重型商用車液壓互聯懸架系統特性分析及設計.pdf

1、液壓互聯懸架系統作為一種新型懸架系統,具備獨立配置懸架系統模式剛度和阻尼的能力。安裝液壓互聯懸架系統的車輛可以獲得更好的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性,因而有著廣泛的應用前景。在液壓互聯懸架系統為數不多的研究成果中,關于三軸重型商用車液壓互聯懸架系統的基礎理論研究較少。對裝有液壓互聯懸架系統的車輛而言,現今基于非線性微分方程的傳統機械液壓耦合系統的數值計算方法,只能獲得車輛系統評價指標關于液壓系統關鍵性能參數的隱式關系,因而只能對液壓系統參數進

2、行定性分析。該方法對研究液壓互聯懸架系統的附加特性關于液壓系統參數的顯式定量關系帶來困難,同時也影響了對該類懸架系統設計方法研究的開展。
　　本文針對液壓互聯懸架特性開展系統深入研究,力求在液壓互聯懸架系統基礎理論研究和工程理論計算方面開展一些嘗試和探索。本文研究內容主要包括以下幾個方面:
　　(1)提出基于阻抗傳遞矩陣的機械液壓耦合系統建模方法。該方法通過將液壓系統的液壓回路按流體元件進行離散化,離散后回路中各節(jié)點之間的狀

3、態(tài)量通過流體單元的傳遞矩陣關聯,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)量之間的關系,獲得液壓系統回路在機械液壓耦合邊界處壓力相對于流量的阻抗矩陣。結合機械液壓耦合邊界處壓力和流量與機械運動之間的關系,將由邊界處壓力所產生的液壓力作為外力引入至機械系統動力學方程,最終建立機械液壓耦合系統動力學方程。
　　(2)針對三軸重型商用車,提出基于獨立懸架運動模式的液壓缸互聯方式。根據機械系統建模需要,建立

4、并驗證具有俯仰運動模式的平衡懸架系統簡化模型。通過對雙液壓缸同向和反向互聯方式的研究,獲取同向和反向互聯對附加剛度和阻尼特性的影響規(guī)律。根據該規(guī)律,使用阻抗傳遞矩陣方法,結合液壓缸的互聯方式,推導獨立運動模式下液壓系統的阻抗矩陣。
　　(3)開展獨立運動模式下液壓互聯懸架系統特性研究。結合H2評價方法,推導懸架性能響應均值關于液壓系統關鍵參數的顯式定量描述。通過引入無量綱算子,獲取懸架性能的無量綱表達形式。根據懸架性能關于等效剛度

5、和阻尼的等值關系,獲取液壓系統關鍵參數的設計范圍。研究抗俯仰液壓互聯懸架系統的剛度/阻尼矩陣與俯仰平面內傳統懸架系統的剛度/阻尼矩陣表達結構的相似性。研究抗側傾液壓互聯懸架系統車體和輪組垂向/俯仰、側傾/翹曲運動模式解耦的必要條件,從理論上驗證液壓互聯懸架具備獨立配置剛度/阻尼特性的功能。同時開展液壓系統物理參數對上述性能影響的定量分析。
　　(4)基于獲得的獨立運動模式下裝有液壓互聯懸架系統車輛的動力學方程,研究液壓互聯懸架系統

6、的穩(wěn)態(tài)振動特性。針對該動力學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。通過對比求解非頻率依賴特征矩陣的特征值問題,驗證該方法的正確性?；诒孀R獲得的特征值和特征向量,結合復模態(tài)的“實”運動分析方法,研究抗俯仰液壓互聯懸架系統和抗側傾液壓互聯懸架系統對原車輛系統振動固有頻率、模態(tài)振型以及車體振蕩中心位置的影響,并開展隨機路面下的功率譜密度響應分析。
　　(5)對基于顯式表達的液壓互聯懸架系統的參數設計方法進行研究

7、。圍繞液壓互聯懸架性能,開展液壓系統關鍵物理參數的參數化分析。將參數化分析獲得的相悖評價指標作為懸架設計的目標函數,采用基于離散變量的懸架設計方法,獲得滿足性能指標要求的懸架參數組合,并結合無量綱方法和多指標雷達圖,對相悖的多個指標性能進行折衷,從而獲得最優(yōu)參數組合。
　　綜上所述,本文以液壓互聯懸架系統為研究對象,研究液壓互聯懸架系統建模、互聯方式和振動特性、參數設計和主觀評價方法。本研究為機械液壓耦合系統提供新的建模方法,并為