【摘要】：耦連式油氣懸架系統(tǒng)以其優(yōu)良的減振、抗側(cè)傾、均載和自動調(diào)平等性能越來越多的被應(yīng)用在大型車輛上。多橋耦連油氣懸架在提供優(yōu)異性能的同時也帶來了結(jié)構(gòu)復雜、剛度阻尼耦合且非一致性等問題。論文以校企合作項目為依托,以DGS90七橋登高平臺消防車的平順性與穩(wěn)定性協(xié)調(diào)為目標,提出了油氣懸架系統(tǒng)的混合耦連方案,圍繞該混連油氣懸架系統(tǒng)進行了動力學建模、動態(tài)特性分析以及性能優(yōu)化等研究,并利用樣機試驗結(jié)果對模型和優(yōu)化方法進行驗證,為多橋油氣懸架系統(tǒng)的設(shè)計和研究提供了理論和試驗基礎(chǔ)。針對七橋登高車不同耦連形式的油氣懸架系統(tǒng),建立了各耦連系統(tǒng)的垂向、側(cè)傾、俯仰和扭轉(zhuǎn)四種基本振動形式的剛度特性數(shù)學模型,并應(yīng)用AMESim仿真分析上述各振動形式的油氣懸架示功圖。研究發(fā)現(xiàn),耦連形式不改變油氣懸架的垂向剛度特性,但會對其側(cè)傾、俯仰和扭轉(zhuǎn)剛度特性產(chǎn)生較大影響。在此基礎(chǔ)上,針對七橋登高車質(zhì)心位置高、側(cè)翻閾值低等特點,提出了前三橋和后四橋分別同側(cè)并連+對側(cè)交連的油氣懸架混連方案,并計算分析其承載能力和靜剛度特性�；谟蜌鈶壹芙Y(jié)構(gòu)和工作原理,建立了包含對實際氣體狀態(tài)變化、油液壓縮性、溫度等影響因素描述的非理想特性數(shù)學模型,并詳細推演了高速激勵下無桿腔內(nèi)的油液氣泡化過程和空程畸變現(xiàn)象。依據(jù)數(shù)學模型,分析了蓄能器充氣壓力和充氣體積、油缸缸徑和桿徑、阻尼孔直徑以及激勵信號對油氣懸架的剛度和阻尼特性的影響規(guī)律,并進行了油氣懸架單元動態(tài)特性的Simulink仿真分析,仿真結(jié)果與臺架試驗結(jié)果基本吻合,證明非線性數(shù)學模型具有較高的準確性。七橋登高車結(jié)構(gòu)參數(shù)決定了車身橫擺運動不可忽視,建立了一個“垂向-側(cè)傾-俯仰-橫擺”相耦合的二十自由度非線性動力學模型;并利用魔術(shù)公式建立了綜合工況下的輪胎力學特性模型,以及利用濾波整形白噪聲法構(gòu)建了隨機路面模型�；诟髯酉到y(tǒng)的動力學模型,建立整車的Simulink和AMEsim聯(lián)合仿真模型,仿真分析脈沖、正弦和隨機激勵下的混連油氣懸架系統(tǒng)的動態(tài)特性。根據(jù)相關(guān)標準,計算質(zhì)心加權(quán)加速度均方根和垂向載荷橫向轉(zhuǎn)移率,對車輛的平順性和穩(wěn)定性進行分析,并借助聯(lián)合仿真模型探討了油氣懸架關(guān)鍵參數(shù)對平順性和穩(wěn)定性的影響�；谡嚪蔷�性動力學模型,對混連油氣懸架系統(tǒng)的參數(shù)匹配進行多目標優(yōu)化,以提高車輛平順性和穩(wěn)定性。鑒于待優(yōu)化參數(shù)實際取值為離散值的特點,首次將擅長離散值優(yōu)化問題的蟻群算法應(yīng)用于油氣懸架的參數(shù)優(yōu)化,并引入交叉和變異因子改進蟻群算法。同時,還利用AMESim優(yōu)化工具箱內(nèi)置遺傳算法進行油氣懸架參數(shù)優(yōu)化。對比結(jié)果顯示:兩種優(yōu)化算法輸出的最優(yōu)參數(shù)匹配方案,均能有效地提高油氣懸架的減振和抗側(cè)傾性能,但改進蟻群算法的優(yōu)化效果明顯好于遺傳算法。為檢驗七橋混連油氣懸架系統(tǒng)的承載能力和減振性能,以及對動力學模型和改進蟻群算法優(yōu)化結(jié)果進行驗證,參照試驗標準,在滿載工況下對安裝混連油氣懸架樣機進行凸塊輸入和隨機輸入的平順性試驗。試驗結(jié)果表明:該混連油氣懸架系統(tǒng)可滿足承載需求;試驗結(jié)果與仿真結(jié)果吻合度較高,驗證了所建動力學模型的準確性;改進蟻群算法計算的最優(yōu)參數(shù)匹配方案可顯著提高車輛平順性。
【學位授予單位】：長安大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U463.33
【圖文】：

懸架結(jié)構(gòu)和工作原理，建立其等效物理模型�；趯嶋H氣體流理論和熱力學定律等，考慮油液壓縮性和氣泡變化、空程連油氣懸架單元的數(shù)學模型。在數(shù)學模型的基礎(chǔ)上，分析系關(guān)鍵參數(shù)對其特性的影響規(guī)律，為后文優(yōu)化參數(shù)的選擇提供系統(tǒng)的裝機性能，考慮到車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)決定了車身的橫擺運述車輛垂向-側(cè)傾-俯仰-橫擺耦合作用的非線性動力學模型。氣懸架系統(tǒng)組成及工作原理究的油氣懸架為筒式獨立懸架，安裝形式如圖 3.1 所示。該行駛單元，即單胎獨立油氣懸架+集成轉(zhuǎn)向功能+輪邊減速機除承載垂向載荷外，同時需承受足夠的橫向載荷，兼具車輪及所有力的傳遞。

第三章 七橋登高車混連油氣懸架系統(tǒng)動力學研究塞安裝在桿體尾部，桿頭總成通過螺釘固定安裝在外筒上�；钊麠U油鋼管，兩端分別與桿頭和桿尾焊接。外筒與中筒之間通過導向環(huán)活塞桿通過防塵圈和密封圈配合，中筒與內(nèi)筒間無接觸，中筒的轉(zhuǎn)彎產(chǎn)生的沖擊傳遞到外缸筒上。內(nèi)筒與活塞桿不承受徑向載荷。

因此 0Fa 為判斷氣泡穩(wěn)定性的臨界條件。可得12892cr veP Pm KT ，在crP P時，氣泡內(nèi)主要內(nèi)主要成分是溶解的氣發(fā)量漸增，氣泡內(nèi)開始出現(xiàn)油液飽和蒸汽且占比空程畸變現(xiàn)象，除了液體本身的一些本質(zhì)因素，另大，基于激勵輸入狀態(tài)分析空程畸變過程。構(gòu)建的 t1、t2、t3、t4 為氣泡狀態(tài)變化的四個時間節(jié)點，。

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本文編號：2784210