非公路車輛前軸油氣懸架系統(tǒng)動力學特性研究.pdf

1、與小汽車、客車和載重車相比，農用車輛、林業(yè)車輛、拖拉機、部分工程車輛等無懸架非公路車輛的振動尤為劇烈。隨著車輛行駛速度的逐漸提高，這一問題將會更加突出，同時隨著車輛向著大型化、高速化、舒適性方向發(fā)展，其舒適性已經成為消費者關注的主要內容之一。研究表明，結合無懸架非公路車輛的結構特點，就目前經濟和技術水平來看，安裝合適的前軸懸架系統(tǒng)特別是前軸油氣懸架系統(tǒng)是改變這種現(xiàn)狀的有效措施之一。因此，深入研究前軸油氣懸架系統(tǒng)設計理論及其振動特性，對前

2、軸油氣懸架車輛的研究與開發(fā)具有重要的意義。 本文以江蘇常發(fā)集團生產的CF200拖拉機作為樣車，在試驗測定車輛系統(tǒng)的質量屬性參數(shù)、輪胎剛度與阻尼系數(shù)等的基礎上，建立了無懸架和前軸懸架非公路車輛系統(tǒng)振動的數(shù)學模型，分析了系統(tǒng)的固有頻率，運用Matlab/Simulink進行了系統(tǒng)的振動特性仿真研究和前軸懸架系統(tǒng)的參數(shù)匹配研究。結合樣車的結構特點和參數(shù)特征，研制了適用于樣車的阻尼可調前軸油氣懸架系統(tǒng)，建立了其數(shù)學模型，并進行了油氣懸架

3、系統(tǒng)的靜剛度、阻尼特性、輸出力特性的仿真研究和油氣懸架系統(tǒng)的動態(tài)輸出力特性試驗，同時通過臺架試驗進行了前軸油氣懸架車輛的動態(tài)特性的試驗研究。所完成的主要工作以及取得的主要結論如下： 1、參照有關國家標準，對樣車的質量、質心位置、車輛繞質心位置的俯仰轉動慣量等質量屬性參數(shù)和車輛前、后輪胎的剛度與阻尼系數(shù)等進行了測定。 2、在分析了無懸架車輛系統(tǒng)的振動微分方程和車輛系統(tǒng)固有頻率的基礎上，結合測得的車輛自身參數(shù)計算得到車輛的垂

4、直振動固有頻率和俯仰角振動固有頻率；以積分白噪聲D級隨機路面作為激勵，利用MATLAB/Simulink軟件，分析研究了無懸架車輛系統(tǒng)質心位置的垂直振動加速度、俯仰振動角位移、角加速度，并對車輛前、后軸處的垂直振動位移、垂直振動加速度進行了比較，結果表明：前、后軸處垂直振動位移幅值基本接近，而前軸的垂直振動加速度明顯高于后軸。 3、考慮到駕駛員重量對非公路車輛的質心位置和繞質心的俯仰轉動慣量的影響，建立了與樣車結構參數(shù)相匹配的前

5、軸懸架非公路車輛振動數(shù)學模型，運用MATLAB/Simulink通過改變前軸懸架的參數(shù)，對前軸懸架車輛的振動特性和懸架系統(tǒng)的阻尼和剛度參數(shù)的匹配問題進行了仿真研究。 4、基于流體力學和氣體狀態(tài)方程等相關理論，建立了阻尼可調油氣縣架的數(shù)學模型，并對油氣懸架的靜剛度特性進行了理論分析，通過改變蓄能器氣體的初始工作壓力和體積、正弦激振頻率和幅值、活塞阻尼孔直徑、單向閥直徑、可調阻尼閥直徑等參數(shù)，應用MATLAB/Simulink對油氣

6、彈簧的阻尼、動態(tài)輸出力和懸架缸各腔壓力等非線性特性進行了仿真研究。 5、構建了前軸油氣懸架車輛振動特性綜合試驗臺，基于LabVIEW開發(fā)了試驗臺測控系統(tǒng)，可進行油氣懸架靜剛度、動態(tài)輸出力等特性試驗和油氣懸架系統(tǒng)的位移傳遞率、垂直振動加速度、懸架動撓度、懸架動載荷、油氣懸架各腔動壓力等動態(tài)性能的試驗研究工作。 6、確定了阻尼可調式前軸油氣懸架的整體結構和主要零部件參數(shù)，進行了蓄能器內氣體不同初始工作壓力和初始工作體積下的油

7、氣懸架靜特性試驗，通過改變氣體初始工作壓力和體積、正弦激振幅值和頻率、可調阻尼閥閥芯轉角和單向閥組閥口開度，進行了油氣懸架的動態(tài)特性試驗。 7、在構建和分析了車輛前軸1/2懸架振動系統(tǒng)數(shù)學模型的基礎上，進行了車輛前軸油氣懸架系統(tǒng)的臺架試驗，通過改變蓄能器內氣體初始工作體積、可調阻尼閥閥芯轉角、單向閥組閥口開度、正弦激勵幅值等參數(shù)，試驗研究了各參數(shù)對簧上質量垂直振動的位移傳遞率、加速度均方根值以及車輪動載荷等振動特性的影響規(guī)律。