基于機電相似理論的帶附加氣室空氣懸架建模與分析.pdf

1、空氣彈簧是空氣懸架系統(tǒng)的核心部件，具有明顯的非線性特征，能夠提高車輛的行駛平順性，改善車輛的輪胎接地性和操作穩(wěn)定性，減輕車輛對道路的破壞。帶附加氣室空氣彈簧系統(tǒng)是在原有空氣彈簧的基礎上，為進一步降低彈簧剛度額外增加附加氣室，并用管路將其連接形成的一個整體。對于帶附加氣室空氣懸架系統(tǒng)，彈簧的剛度與附加氣室容積密切相關，改變附加氣室容積能夠?qū)崿F(xiàn)彈簧剛度的調(diào)節(jié)，從而改善懸架系統(tǒng)的性能。目前對這種系統(tǒng)的研究應用還較少，大都通過數(shù)學模型進行探索，

2、過程較為繁瑣復雜。
　　 為了簡化機械系統(tǒng)的建模過程，避免直接建立和解析復雜的數(shù)學方程，基于機電相似性理論，采用機電類比法對帶附加氣室空氣彈簧及相應的懸架系統(tǒng)進行研究。利用電學理論進行空氣懸架系統(tǒng)工作機理的研究，不但使系統(tǒng)各元件的關系更加形象直觀，簡化了研究過程，而且拓寬了機電相似理論的應用領域。
　　 首先，在建立帶附加氣室空氣彈簧和1/4車輛懸架系統(tǒng)力學模型基礎上，利用機電類比方法建立帶附加氣室空氣彈簧和1/4車輛懸

3、架系統(tǒng)的電學模型。依據(jù)流體力學和空氣動力學相關理論，建立了系統(tǒng)各參數(shù)的表達式以及機電系統(tǒng)元件參數(shù)之間的一一對應關系;運用網(wǎng)孔電流法對建立的電學模型進行分析，預測空氣彈簧剛度以及懸架性能指標隨附加氣室容積的變化情況。
　　 其次，搭建帶附加氣室空氣彈簧和1/4車輛懸架系統(tǒng)試驗臺架，通過試驗研究附加氣室容積和激振信號對帶附加氣室空氣懸架性能的影響。根據(jù)仿真和試驗結果，驗證所建立的電學模型的正確性。分析附加氣室容積與頻率對彈簧剛度變化

4、和主附氣室氣壓幅值差及相位差的影響，對懸架性能三個評價指標的仿真和試驗數(shù)據(jù)進行整理和對比，結果表明仿真和試驗數(shù)據(jù)較為吻合，誤差在可接受范圍內(nèi)，所建立的電學模型能夠較好地反映系統(tǒng)特性。
　　 最后，以懸架系統(tǒng)的電學模型為基礎，通過懸架三個評價指標對應電學參數(shù)的變化情況，探索附加氣室容積、車速、簧載質(zhì)量及減振器阻尼系數(shù)等對懸架系統(tǒng)性能的影響。通過研究發(fā)現(xiàn)，附加氣室容積的增大能夠有效降低簧載質(zhì)量加速度，但同時也使懸架動行程增大;隨著車