【摘要】：客車由于整體尺寸大、質(zhì)量重和質(zhì)心高等特點在高速轉(zhuǎn)彎或避障轉(zhuǎn)向時容易翻車,因此如何提高車輛的動態(tài)抗側(cè)傾能力,對客車安全尤為重要;另一方面,具有良好的乘坐舒適性也是駕駛員和乘客對長途客車的基本需求�？諝鈴椈蓱壹芤蚱淅硐氲姆蔷�性特性而被廣泛應用到客車上,空氣彈簧可降低懸架系統(tǒng)動撓度、降低車身振動頻率、調(diào)節(jié)車身高度,使客車的乘坐舒適性得到明顯的改善。但是對于客車的抗側(cè)傾性能而言,空氣彈簧懸架并沒有起到明顯的提高作用,因此一般需要匹配加粗的橫向穩(wěn)定桿來滿足客車的操縱穩(wěn)定性需求。而橫向穩(wěn)定桿加粗會影響客車的舒適性和輪胎接地性,使得空氣彈簧優(yōu)勢降低。針對這一問題,本文設計了一套與空氣彈簧匹配使用的液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)。該系統(tǒng)可取代原車的橫向穩(wěn)定桿,在不影響舒適性的前提下,顯著提高客車的操縱穩(wěn)定性,尤其是抗側(cè)傾性能。本文主要圍繞液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)對空氣懸架客車的操縱穩(wěn)定性影響展開研究,主要包括以下內(nèi)容:首先,建立整車動力學模型。通過分析空氣彈簧非線性剛度特性,獲取空氣彈簧在不同預充氣體壓力狀態(tài)下的靜剛度變化曲線,建立了考慮空氣彈簧非線性的機械系統(tǒng)七自由度模型和液壓系統(tǒng)模型,并通過耦合邊界條件得到了機械-液壓耦合的整車動力學模型。其次,進行液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)設計。通過參數(shù)識別方法得到了整車模態(tài)參數(shù)和物理參數(shù),在此基礎上進行液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)的設計。以液壓系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)組成離散設計變量,在懸架設計目標范圍內(nèi)尋求離散變量集的最佳組合,實現(xiàn)了最佳懸架性能匹配。再次,進行動力學仿真分析。仿真驗證了模型和參數(shù)的正確性,優(yōu)化了液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)關(guān)鍵零部件參數(shù),并針對客車操縱穩(wěn)定性和平順性進行了基于數(shù)學模型的仿真研究,仿真結(jié)果顯示液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)能夠使車身側(cè)傾角剛度增大50%以上,垂向剛度增大5%以內(nèi),說明了液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)能夠在不影響平順性的基礎上提高操縱穩(wěn)定性。最后,進行操縱穩(wěn)定性樣車試驗。通過蛇形、雙移線和穩(wěn)態(tài)回轉(zhuǎn)試驗,獲取了操縱穩(wěn)定性客觀評價指標,如車身側(cè)傾角、橫擺角速度、方向盤轉(zhuǎn)角和不足轉(zhuǎn)向度等,并針對試驗結(jié)果給出性能評價分值。結(jié)果表明,在相同的側(cè)向加速度下,液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)能夠使原車的側(cè)傾角減小50%以上,說明整車操縱穩(wěn)定性顯著提高。綜上所述,本文研究內(nèi)容為匹配液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)的空氣懸架客車操縱穩(wěn)定性分析,通過建模、匹配設計及仿真分析進行了客車操縱穩(wěn)定性的理論研究,并通過樣車試驗驗證了液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)能夠顯著提高客車操縱穩(wěn)定性。
[Abstract]:Because of the characteristics of large overall size, heavy mass and high center of mass, it is easy to overturn when turning at high speed or avoiding obstacles, so how to improve the dynamic anti-roll ability of the vehicle is particularly important for the safety of the bus. On the other hand, good ride comfort is also the basic demand of drivers and passengers for long-distance buses. Air spring suspension is widely used in passenger cars because of its ideal nonlinear characteristics. Air spring can reduce the dynamic deflection of suspension system, reduce the vibration frequency of the body, adjust the height of the body, and obviously improve the ride comfort of the bus. However, for the anti-roll performance of passenger cars, the air spring suspension does not play an obvious role in improving the performance, so it is generally necessary to match the thickened transverse stabilizer to meet the handling and stability requirements of passenger cars. However, the thickening of transverse stabilizer will affect the comfort and tire grounding of passenger cars, and reduce the advantage of air spring. In order to solve this problem, a set of hydraulic interconnection suspension system matching with air spring is designed in this paper. The system can replace the transverse stabilizer of the original car and improve the handling stability of the bus, especially the anti-roll performance, without affecting the comfort. This paper mainly focuses on the influence of hydraulic interconnection suspension system on the handling and stability of air suspension passenger cars, including the following contents: firstly, the dynamic model of the whole vehicle is established. By analyzing the nonlinear stiffness characteristics of air spring, the static stiffness curves of air spring under different precharged gas pressures are obtained, and the seven degree of freedom model and hydraulic system model of mechanical system considering the nonlinear of air spring are established. The mechanical-hydraulic coupling dynamic model of the vehicle is obtained by coupling boundary conditions. Secondly, the hydraulic interconnection suspension system is designed. The modal parameters and physical parameters of the whole vehicle are obtained by parameter identification method, on the basis of which the hydraulic interconnection suspension system is designed. The discrete design variables are composed of the key parameters of the hydraulic system, and the optimal combination of discrete variable sets is found in the suspension design target range, and the optimal suspension performance matching is realized. Thirdly, the dynamic simulation analysis is carried out. The correctness of the model and parameters is verified by simulation, the parameters of key parts of hydraulic interconnection suspension system are optimized, and the simulation research based on mathematical model is carried out for the handling, stability and ride comfort of passenger cars. The simulation results show that the hydraulic interconnection suspension system can increase the lateral inclination stiffness by more than 50% and the vertical stiffness by less than 5%. It shows that the hydraulic interconnection suspension system can improve the handling stability without affecting the ride comfort. Finally, the test of handling and stability sample car is carried out. Through serpentine, double moving line and steady state rotation test, the objective evaluation indexes of handling stability, such as body side inclination angle, yaw angular speed, steering wheel angle and insufficient steering degree, are obtained, and the performance evaluation score is given according to the test results. The results show that under the same lateral acceleration, the hydraulic interconnection suspension system can reduce the inclination angle of the original vehicle by more than 50%, which indicates that the handling and stability of the whole vehicle is significantly improved. To sum up, the research content of this paper is the handling stability analysis of air suspension bus matching hydraulic interconnection suspension system, and the theoretical research of bus handling stability is carried out through modeling, matching design and simulation analysis. Through the sample car test, it is verified that the hydraulic interconnection suspension system can significantly improve the handling and stability of the bus.
【學位授予單位】：湖南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.33;U461.6

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