空氣彈簧因其剛度的非線性、較低的固有振動(dòng)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(diǎn),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(huì)對車輛的舒適性產(chǎn)生負(fù)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(lì)工況下的響應(yīng),通過與動(dòng)彈性特性試驗(yàn)結(jié)果比對,驗(yàn)證模型的正確性。再求取空氣彈簧的動(dòng)剛度曲線并討論關(guān)鍵參數(shù)對空氣彈簧動(dòng)剛度的影響。其次,基于質(zhì)心定理、動(dòng)量矩定理建立整車九自由度模型動(dòng)力學(xué)方程;建立HIS系統(tǒng)的雙作動(dòng)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(jī)械系統(tǒng)模型進(jìn)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(shí)車操縱穩(wěn)定性試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證所搭建的整車九自由度模型的正確性,同時(shí)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(jìn)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(shí)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(shí)現(xiàn)靜態(tài)和動(dòng)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(shí),本文進(jìn)行隨機(jī)輸入行駛試驗(yàn)、脈沖輸入行駛試驗(yàn)、魚鉤試驗(yàn)、蛇形試驗(yàn)等試驗(yàn)工況仿真分析,討論車輛處于不同車身高度模式時(shí),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(jìn)行控制,從而實(shí)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(yùn)輸方式之一，根據(jù)《道路交通運(yùn)計(jì)數(shù)據(jù)[1]：在我國，公路運(yùn)輸在客運(yùn)周轉(zhuǎn)量和貨運(yùn)輸方式，但與此同時(shí)，龐大的公路交通運(yùn)輸總事故總量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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(cái)產(chǎn)損失達(dá) 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(diǎn)，在高速行駛以及緊急轉(zhuǎn)彎時(shí)相比于轎車給人們的生命財(cái)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(yùn)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(dòng)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(huì)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(huì)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(dāng)車輛載荷降低時(shí)，空氣彈車身抬高。此時(shí)空氣彈簧氣囊中的氣體會(huì)通過高度閥的排從而使車身降低至初始高度[6]。1.3 機(jī)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(jī)、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1.4 所示。
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2856430