双横臂悬架摆臂衬套对悬架性能影响分析

摘要

为了提高汽车悬架的隔振性能，在车身或车架与悬架摆臂之间常用橡胶衬套或液压衬套。但是，汽车操纵稳定性和平顺性都会受到衬套的影响。如何平衡悬架各性能之间的矛盾和衬套对各性能的影响，目前尚无系统的研究。此外，液压衬套和橡胶衬套性能的差异，只有在悬架系统中具体分析，才能得到准确结论。因此，十分必要将衬套和悬架作为一个整体进行研究。本文主要研究液压衬套结构、衬套对悬架性能影响以及开关式主动液压衬套的设计。
　　首先，分析了橡胶衬套和液压衬套的结构特点。基于流体力学的基本原理建立了多惯性通道液压衬套的数学模型。推导了液压衬套系统固有频率的计算公式。通过对其模型的理论分析，研究了液压衬套设计参数对其性能的影响规律。
　　其次，应用多刚体动力学理论，建立了双横臂悬架-衬套的耦合模型，该模型包含了双横臂悬架的所有几何非线性特征。所建立的模型还解决了液压衬套与悬架进行联合数值仿真的问题。对于多刚体动力学模型的代数微分方程，本文给出了具体数值积分算法。在所建模型的基础上，通过数值计算研究了衬套对悬架运动学性能和隔振性能的影响。通过研究衬套刚度和转向轮定位参数的最大偏差角的变化规律，得到了二者之间按指数衰减的规律。对于隔振性能的研究，本文以悬架传递到车架的作用力为评价指标，通过数值计算得到系统的幅频特性曲线，分析了液压衬套性能的优越之处。悬架在大幅振动时，表现出了典型的几何非线性特性，本文解释了悬架几何非线性的来源，并证明了这种几何非线性产生的频率是主频率的二分之一倍频。
　　最后，本文讨论了橡胶衬套和液压衬套的不足，并提出了一种简单的开关控制式的液压衬套来解决不同频率对衬套的要求。
　　本文的研究结果对液压衬套以及双横臂悬架的设计有一定的参考价值。

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第一章 绪论

1.1引言

1.2双横臂悬架

1.3衬套简介

1.4国内外研究现状

1.5课题研究意义

1.6本文的主要研究内容

第二章 悬架摆臂衬套的数学模型

2.1橡胶材料的特点

2.2基于流体力学的理论模型微分方程的推导

2.3液压衬套设计参数分析

2.4液压衬套设计参数分析结论

2.5本章小结

第三章 悬架-衬套系统的多刚体动力学建模

3.1多刚体动力学基本理论

3.2多刚体动力学基本方程

3.3双横臂悬架-衬套模型

3.4代数微分方程的数值解法

3.5本章小结

第四章 衬套对悬架性能影响分析

4.1衬套对转向轮定位参数影响分析

4.2双横臂悬架小振幅隔振分析

4.3双横臂悬架大振幅隔振分析

4.4本章小结

第五章 液压衬套的主动控制

5.1被动液压衬套与橡胶衬套的特点分析

5.2主动液压衬套的控制策略

5.3开关控制液压衬套的隔振效果

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2研究展望

参考文献

致谢