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轮边驱动电动车用转向轮悬架系统的优化设计
| 论文题名： | 轮边驱动电动车用转向轮悬架系统的优化设计 |
| 关键词： | 驱动电动;车用;转向轮;悬架系统;结构非线性;车轮定位参数;车辆;电动车;优化设计;线性特性;统数学模型;扭杆弹簧;空间位置;空间结构;多目标优化问题;双横臂;动态变化规律;行驶安全性;制动力分配;新能源汽车 |
| 摘要： | 近年来随着能源危机和环保压力的日益增大,世界各国都开始尝试新能源汽车的研发。轮边驱动电动车由于动力传动链短、便于通过能源管理和动力系统控制策略优化驱动力和制动力分配、驱动效率高、能源消耗较低等优点,备受各方青睐,是电动汽车发展的一个重要方向。作为轮边驱动电动车的重要总成的轮边驱动系统由于轮毂电机的引入,使该类型车辆的非簧载质量过大,从而引起车辆的垂向振动负效应,并降低了车辆的安全性。本文以“春晖三号”轮边驱动电动车为研究对象,对其转向轮双横臂扭杆弹簧悬架系统进行设计和分析,试图从传递途径上改善车辆的垂向性能并提高车辆的行驶安全性。 首先,建立春晖电动车的转向轮双横臂扭杆弹簧悬架系统数学模型,具体建模思路如下:(1)在三维空间内运用空间解析几何法根据悬架系统各个关键点约束条件求解各点关于上横臂摆角的运动学方程;(2)根据各个关键点的坐标方程求出车轮定位角和车轮侧向滑移量的数学表达式;(3)应用功能原理和坐标旋转变换原理来建立悬架系统等效刚度和等效阻尼的数学模型。 其次,以实际左右车轮转角跟踪理想阿克曼转角为优化目标,应用非线性最小方差优化方法对该悬架的转向系统进行优化设计。 然后,转向轮悬架导向杆件的空间位置和尺寸直接影响转向轮的车轮定位参数、轮距等随车轮跳动的动态变化规律,从而影响车辆的横向操纵稳定性。本文分别采用多目标优化问题的统一目标法及惩罚函数法对悬架系统导向杆系在正常的车轮跳动行程内进行优化设计,得出悬架系统导向杆系的几何尺寸和空间位置参数。 最后,基于空间三维结构,本文研究该悬架系统所具有的空间结构非线性特性(包括非线性刚度和非线性阻尼)以及该非线性特性对车辆垂向性能的影响,并在保证车轮定位参数不受影响的条件下,探讨空间结构非线性的实现和调节方法。 |
| 作者： | 张立国 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 万钢 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学中德学院 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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