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油气悬架对整车动力学性能的影响

作　者: 徐文立
导　师: 郭孔辉
学　校: 吉林大学
专　业: 车辆工程
关键词: 油气悬架外特性简化模型仿真分析操纵稳定性平顺性
分类号: U463.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

油气悬架是上个世纪50年代中期发展起来的一种悬架形式,它融合了悬架技术和液压传动及控制技术,使其既具有传统的被动悬架基本性能,在稍加改装下,又能接近或达到主动悬架的性能。它具有十分突出的性能,是一种适合于大型工程车辆和越野车辆的悬架形式,具有广阔的工业生产前景和巨大的市场潜力。油气悬架技术在国外已经得到了广泛的研究和应用,取得了大量实际成果,并运用于包括轿车在内的多种车型上。目前,国内关于油气悬架的研究工作进行的还不是特别深入,大多停留在理论研究和引进技术层面,但是发展趋势很快。吉林大学郭孔辉院士很早就开始了对油气悬架的研究,提出了多种新型油气悬架结构专利,率先组织人员对新型油气悬架结构进行了试制,并将其产品化。本文就是针对郭院士的新型油气弹簧专利,结合具体的油气悬架试制和性能研究项目展开的工作。本文首先介绍了油气悬架发展历史、工作原理、分类和特点,再简要分析了国内外油气悬架的研究现状,着重介绍了本文的研究核心——可举升油气悬架系统和单气室油气分离式油气弹簧。然后分析了该新型油气弹簧的结构和工作原理,对其结构进行了合理的简化,抽象出了油气弹簧等效物理模型,并基于物理模型建立了非线性的数学模型。参与试制了油气弹簧,并对其进行了性能试验和耐久试验。研究了油气悬架设计理论,编制了一套辅助设计软件。利用AMESim建立了油气弹簧液压仿真模型,对其外特性进行了仿真,并将仿真结果与试验结果进行了对比,又研究了结构参数对油气弹簧非线性刚度特性和阻尼特性的影响。最后,利用CarSim建立了油气悬架试验车的整车模型,进行了整车仿真,研究了油气悬架对整车操纵稳定性和平顺性的影响,并对仿真结果进行了评价。本文的主要研究成果是：积累了宝贵的油气悬架试制经验和性能及耐久试验数据,为新型油气悬架的后续开发和产品化工作做好了铺垫；建立了单气室油气弹簧的简化物理模型和非线性数学模型,为仿真提供了理论基础;AMESim模型的外特性仿真结果与试验外特性基本吻合或趋势一致,表明建立的油气弹簧AMESim模型是基本正确的,可以用来指导油气弹簧的试制；分析了结构参数对油气弹簧外特性的影响,为油气弹簧结构设计和参数优化指明了方向。建立了油气悬架1/4车辆动力学模型和整车模型,对油气悬架试验车进行了动力学性能仿真,仿真结果表明油气悬架在不同程度上提高了整车的操纵稳定性和平顺性；达到了预期研究目标,并为今后的整车试验打下了坚实的基础。

油气悬架对整车动力学性能的影响

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