发动机半主动液力悬置动特性研究与开发

发动机悬置是隔离发动机振动向驾驶室和基础传递的隔振元件,其设计的优劣直接影响汽车的乘坐舒适性.基于流体力学理论,研究发动机液力悬置惯性通道内阻尼力,对液力悬置建立了力学模型和数学模型,进行了动特性仿真,从流体力学的角度分析了液力悬置的结构参数对其动态特性的影响.进行了液力悬置的台架试验,确定了惯性通道半主动控制式液力悬置的控制律.由此设计开发了通道可调的惯性通道式液力悬置,从而在较宽频带内有效的达到了减振的目的.     

发动机半主动控制液力悬置动特性仿真研究

发动机悬置是隔离发动机振动向驾驶室和基础传递的隔振元件,其设计的优劣直接影响汽车的乘坐舒适性.笔者基于流体力学理论,研究发动机液力悬置惯性通道内阻尼力,对液力悬置建立力学模型和数学模型,进行动特性仿真,从流体力学的角度分析液力悬置的结构参数和液力参数对其动态特性的影响.进行液力悬置的台架试验,确定较可行的惯性通道半主动控制式液力悬置的控制律,从而在较宽的频带内,达到良好的隔振效果.     

发动机磁流变悬置模糊控制研究

在宽频范围内对发动机振动进行积极隔振,对提高汽车舒适性具有重要意义.根据设计的流动模式磁流变悬置,建立磁流变悬置简化力学模型,推导了可控阻尼力表达式.建立发动机磁流变悬置系统六自由度模型,以快速消除发动机悬置点的振动为目标,设计了模糊控制器,仿真研究了模糊控制器设计的有效性.研究结果表明:磁流变悬置较被动液压悬置具有更好的宽频隔振效果,发动机转速对应的二阶主频振动峰值明显减小,力传递率控制在20％以内,模糊控制有效隔绝了发动机振动.     

挖掘机驾驶室—座椅悬置系统动力学仿真

以某型号液压挖掘机为研究对象,考虑座椅悬置元件在减振中的作用,建立了驾驶室-座椅悬置系统的数学模型,通过Matlab计算得到系统的固有频率和能量分布;在ADAMS中建立驾驶室-座椅悬置系统实验模型,在实验载荷下进行振动仿真,得到系统的同有特性和频域响应曲线;通过比较两者的振动特性,证明了模型的正确性,结果表明驾驶室-座椅悬置系统不能满足驾驶室和座椅的隔振要求,指出在后续的优化过程中应改变固有频率分布范围和提高系统解耦度。     

可控磁流变阻尼器滞环模型的比较

磁流变阻尼器(Magneto-rheological damper, MRD)在结构振动半主动控制领域具有广泛的应用前景,半主动控制器设计和控制分析需要建立精确、简洁、通用的滞环阻尼力-速度(F-v)模型.在多组不同激励幅度、频率和控制电流下对MRD进行性能测试,在激励性质和控制电流变化时,MRD的输出阻尼力具有强滞环非线性特性和电流控制与滞环算子相分离的特性.针对非线性滞环双粘滞模型、现象模型、S型滞环模型和基于Sigmoid函数的通用滞环模型的优点与不足,提出MRD电流控制与滞环特性相分离的一般化模型,易于求解逆模型且有利于基于模型的高级控制器设计.引用已提出的基于Sigmoid函数的电流控制函数对典型模型进行修正,使其能准确适应控制电流的变化,并根据测试数据用最小二乘法辨识各修正模型的参数,在不同控制电流和激励性质下,将各修正模型的计算结果与测试结果进行比较,结果表明,各类修正模型均具有较高的准确性.     

驾驶室悬置系统的振动传递率匹配研究

针对某型装载机在发动机怠速及较低转速时驾驶室振动剧烈这一问题,分析其发动机至驾驶室振动传递路径,初步判断驾驶室悬置系统是影响驾驶室舒适性的可能因素。对其驾驶室悬置隔振性能进行测试,结果显示悬置传递率较低,尤其是前悬置,没有起到隔振的作用。在ADAMS/View中建立了该驾驶室悬置系统的多体动力学模型,并对悬置刚度进行了灵敏度分析,再根据灵敏度分析结果,对前悬置刚度进行了重新匹配设计,并对改进效果进行了仿真验证。最后,对改进后的悬置系统进行了实车测试,验证了改进的有效性。     

重卡驾驶室半主动悬置控制方法

为了抑制在路面激励下某型重卡驾驶室的振动加速度响应,研究基于磁流变阻尼器驾驶室半主动悬置系统的控制方法。建立了重卡驾驶室半主动悬置集中质量动力学模型,分别采用比例积分微分(proportion integration differentiation,简称PID)控制理论和模糊最优控制理论设计控制器,并利用磁流变阻尼器动力特性实验数据对模糊最优控制器的参数进行优化。以驾驶室质心垂直、侧倾及俯仰3个方向加速度为控制目标,利用ADAMS/Simulink联合仿真方法,对比分析PID控制和模糊最优两种控制策略与被动状态下重卡驾驶室悬置振动控制效果。针对实际重卡进行不同速度路面激励下的振动控制实验。仿真和实验结果表明,采用PID和模糊最优控制方法均能有效抑制重卡驾驶室半主动悬置的振动加速度响应,其中模糊最优控制效果总体优于PID控制。     

商用车驾驶室-座椅悬置系统振动性能研究

文中将驾驶室、座椅悬置视为一个系统，构建驾驶室-座椅悬置系统4自由度动力学模型，采用拉格朗日方程建立悬置系统的振动方程，结合振动方程编写程序代码，分析了悬置系统的固有频率、主振型和频响函数。在此基础上，采用整车道路采样测试技术及台架载荷复现迭代技术得到比利时路和一般公路的激励信号，基于随机振动理论编写程序，研究了比利时路随机激励下的振动响应，依据国标规范进行人体振动舒适性评价；然后，根据悬置系统设计要求，提出了悬置系统的优化匹配设计方法，采用Isight软件中多岛遗传算法对悬置系统参数进行优化，获得了悬置系统设计参数最优解；最后，研究了优化前后的悬置系统参数在一般公路激励下的隔振效果。计算结果表明：新的悬置系统隔振性能更加优良，极大地提升了舒适性。     

载货车驾驶室悬置系统试验仿真与优化

为从某新型载货车的三种驾驶室悬置参数水平值中找出最佳匹配值,进行样车道路试验;应用多体动力学软件建立驾驶室悬置系统虚拟样机模型,通过对比驾驶室悬置系统振动加速度功率谱密度曲线验证仿真模型的可信性。最后以减小驾驶室地板加速度功率谱密度的均方根值为目标,以悬置系统螺旋弹簧刚度、减振器阻尼为因子,运用试验设计技术对驾驶室悬置参数进行优化,改善了驾驶室悬置隔振性能,找出了适合该车型的最佳参数匹配值。     

Fuzzy-PID切换控制在磁流变半主动悬置系统中的应用

建立了一种新型动力总成磁流变悬置的动力学模型,并对其进行动态特性试验。通过数值拟合方法对试验数据进行拟合,得到了电流与可控阻尼力的关系式,为磁流变悬置的控制应用提供了理论模型。考虑车辆悬架系统的等效刚度和阻尼,建立了磁流变半主动悬置系统模型。设计了磁流变半主动悬置Fuzzy-PID切换控制系统,对不同工况下磁流变半主动悬置系统的隔振特性进行了仿真研究,结果表明应用Fuzzy-PID切换控制的磁流变半主动悬置系统具有良好的隔振效果。     

商用车驾驶室悬置仿真设计与试验分析

针对某商用车驾驶室悬置系统,建立了其动力学仿真模型,经台架试验验证后进行了隔振性能优化设计。根据动力学仿真模型的边界条件,建立其有限元仿真模型并进行台架试验验证。在有限元模型中模拟了各种极限工况,根据反馈信息进行修改与重设计。运用疲劳试验机测试了驾驶室悬置系统结构件与弹性元件的三向耐疲劳特性,提出耐疲劳设计建议。结果表明,采用仿真设计与台架试验相结合的方法能快速有效地解决商用车驾驶室悬置研发难题。     

汽车动力总成悬置系统隔振性能仿真方法

针对动力总成悬置系统隔振性能的优劣影响整车的NVH特性,应用隔振原理,给出了由加速度均方根值定义的系统隔振传递率表达式;基于双层隔振机理,分别建立了动力总成6自由度悬置模型和包括车架的12自由度整车模型,并通过仿真分析比较了两种模型的固有特性和频域响应;在怠速工况下研究了悬置软垫处的加速度响应;最终获得各悬置点的隔振传递率曲线。研究结果表明,整车模型能够反应悬置系统的振动特性及其隔振传递率。     

燃料电池轿车动力总成悬置系统的优化设计

以某燃料电池车为研究对象,建立了电机动力总成悬置系统的动力学模型,通过分析动力总成悬置系统的耦合特性和加速工况时的瞬态振动,指出了原始设计不合理的地方.在此基础上,以悬置位置与悬置刚度为设计变量,以加速工况悬置处的瞬态动反力为目标函数.运用遗传算法对动力总成悬置系统进行了优化设计,从而有效地改善了动力总成悬置系统的隔振性能.     

燃料电池轿车驱动电机悬置的优化设计

通过试验对驱动电机单元进行了振动特性分析,评价了电机3个悬置的隔振性能;并在机械系统动力学分析软件(ADAMS)中建立驱动电机与副车架耦合动力学模型,分别计算了刚性副车架和柔性副车架悬置系统的模态,对比分析得出副车架柔性化后降低了悬置系统的模态频率.以电机振动的主要激励频率为输入,以传递到车身力最小为目标函数,对悬置的刚度阻尼参数进行了优化分析,优化后的悬置的隔振性能得到了改善,达到隔振的目的.     

某轻型卡车驾驶室悬置振动试验分析与优化改进

针对某轻型卡车在车速60 km/h左右车内存在严重的抖动问题,详细分析了振动的传递途径,制定了驾驶室悬置系统振动测试方案。测试分析结果表明:轮胎滚动频率与驾驶室悬置系统固有频率之间发生耦合以及前悬置隔振效果不佳等因素的共同作用是造成车内振动较大的主要原因。通过建立悬置系统多自由度动力学模型,并结合系统固有频率分布和振动能量解耦匹配等理论,提出了悬置系统参数优化设计方案,并对优化后的悬置样件重新进行了测试验证。测试结果表明:驾驶室振动大幅减小,车内舒适性明显提升。     

动力总成悬置系统试验分析与优化研究

某自卸车在怠速工况下驾驶室抖动异常,驾驶室舒适性很不理想,为找出其原因进行了原地驻车试验,通过分析比较不同转速下悬置系统隔振前后的能量传递与频率分布,得出的结论为悬置系统与动力总成以及车架的匹配不合理,对振动的衰减起了反作用,左侧前悬置为隔振效果较差的部位。采用多体动力学方法建立动力总成悬置系统动力学模型,对动力总成悬置系统的刚度进行优化,使悬置系统与动力总成及车架的匹配更加合理。     

汽车动力总成主动悬置系统力跟踪控制研究

以提高汽车动力总成主动悬置系统隔振性能为目的,对其悬置部分和作动器控制电路分别设计控制器进行力跟踪控制研究。主动悬置系统控制结构由外环悬置控制器和内环作动器电路控制器两部分组成,外环悬置控制器根据汽车工况和行驶路况计算最优控制力,内环电路控制器反映作动器动态特性,并对外环悬置控制器产生的最优控制力进行跟踪。结果表明:相比于被动悬置,采用内外双环控制的主动悬置系统能够有效改善动力总成NVH性能,并且内环电路控制器能够较好跟踪外环悬置控制计算的最优控制力。     

发动机主动悬置LQG权值优化时滞补偿控制

在发动机悬置系统中,将压电陶瓷作动器运用到主动悬置系统中具有重要研究意义。除了主动控制力,时滞是评价的重要指标,时滞会导致主动控制力与发动机运动状态不合拍,从而降低发动机的隔振性能。建立发动机含时滞的三自由度数学模型,从压电陶瓷作动器力学模型,运用实验对压电陶瓷作动器的特性做了研究,建立主动控制力与电压的关系。由于反馈控制中实际的控制力与理想的控制力之间有时滞,论文提出LQG控制与泰勒级数的结合用于时滞补偿控制设计TLQG控制器。对于LQG控制器权值没有固定的解析方法,运用了遗传算法对LQG控制器的权值进行优化。通过仿真分析结果表明TLQG控制进行时滞补偿能很好的改善发动机悬置的性能。     

大客车动力总成悬置系统优化研究

大客车的悬置系统安装在动力总成与底盘之间,主要作用是隔离来自路面、发动机的振动,达到衰减车身振动的目的。隔振性能良好的悬置系统能够有效地提升客车的NVH性能,改善乘坐舒适性。对某大客车悬置元件的隔振性能进行研究,建立六自由度动力学简易模型,求解原始悬置元件的振动能量解耦率。针对多个方向存在的振动能量耦合严重问题,编写悬置系统的解耦程序,并集成多学科优化软件Isight,采用NSGA-2算法对其进行优化设计。对悬置元件的主轴刚度采用左右不对称的重新匹配方法,达到改善隔振效果的目的。并将改进后的悬置元件进行定置五个工况隔振率的实车测试,结果表明较原始方案的隔振率有大幅度提升。     

汽车起重机发动机悬置系统的振动测试与优化

针对25 t汽车起重机出现的发动机怠速时振动过大、驾驶室有低频噪声的问题,进行了NVH测试,了解其各工况下振动与噪声水平。并利用ADAMS以悬置系统的刚度和安装角度为变量进行设计优化,改善了悬置系统的隔振性能。通过整车试验,验证了设计改进的有效性和合理性。