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匹配液压车身姿态稳定系统的越野车多工况行驶性能分析
| 论文题名： | 匹配液压车身姿态稳定系统的越野车多工况行驶性能分析 |
| 关键词： | 越野车;车身姿态稳定系统;侧倾刚度;参数匹配;平顺性;有效驱动力 |
| 摘要： | 悬架系统连接了车身与车轮，对越野车的平顺性、操纵稳定性和通过性有着重要且直接的影响；特别是悬架的侧倾刚度，对上述三种性能都有着较大的影响。较低的侧倾刚度虽然能提升车辆在坑洼路面的平顺性和崎岖路面的通过性，但同时也会导致车辆转向时产生较大的侧倾角，进而增加了车辆的侧倾转向趋势，同时使轮胎与地面间的接触特性变差，使得车辆的操稳性变差；此外，对于高质心的越野车，在紧急转向时，瞬间大幅度的车身侧倾运动会增加车辆的侧翻几率；较大的侧倾刚度虽然可以降低越野车的侧翻几率，但同时也会增加悬架的扭转刚度，使车辆在坑洼路面的平顺性会有所降低；更严重地，会导致车辆在崎岖路面降低甚至丧失驱动力，使车辆无法脱困。而传统的被动悬架，往往难以协调上述性能指标之间的矛盾，工程师只能采用折中的设计方案。因此，汽车工程师一直在寻求一种可以同时满足上述多项性能需求的悬架系统。 本文首先提出一套新型液压车身姿态稳定系统，该液压系统由油缸、阻尼阀、蓄能器、液压管路等组成。此外，取消了被动悬架中的横向稳定杆和减震器。文中分析了该系统的抗侧倾和消扭的工作原理，并结合具体的车辆悬架几何参数，推导了侧倾、俯仰、单轴激励、单轮激励、对角激励等工况的数学模型，分析并得出液压车身姿态稳定系统各项参数对悬架整体性能的影响。 然后，以某越野车为研究对象，以上文推导的各个工况数学模型为基础，结合预先设定的性能目标，匹配出该系统的关键参数：(1)极限工作压力、(2)前后油缸缸径和活塞杆直径、(3)蓄能器容积和预充气压、(4)平衡状态油压。进一步地，以原车减震器阻尼曲线为参考指标，将阻尼阀串联在油路中，在 MTS减震器示功机上调试，通过更换阀片的方式，最终获取满足设计要求的阻尼阀。定义了车辆失稳状态，并对两车侧向加速度阶跃输入工况下，车辆的失稳阈值做了仿真分析。 最后，对搭载液压车身姿态稳定系统的车辆和原车进行对比测试。测试包含直线行驶平顺性，转向行驶车身侧倾角，模拟越野路面车身姿态及左右轮胎垂直载荷差值。结果显示，相比于原车，改装后的车辆的性能表现为：（1）平顺性未降低；（2）转向时车身侧倾角有明显降低；（3）越野路面车身姿态平稳，且左右轮胎垂直载荷差值降低，有效驱动力增加。 |
| 作者： | 盛企豪 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 张农;邓谊柏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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