空氣彈簧因其剛度的非線性、較低的固有振動頻率、良好的吸振減振作用,被廣泛應(yīng)用于客車等各類車輛中。由于客車具有載荷大、質(zhì)心高的特點,空氣懸架往往需要匹配尺寸較大的橫向穩(wěn)定桿來保證側(cè)傾穩(wěn)定性,但是橫向穩(wěn)定桿尺寸過大會對車輛的舒適性產(chǎn)生負面影響。本文提出一種將液壓互聯(lián)懸架(HIS)系統(tǒng)和電子控制空氣彈簧(ECAS)系統(tǒng)結(jié)合的新型懸架結(jié)構(gòu),以緩解客車平順性和操縱穩(wěn)定性之間的矛盾,能夠?qū)崿F(xiàn)車輛根據(jù)行駛條件自適應(yīng)調(diào)節(jié)車身高度。首先,本文基于熱力學(xué)理論建立空氣彈簧非線性數(shù)學(xué)模型,借助Matlab/Simulink平臺研究帶附加氣室空氣彈簧的彈性特性。仿真得到不同初始壓力下前懸架空氣彈簧正弦激勵工況下的響應(yīng),通過與動彈性特性試驗結(jié)果比對,驗證模型的正確性。再求取空氣彈簧的動剛度曲線并討論關(guān)鍵參數(shù)對空氣彈簧動剛度的影響。其次,基于質(zhì)心定理、動量矩定理建立整車九自由度模型動力學(xué)方程;建立HIS系統(tǒng)的雙作動液壓缸、阻尼閥、管路、蓄能器等部件的數(shù)學(xué)模型,并通過邊界條件分別將空氣彈簧模型和HIS模型與整車機械系統(tǒng)模型進行耦合;開展安裝橫向穩(wěn)定桿車輛和安裝HIS系統(tǒng)車輛實車操縱穩(wěn)定性試驗,試驗結(jié)果驗證所搭建的整車九自由度模型的正確性,同時也表明HIS系統(tǒng)能夠明顯提高車輛的操縱穩(wěn)定性。最后,基于建立的整車模型,進行高度調(diào)節(jié)控制策略研究以及主要切換參數(shù)的確定,通過利用模糊理論控制氣囊充放氣過程,實現(xiàn)車輛在行駛工況下車身高度調(diào)節(jié)。仿真結(jié)果表明,該控制策略可以實現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)的車身高度調(diào)節(jié),具有一定的抗干擾性,精確度較高。同時,本文進行隨機輸入行駛試驗、脈沖輸入行駛試驗、魚鉤試驗、蛇形試驗等試驗工況仿真分析,討論車輛處于不同車身高度模式時,車身高度變化對平順性和操縱穩(wěn)定性的影響。綜上所述,本文建立包含ECAS系統(tǒng)和HIS系統(tǒng)的整車九自由度模型,并利用模糊控制算法對ECAS系統(tǒng)充放氣過程進行控制,從而實現(xiàn)車身高度可調(diào)。最后通過不同工況下的仿真分析,研究ECAS系統(tǒng)和HIS系統(tǒng)相互結(jié)合的新型懸架系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)懸架的優(yōu)勢。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：U463.82
【部分圖文】：

第1章 緒論究背景及意義我國最主要運輸方式之一，根據(jù)《道路交通運計數(shù)據(jù)[1]：在我國，公路運輸在客運周轉(zhuǎn)量和貨運輸方式，但與此同時，龐大的公路交通運輸總事故總量。據(jù)統(tǒng)計，2016 年我國共發(fā)生 864.3 萬 65.9 萬起，其中涉及人員傷亡的交通事故共 21 財產(chǎn)損失達 12.1 億元[2]�？蛙囉捎谄涮赜械撵`活中起到重要作用，為人們短、長途出行提供了便高，客車處于高速行駛的狀況越來越常見，但是等特點，在高速行駛以及緊急轉(zhuǎn)彎時相比于轎車給人們的生命財產(chǎn)安全帶來了更大威脅。

安裝 HIS 系統(tǒng)和 ECAS 系統(tǒng)某客車車身高度調(diào)節(jié)研究以明顯的提高車輛的平順性，已被越來越多的車輛采用。在國外，空氣懸架已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，絕大部分中大型高速客車都配備空氣懸架系統(tǒng)，而對于儀表車這種對隔振性能要求高的車輛，空氣懸架系統(tǒng)幾乎是唯一選擇[4]。在國內(nèi)，根據(jù)交通部發(fā)布的 JT/T325-2002《營運客車類型劃分及等級評定》中的規(guī)定[5]，空氣彈簧已經(jīng)成為中、大、特大型高級客車的必備配置，該規(guī)定的推出推動了空氣懸架系統(tǒng)在國內(nèi)的發(fā)展。一般來說，配置空氣懸架的客車前后懸架處都會安裝橫向穩(wěn)定桿來滿足人們對車輛操縱穩(wěn)定性的要求，如圖 1.2 所示。但是橫向穩(wěn)定桿的扭轉(zhuǎn)剛度不能無限制的增大，否則就會影響車輛的舒適性和接地性。因此，在不影響平順性的前提下，橫向穩(wěn)定桿對車輛的操縱穩(wěn)定性的改善十分有限，這種組合形式無法協(xié)調(diào)操縱穩(wěn)定性和舒適性之間的矛盾。

空氣彈簧恢復(fù)至原來的高度。當車輛載荷降低時，空氣彈車身抬高。此時空氣彈簧氣囊中的氣體會通過高度閥的排從而使車身降低至初始高度[6]。1.3 機械式高度控制閥氣懸架系統(tǒng)則主要由三部分組成，一部分是空氣彈簧，一般都采用全氣囊形式；第二部分是電控系統(tǒng)，主要由電子控制成；第三部分為氣路系統(tǒng)，主要由儲氣罐、空氣壓縮機、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1.4 所示。
【參考文獻】

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本文編號：2856430