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匹配被动液压互联悬架的某空气悬架客车操纵稳定性研究
| 论文题名： | 匹配被动液压互联悬架的某空气悬架客车操纵稳定性研究 |
| 关键词： | 客车;液压互联悬架;空气弹簧;操纵稳定性 |
| 摘要： | 客车由于整体尺寸大、质量重和质心高等特点在高速转弯或避障转向时容易翻车，因此如何提高车辆的动态抗侧倾能力，对客车安全尤为重要;另一方面，具有良好的乘坐舒适性也是驾驶员和乘客对长途客车的基本需求。 空气弹簧悬架因其理想的非线性特性而被广泛应用到客车上，空气弹簧可降低悬架系统动挠度、降低车身振动频率、调节车身高度，使客车的乘坐舒适性得到明显的改善。但是对于客车的抗侧倾性能而言，空气弹簧悬架并没有起到明显的提高作用，因此一般需要匹配加粗的横向稳定杆来满足客车的操纵稳定性需求。而横向稳定杆加粗会影响客车的舒适性和轮胎接地性，使得空气弹簧优势降低。 针对这一问题，本文设计了一套与空气弹簧匹配使用的液压互联悬架系统。该系统可取代原车的横向稳定杆，在不影响舒适性的前提下，显著提高客车的操纵稳定性，尤其是抗侧倾性能。本文主要围绕液压互联悬架系统对空气悬架客车的操纵稳定性影响展开研究，主要包括以下内容: 首先，建立整车动力学模型。通过分析空气弹簧非线性刚度特性，获取空气弹簧在不同预充气体压力状态下的静刚度变化曲线，建立了考虑空气弹簧非线性的机械系统七自由度模型和液压系统模型，并通过耦合边界条件得到了机械-液压耦合的整车动力学模型。其次，进行液压互联悬架系统设计。通过参数识别方法得到了整车模态参数和物理参数，在此基础上进行液压互联悬架系统的设计。以液压系统关键参数组成离散设计变量，在悬架设计目标范围内寻求离散变量集的最佳组合，实现了最佳悬架性能匹配。再次，进行动力学仿真分析。仿真验证了模型和参数的正确性，优化了液压互联悬架系统关键零部件参数，并针对客车操纵稳定性和平顺性进行了基于数学模型的仿真研究，仿真结果显示液压互联悬架系统能够使车身侧倾角刚度增大50％以上，垂向刚度增大5％以内，说明了液压互联悬架系统能够在不影响平顺性的基础上提高操纵稳定性。最后，进行操纵稳定性样车试验。通过蛇形、双移线和稳态回转试验，获取了操纵稳定性客观评价指标，如车身侧倾角、横摆角速度、方向盘转角和不足转向度等，并针对试验结果给出性能评价分值。结果表明，在相同的侧向加速度下，液压互联悬架系统能够使原车的侧倾角减小50％以上，说明整车操纵稳定性显著提高。 综上所述，本文研究内容为匹配液压互联悬架系统的空气悬架客车操纵稳定性分析，通过建模、匹配设计及仿真分析进行了客车操纵稳定性的理论研究，并通过样车试验验证了液压互联悬架系统能够显著提高客车操纵稳定性。 |
| 作者： | 华卉 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 张农;胡祖汉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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