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电控复合式空气悬架设计与车身高度控制研究
| 论文题名： | 电控复合式空气悬架设计与车身高度控制研究 |
| 关键词： | 空气悬架;少片钢板弹簧;车身控制;汽车平顺性;有限元分析 |
| 摘要： | 我国公路条件的改善为汽车空气悬架创造了基本的使用条件，国内高速公路的发展对国内空气悬架市场产生了很大的促进作用。我国高速公路的迅速发展和运输量的增加，都对汽车的操纵性、稳定性、平顺性、安全性提出了更高的要求。基于钢板弹簧悬架设计与应用较为成熟的实际情况，本文对采用钢板弹簧与空气弹簧并联组成复合弹性元件的电控复合式空气悬架展开研究，这种悬架结构简单，对布置空间要求较低，其中钢板弹簧兼起导向机构的作用，因而同时具有钢板弹簧与空气弹簧悬架的优点。 本文在对空气弹簧力学和刚度模型进行理论分析及推导的基础上，指出了影响空气弹簧刚度的主要因素。通过空气弹簧特性试验，研究了充放气时间与其内压、刚度的关系，拟合试验测点数据得到充放气时间与空气弹簧内压、刚度的关系式，为复合式空气悬架空气弹簧的选取提供了相关的依据。 根据复合式空气悬架结构特点，以高度阀不起作用时各弹性元件进行负载分配，确定复合式空气悬架主要参数，对兼起导向机构作用的少片钢板弹簧进行设计，使复合式空气悬架系统具有理想的固有频率。 建立在ABAQUS中下的少片钢板弹簧有限元模型，模拟了钢板弹簧装配与加载的过程，得到钢板弹簧在0.15倍至1.5倍满载下板簧应力与应变分布情况。通过有限元仿真中计算所得到的刚度值，验证了少片钢板弹簧设计参数的有效性。 建立电磁阀、空气弹簧的内部数学模型，结合单质量车身动力学方程，完成了电控复合式空气悬架高度调节模块设计，实现车身高度的调节。针对控制中的超调现象，采用PID/PWM控制器，实现对超调现象有效抑制。 结合路面实际情况，建立基于车身高度充放气控制的电控复合式空气悬架双质量振动系统动力学模型。在基于车身高度设定值时采用了变速PID/PWM控制，并对其进行了平顺性仿真分析。结果显示，设计的PID/PWM控制器能在高度控制策略有效的前提下，改善车辆行驶平顺性与乘坐舒适性，使基于车身高度控制的复合式空气悬架具有良好的综合性能。 |
| 作者： | 周柔 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 陈昆山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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