【摘要】：耦連式油氣懸架系統(tǒng)以其優(yōu)良的減振、抗側(cè)傾、均載和自動(dòng)調(diào)平等性能越來(lái)越多的被應(yīng)用在大型車輛上。多橋耦連油氣懸架在提供優(yōu)異性能的同時(shí)也帶來(lái)了結(jié)構(gòu)復(fù)雜、剛度阻尼耦合且非一致性等問(wèn)題。論文以校企合作項(xiàng)目為依托,以DGS90七橋登高平臺(tái)消防車的平順性與穩(wěn)定性協(xié)調(diào)為目標(biāo),提出了油氣懸架系統(tǒng)的混合耦連方案,圍繞該混連油氣懸架系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)建模、動(dòng)態(tài)特性分析以及性能優(yōu)化等研究,并利用樣機(jī)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)模型和優(yōu)化方法進(jìn)行驗(yàn)證,為多橋油氣懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和研究提供了理論和試驗(yàn)基礎(chǔ)。針對(duì)七橋登高車不同耦連形式的油氣懸架系統(tǒng),建立了各耦連系統(tǒng)的垂向、側(cè)傾、俯仰和扭轉(zhuǎn)四種基本振動(dòng)形式的剛度特性數(shù)學(xué)模型,并應(yīng)用AMESim仿真分析上述各振動(dòng)形式的油氣懸架示功圖。研究發(fā)現(xiàn),耦連形式不改變油氣懸架的垂向剛度特性,但會(huì)對(duì)其側(cè)傾、俯仰和扭轉(zhuǎn)剛度特性產(chǎn)生較大影響。在此基礎(chǔ)上,針對(duì)七橋登高車質(zhì)心位置高、側(cè)翻閾值低等特點(diǎn),提出了前三橋和后四橋分別同側(cè)并連+對(duì)側(cè)交連的油氣懸架混連方案,并計(jì)算分析其承載能力和靜剛度特性�；谟蜌鈶壹芙Y(jié)構(gòu)和工作原理,建立了包含對(duì)實(shí)際氣體狀態(tài)變化、油液壓縮性、溫度等影響因素描述的非理想特性數(shù)學(xué)模型,并詳細(xì)推演了高速激勵(lì)下無(wú)桿腔內(nèi)的油液氣泡化過(guò)程和空程畸變現(xiàn)象。依據(jù)數(shù)學(xué)模型,分析了蓄能器充氣壓力和充氣體積、油缸缸徑和桿徑、阻尼孔直徑以及激勵(lì)信號(hào)對(duì)油氣懸架的剛度和阻尼特性的影響規(guī)律,并進(jìn)行了油氣懸架單元?jiǎng)討B(tài)特性的Simulink仿真分析,仿真結(jié)果與臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果基本吻合,證明非線性數(shù)學(xué)模型具有較高的準(zhǔn)確性。七橋登高車結(jié)構(gòu)參數(shù)決定了車身橫擺運(yùn)動(dòng)不可忽視,建立了一個(gè)“垂向-側(cè)傾-俯仰-橫擺”相耦合的二十自由度非線性動(dòng)力學(xué)模型;并利用魔術(shù)公式建立了綜合工況下的輪胎力學(xué)特性模型,以及利用濾波整形白噪聲法構(gòu)建了隨機(jī)路面模型。基于各子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型,建立整車的Simulink和AMEsim聯(lián)合仿真模型,仿真分析脈沖、正弦和隨機(jī)激勵(lì)下的混連油氣懸架系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算質(zhì)心加權(quán)加速度均方根和垂向載荷橫向轉(zhuǎn)移率,對(duì)車輛的平順性和穩(wěn)定性進(jìn)行分析,并借助聯(lián)合仿真模型探討了油氣懸架關(guān)鍵參數(shù)對(duì)平順性和穩(wěn)定性的影響。基于整車非線性動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)混連油氣懸架系統(tǒng)的參數(shù)匹配進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化,以提高車輛平順性和穩(wěn)定性。鑒于待優(yōu)化參數(shù)實(shí)際取值為離散值的特點(diǎn),首次將擅長(zhǎng)離散值優(yōu)化問(wèn)題的蟻群算法應(yīng)用于油氣懸架的參數(shù)優(yōu)化,并引入交叉和變異因子改進(jìn)蟻群算法。同時(shí),還利用AMESim優(yōu)化工具箱內(nèi)置遺傳算法進(jìn)行油氣懸架參數(shù)優(yōu)化。對(duì)比結(jié)果顯示:兩種優(yōu)化算法輸出的最優(yōu)參數(shù)匹配方案,均能有效地提高油氣懸架的減振和抗側(cè)傾性能,但改進(jìn)蟻群算法的優(yōu)化效果明顯好于遺傳算法。為檢驗(yàn)七橋混連油氣懸架系統(tǒng)的承載能力和減振性能,以及對(duì)動(dòng)力學(xué)模型和改進(jìn)蟻群算法優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,參照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),在滿載工況下對(duì)安裝混連油氣懸架樣機(jī)進(jìn)行凸塊輸入和隨機(jī)輸入的平順性試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明:該混連油氣懸架系統(tǒng)可滿足承載需求;試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果吻合度較高,驗(yàn)證了所建動(dòng)力學(xué)模型的準(zhǔn)確性;改進(jìn)蟻群算法計(jì)算的最優(yōu)參數(shù)匹配方案可顯著提高車輛平順性。
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U463.33
【圖文】：

懸架結(jié)構(gòu)和工作原理，建立其等效物理模型。基于實(shí)際氣體流理論和熱力學(xué)定律等，考慮油液壓縮性和氣泡變化、空程連油氣懸架單元的數(shù)學(xué)模型。在數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，分析系關(guān)鍵參數(shù)對(duì)其特性的影響規(guī)律，為后文優(yōu)化參數(shù)的選擇提供系統(tǒng)的裝機(jī)性能，考慮到車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)決定了車身的橫擺運(yùn)述車輛垂向-側(cè)傾-俯仰-橫擺耦合作用的非線性動(dòng)力學(xué)模型。氣懸架系統(tǒng)組成及工作原理究的油氣懸架為筒式獨(dú)立懸架，安裝形式如圖 3.1 所示。該行駛單元，即單胎獨(dú)立油氣懸架+集成轉(zhuǎn)向功能+輪邊減速機(jī)除承載垂向載荷外，同時(shí)需承受足夠的橫向載荷，兼具車輪及所有力的傳遞。

第三章 七橋登高車混連油氣懸架系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究塞安裝在桿體尾部，桿頭總成通過(guò)螺釘固定安裝在外筒上。活塞桿油鋼管，兩端分別與桿頭和桿尾焊接。外筒與中筒之間通過(guò)導(dǎo)向環(huán)活塞桿通過(guò)防塵圈和密封圈配合，中筒與內(nèi)筒間無(wú)接觸，中筒的轉(zhuǎn)彎產(chǎn)生的沖擊傳遞到外缸筒上。內(nèi)筒與活塞桿不承受徑向載荷。

因此 0Fa 為判斷氣泡穩(wěn)定性的臨界條件�？傻�12892cr veP Pm KT ，在crP P時(shí)，氣泡內(nèi)主要內(nèi)主要成分是溶解的氣發(fā)量漸增，氣泡內(nèi)開(kāi)始出現(xiàn)油液飽和蒸汽且占比空程畸變現(xiàn)象，除了液體本身的一些本質(zhì)因素，另大，基于激勵(lì)輸入狀態(tài)分析空程畸變過(guò)程。構(gòu)建的 t1、t2、t3、t4 為氣泡狀態(tài)變化的四個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)，。

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本文編號(hào)：2784210