模的推廣與應(yīng)用。慣容器的出現(xiàn)，“慣容-彈簧-阻尼”懸架結(jié)構(gòu)新體系的提出，使理想天棚阻尼的被動(dòng)實(shí)現(xiàn)成為可能。
　　本文研究基于“慣容-彈簧-阻尼”結(jié)

2、構(gòu)體系的新一代機(jī)械隔振系統(tǒng)的設(shè)計(jì)理論與方法、系統(tǒng)匹配與優(yōu)化、制造及性能測(cè)試關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的“隕容-彈簧-阻尼”新型隔振系統(tǒng)在車輛懸架系統(tǒng)中的典型應(yīng)用技術(shù)，發(fā)展一種不需要能量輸入、不依賴控制系統(tǒng)的“慣容-彈簧-阻尼”懸架，替代理想天棚阻尼主動(dòng)和半主動(dòng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)，以減少能耗，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度，增強(qiáng)系統(tǒng)的有效性與實(shí)時(shí)性，提高系統(tǒng)的可靠性，推動(dòng)懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和應(yīng)用技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展。
　　首先，基于新機(jī)電對(duì)應(yīng)相似關(guān)系，闡述了

3、慣容器的概念與原理，系統(tǒng)地研究了慣容器的模型與裝置，揭示了慣容器本質(zhì)特征，為慣容器裝置的設(shè)計(jì)與研制奠定了理論基礎(chǔ)。
　　第二，發(fā)現(xiàn)了“慣容-彈簧-質(zhì)量”系統(tǒng)的反共振現(xiàn)象，基于網(wǎng)絡(luò)分析的理論，提出了一種理想天棚阻尼的被動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法，解決了理想天棚阻尼要求阻尼元件與慣性參考系相連的技術(shù)難題。將理想天棚阻尼的被動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法延伸到理想地棚阻尼的被動(dòng)實(shí)現(xiàn)上，用阻抗分析的方法建立了被動(dòng)天棚、地棚及其混合阻尼隔振系統(tǒng)模型，研究了三種系統(tǒng)的傳遞特性，

4、初步從理論上檢驗(yàn)了理想天棚、地棚及其混合阻尼被動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法的正確性。
　　第三，將理想天棚、地棚阻尼的被動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法應(yīng)用于車輛懸架，建立了被動(dòng)天棚、地棚及其混合阻尼懸架的半車及整車模型，分析了懸架的頻響特性及動(dòng)態(tài)性能，進(jìn)一步從理論上檢驗(yàn)了理想天棚、地棚阻尼被動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法的正確性、有效性及可行性。
　　第四，提出了一種慣容器的設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)并研制了絲杠旋轉(zhuǎn)式滾珠絲杠慣容器，進(jìn)行了慣容器動(dòng)力學(xué)性能試驗(yàn)，獲得了慣容器的頻響特性曲線，比較

5、了慣容器的理想與實(shí)際性能，研究了摩擦力、慣容系數(shù)等參數(shù)對(duì)慣容器動(dòng)態(tài)性能的影響，為慣容器裝置的設(shè)計(jì)與完善提供了可靠依據(jù)。
　　最后，設(shè)計(jì)了被動(dòng)天棚阻尼懸架原理樣機(jī)，并將其安裝于試驗(yàn)車后懸，在四通道輪胎耦合道路模擬機(jī)上，對(duì)整車進(jìn)行確定路面輸入和隨機(jī)路面輸入臺(tái)架試驗(yàn)，分析了懸架的頻響特性及動(dòng)態(tài)性能，驗(yàn)證理想天棚阻尼被動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法的正確性和有效性。
　　研究表明，仿真計(jì)算和試驗(yàn)基本吻合。理想天棚阻尼被動(dòng)實(shí)現(xiàn)方法是有效的，與前、后均為傳

6、統(tǒng)被動(dòng)懸架的車輛相比，后懸為被動(dòng)天棚阻尼懸架的車輛，其后車身加速度增益的車身共振峰值下降了37.5％；在按照國(guó)標(biāo)GB5902-86進(jìn)行的長(zhǎng)波形凸塊脈沖試驗(yàn)中，后車身垂直加速度、后車輪垂直加速度、質(zhì)心垂直加速度、車身俯仰加速度峰峰值分別減小了22.5％，15.8％，16.1％，13。5％；在隨機(jī)路面試驗(yàn)中，后車身垂直加速度、后車輪垂直加速度、質(zhì)心垂直加速度、車身俯仰加速度和車身側(cè)傾加速度均方根值分別減小了15％，6.2％，11.2％，9.