翁爍豐

江蘇大學(xué)汽車學(xué)院 212013

液壓互聯(lián)消扭懸架設(shè)計(jì)及試驗(yàn)研究

翁爍豐

江蘇大學(xué)汽車學(xué)院 212013

基于互聯(lián)懸架工作原理，建立液壓互聯(lián)消扭懸架整車動(dòng)力學(xué)模型，仿真分析了正弦工況下液壓互聯(lián)消扭懸架操縱穩(wěn)定性，設(shè)計(jì)液壓互聯(lián)消扭懸架原理樣機(jī)，進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，仿真與試驗(yàn)結(jié)果基本一致。

互聯(lián)消扭懸架；仿真；試驗(yàn)

一、引言

汽車在不平路面上行駛時(shí)，各輪胎的接地性和附著能力對(duì)汽車在崎嶇、松滑地面上的通過能力，平順性和操縱穩(wěn)定性都有著重要的作用。但輪胎的接地性與附著能力不僅僅取決于輪胎本身，而且在很大的程度上也取決于由懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)所決定的各輪垂直負(fù)荷分配和對(duì)整車附著力的利用情況。不平路面所造成的左右輪荷的顯著差異會(huì)降低驅(qū)動(dòng)力、制動(dòng)力與對(duì)側(cè)滑的抵抗力。如何使汽車在不平路面上各輪負(fù)荷盡量均勻，是汽車發(fā)展的早期就被重視的問題。汽車平衡懸架結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)是這一研究方向的重要研究成果之一。

此外，一輛四輪汽車存在著多余約束，輪荷的靜載分布不僅取決于整車質(zhì)心的位置，還與各輪懸架的剛度以及路面的凹凸對(duì)彈簧的壓縮量有關(guān)，尤其在復(fù)雜路面工況下，汽車多余約束問題更為突出。多余約束必然帶來各輪負(fù)荷的不均勻，并且?guī)碓诓黄铰访嫘旭倳r(shí)懸架系統(tǒng)勢(shì)能吞吐量的增加，這意味著車身要經(jīng)受更劇烈的振動(dòng)和更大的扭轉(zhuǎn)載荷，造成對(duì)車身的早期損壞。消除多余約束將帶來汽車在不平地面上附著力的充分利用，這將意味著車輛在惡劣地面上通過能力和越野車速的提高。

基于上述問題，本文提出一種互聯(lián)消扭懸架，并建立互聯(lián)消扭懸架整車動(dòng)力學(xué)模型，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行仿真和試驗(yàn)研究。

二、整車動(dòng)力學(xué)建模

互聯(lián)消扭懸架整車動(dòng)力學(xué)模型如圖1所示。

圖1 整車動(dòng)力學(xué)模型

根據(jù)模型，其質(zhì)心處垂直運(yùn)動(dòng)方程為：

車身俯仰運(yùn)動(dòng)方程為：

車身側(cè)傾運(yùn)動(dòng)方程為：

車輪的垂直運(yùn)動(dòng)方程為：

三、仿真分析

選擇一個(gè)周期長(zhǎng)為 3m,幅值為0.05m ,左右輪輸入相位差為的對(duì)扭路面，車速選擇30km/h。在此工況對(duì)車身側(cè)傾角進(jìn)行時(shí)域仿真分析，系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)如圖2所示。

圖2 側(cè)傾角

由圖2仿真結(jié)果可以看出，裝有液壓互聯(lián)消扭懸架系統(tǒng)的車輛在單頻對(duì)扭路面上側(cè)傾角明顯減小，這是由于互聯(lián)懸架系統(tǒng)減小了凸起路面一端懸架的載荷，使車輛更加平穩(wěn)。

四、試驗(yàn)研究

在道路模擬機(jī)上模擬車輛以30km/h駛過周期長(zhǎng)為3m,幅值為0.05m的對(duì)扭路面,系統(tǒng)時(shí)域響應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

圖3 對(duì)扭試驗(yàn)

由圖3可知，裝有液壓互聯(lián)消扭懸架的車輛通過對(duì)扭路面時(shí),車身側(cè)傾角相對(duì)較小，與仿真分析的結(jié)果相同。

五、結(jié)論

建立液壓互聯(lián)消扭懸架整車動(dòng)力學(xué)仿真，并進(jìn)行相應(yīng)的仿真試驗(yàn)研究，結(jié)果顯示設(shè)計(jì)懸架在不損害汽車的縱向與橫向穩(wěn)定性的前提下，提高車身防側(cè)傾性能。

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