基于车辆平顺性的悬架参数优化.pdf

第lO卷第10期2010年4月 1671—1815(2010)10-2375·05 科学技术与工程 Science Technology andEn画neefing ***@2010 . 基于车辆平顺性的悬架参数优化张春花(华南理工大学广州汽车学院,广州510800) 摘要为了改善汽车行驶的舒适性,以某轿车为研究对象,以1/4车辆模型为例,建立了系统的动力学模型,并采用主要目标函数法对车辆悬架参数进行优化。仿真结果表明,优化后的车身垂直方向加速度均方根值减小了60%,汽车乘坐舒适性得到了显著的改善。通过仿真分析比较,证明采用此方法进行悬架参数优化对车辆平顺性和乘坐舒适性的改善有良好的效果。; 文献标志码A 随着社会的发展和科技的进步,人们对汽车的行驶平顺性和操纵稳定性等汽车的使用性能的要求也逐年提高。悬架是现代汽车重要组成,它对汽车的平顺性、操纵稳定性、通用性及汽车寿命等多种使用性能有很大影响。由于成本等原因,目前绝大多数汽车采用的仍为被动悬架。对于被动悬架来说,其刚度和阻尼参数一旦确定就无法更改,而汽车行驶工况的复杂性,便决定了汽车悬架刚度和阻尼参数进行优化设计的重要性。 1路面不平度的时域模拟目前产生随机路面不平度时间轮廓通常有两种方法,即由一白噪声通过一积分器产生或由一白噪声通过一成形滤波器产生,采用第二种方法生成路面随机输入,即采用滤波白噪声作为路面输入模型,即: 香=一2啊rfoq+2Ir,/(t) (1) 式(1)中:g:路面位移;Go:路面不平度系数;Uo:车辆前进速度;∞(t):均值为零的高斯白噪声沉:下截止频率。 2010年1月13日收到作者简介:张春花(1982一),湖南人,助教,研究生,研究方向:车辆工程。当五= Hz,Wo=20 m/s时,常用路面不平度的仿真曲线如图l所示。图l A级路面不平度仿真曲线 2汽车模型的建立汽车是一个复杂的振动系统,应根据所分析的问题进行简化。当车辆在路面上行驶时,在路面不平度和发动机的共同激励下产生振动。1)一般地, 路面不平激励主要集中在低频区[在常用车速(10一30)m/s时, m“<n< m’1范围时,可以保证时间频率范围厂=(~)Hz],对于研究悬架性能主要研究在30Hz以下的振动,因此,在建立车辆系统的简化万方数据科学技术与工程 10卷振动模型时,仅考虑来自路面的不平激励。2)当汽车对称于其纵轴线且左、右车辙的不平度函数 x(,)=Y(Jf),此时汽车车身只有垂直振动和俯仰振动,这两个自由度的振动对平顺性影响最大。3)当 p户/ab=1时,当前轮遇到路面不平度而引起振动, 质量肘,运动,而质量肘,不运动,反之亦然。现代大部分汽车都满足这个条件,因此我们可以进一步对汽车振动系统进行简化。4)在这个模型中,忽略了轮胎阻尼力。再用一个动力学等效系统来代替上面的单轨模型,就可以完成两自由度的单轮车辆模型的简化。卜七] 图2两自由度车辆模型图2中.-m::车身质量;m。:车轮质量;_|}:为悬架刚度;后,:轮胎刚度;c:阻尼器力系数;9:路面不平度激励;z。:车轮质量的垂向位移;z::车身质量的垂向位移。根据上