重型商用車液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)特性分析及設(shè)計(jì).pdf

1、液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)作為一種新型懸架系統(tǒng),具備獨(dú)立配置懸架系統(tǒng)模式剛度和阻尼的能力。安裝液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)的車輛可以獲得更好的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性,因而有著廣泛的應(yīng)用前景。在液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)為數(shù)不多的研究成果中,關(guān)于三軸重型商用車液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論研究較少。對(duì)裝有液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)的車輛而言,現(xiàn)今基于非線性微分方程的傳統(tǒng)機(jī)械液壓耦合系統(tǒng)的數(shù)值計(jì)算方法,只能獲得車輛系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)關(guān)于液壓系統(tǒng)關(guān)鍵性能參數(shù)的隱式關(guān)系,因而只能對(duì)液壓系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)

2、行定性分析。該方法對(duì)研究液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)的附加特性關(guān)于液壓系統(tǒng)參數(shù)的顯式定量關(guān)系帶來困難,同時(shí)也影響了對(duì)該類懸架系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法研究的開展。
　　本文針對(duì)液壓互聯(lián)懸架特性開展系統(tǒng)深入研究,力求在液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)基礎(chǔ)理論研究和工程理論計(jì)算方面開展一些嘗試和探索。本文研究?jī)?nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面:
　　(1)提出基于阻抗傳遞矩陣的機(jī)械液壓耦合系統(tǒng)建模方法。該方法通過將液壓系統(tǒng)的液壓回路按流體元件進(jìn)行離散化,離散后回路中各節(jié)點(diǎn)之間的狀

3、態(tài)量通過流體單元的傳遞矩陣關(guān)聯(lián),流體單元傳遞矩陣連乘獲得流量呈連續(xù)變化油路的通路矩陣。通過在流量跳變處狀態(tài)量之間的關(guān)系,獲得液壓系統(tǒng)回路在機(jī)械液壓耦合邊界處壓力相對(duì)于流量的阻抗矩陣。結(jié)合機(jī)械液壓耦合邊界處壓力和流量與機(jī)械運(yùn)動(dòng)之間的關(guān)系,將由邊界處壓力所產(chǎn)生的液壓力作為外力引入至機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程,最終建立機(jī)械液壓耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程。
　　(2)針對(duì)三軸重型商用車,提出基于獨(dú)立懸架運(yùn)動(dòng)模式的液壓缸互聯(lián)方式。根據(jù)機(jī)械系統(tǒng)建模需要,建立

4、并驗(yàn)證具有俯仰運(yùn)動(dòng)模式的平衡懸架系統(tǒng)簡(jiǎn)化模型。通過對(duì)雙液壓缸同向和反向互聯(lián)方式的研究,獲取同向和反向互聯(lián)對(duì)附加剛度和阻尼特性的影響規(guī)律。根據(jù)該規(guī)律,使用阻抗傳遞矩陣方法,結(jié)合液壓缸的互聯(lián)方式,推導(dǎo)獨(dú)立運(yùn)動(dòng)模式下液壓系統(tǒng)的阻抗矩陣。
　　(3)開展獨(dú)立運(yùn)動(dòng)模式下液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)特性研究。結(jié)合H2評(píng)價(jià)方法,推導(dǎo)懸架性能響應(yīng)均值關(guān)于液壓系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)的顯式定量描述。通過引入無量綱算子,獲取懸架性能的無量綱表達(dá)形式。根據(jù)懸架性能關(guān)于等效剛度

5、和阻尼的等值關(guān)系,獲取液壓系統(tǒng)關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì)范圍。研究抗俯仰液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)的剛度/阻尼矩陣與俯仰平面內(nèi)傳統(tǒng)懸架系統(tǒng)的剛度/阻尼矩陣表達(dá)結(jié)構(gòu)的相似性。研究抗側(cè)傾液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)車體和輪組垂向/俯仰、側(cè)傾/翹曲運(yùn)動(dòng)模式解耦的必要條件,從理論上驗(yàn)證液壓互聯(lián)懸架具備獨(dú)立配置剛度/阻尼特性的功能。同時(shí)開展液壓系統(tǒng)物理參數(shù)對(duì)上述性能影響的定量分析。
　　(4)基于獲得的獨(dú)立運(yùn)動(dòng)模式下裝有液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)車輛的動(dòng)力學(xué)方程,研究液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)

6、的穩(wěn)態(tài)振動(dòng)特性。針對(duì)該動(dòng)力學(xué)方程特征矩陣的頻域依賴特性,提出用于求解該類矩陣特征值的方法。通過對(duì)比求解非頻率依賴特征矩陣的特征值問題,驗(yàn)證該方法的正確性?；诒孀R(shí)獲得的特征值和特征向量,結(jié)合復(fù)模態(tài)的“實(shí)”運(yùn)動(dòng)分析方法,研究抗俯仰液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)和抗側(cè)傾液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)對(duì)原車輛系統(tǒng)振動(dòng)固有頻率、模態(tài)振型以及車體振蕩中心位置的影響,并開展隨機(jī)路面下的功率譜密度響應(yīng)分析。
　　(5)對(duì)基于顯式表達(dá)的液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究

7、。圍繞液壓互聯(lián)懸架性能,開展液壓系統(tǒng)關(guān)鍵物理參數(shù)的參數(shù)化分析。將參數(shù)化分析獲得的相悖評(píng)價(jià)指標(biāo)作為懸架設(shè)計(jì)的目標(biāo)函數(shù),采用基于離散變量的懸架設(shè)計(jì)方法,獲得滿足性能指標(biāo)要求的懸架參數(shù)組合,并結(jié)合無量綱方法和多指標(biāo)雷達(dá)圖,對(duì)相悖的多個(gè)指標(biāo)性能進(jìn)行折衷,從而獲得最優(yōu)參數(shù)組合。
　　綜上所述,本文以液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)為研究對(duì)象,研究液壓互聯(lián)懸架系統(tǒng)建模、互聯(lián)方式和振動(dòng)特性、參數(shù)設(shè)計(jì)和主觀評(píng)價(jià)方法。本研究為機(jī)械液壓耦合系統(tǒng)提供新的建模方法,并為