电动轮汽车后悬架扭力梁刚度对整车平顺化影响研究

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1、电动轮汽车后悬架扭力梁刚度对整车平顺化影响研究第1章绪论1.1课题研究背景及意义随着我国经济发展，我国汽车保有量急剧增长，汽车对环境的影响日趋严重，由于汽车保有量日渐庞大，汽车尾气已然成为了目前大气污染的主要污染源，尤其是尾气中的重金属对人体造成严重伤害。同时传统的化石燃料汽车对石油的依赖，也造成了全球范围内的石油危机、能源紧张。根据科学家测算再过50-100年，地球上的石油资源将耗尽。传统汽车所存在的上述问题催生了各大厂商及科研院所对新能源汽车的发展，其中电力作为发展最广泛、技术最成熟、污染最低的清洁能源成为了代替化石能源的最佳选择，于是近几年间，电动汽车获得了长足的发展。

2、电动汽车使用电能驱动，在使用过程中能实现零排放，电机运行时的噪声也远小于传统动力的汽车。在使用过程中的零污染使世界各国都在大力发展电动车。我国在十二五规划中将电动车列入了重点发展项目。由于电动汽车去除了常规汽车的燃油发动机，转而引入了电动轮驱动系统，这使得整车的悬挂质量与非悬挂质量比产生严重变化，从而影响到整车的动力学性能。所以我们有必要在研制电动汽车的前期准备中，对整车的动力学性能（本文针对平顺性）进行仿真研究。1.2悬架系统国内外研究现状近年来，国内各高校和企业的相关从业人员都利用虚拟样机技术对整车悬架系统进行了大量的仿真优化工作。2003年，郭伟将虚拟样机技术应用于对某

3、轻型汽车前独立悬架的设计分析中，对悬架的主要部件进行设计校核并以减小轮胎磨损为优化目标对悬架硬点坐标进行了优化[1]。2004年，郭晓强建立了整车虚拟样机模型对汽车进行前后悬动力学分析，优化了整车的操稳性，得到了悬架各空间定位参数对悬架性能的影响，分析了悬架中的橡胶衬套对悬架性能的影响[2]。同年，乐升彬在参考实车结构参数的基础上建立了汽车的前悬及转向系统虚拟样机模型，对各悬架各参数进行分析优化，通过对比优化前后悬架的动态特性验证了优化的有效性[3]。2005年，杨树凯从悬架动力学和弹性运动学出发得出了评价悬架性能的参数，并给出了这些参数的测试方法[4]。李莉从车辆振动系统入

4、手，分析振动系统的传递特性及其影响因素，对车身垂直振动，俯仰运动与纵向冲击进行了研究，对实际车型的平顺性进行改进[5]。玄圣夷对专家系统在麦弗逊悬架设计中的应用进行了研究，即根据已知的悬架硬点参数得出其它硬点的坐标，并对各坐标进行了初步的优化[6]。吕宝刚结合多体动力学分析和有限元分析方法对某越野车的前悬下摆臂和后悬单纵臂进行了轻量化设计[7]，簧下质量的减小对整车性能的提高具有积极意义，这种将多体动力学和有限元方法结合对悬架关键零部件进行优化的方法将虚拟样机技术对悬架的优化从悬架系统层面推广到了对悬架的关键零部件的优化层面。柳江在建立悬架模型过程中充分考虑了悬架中各原件的非

5、线性特性，分析了不同工况下前轮定位参数的变化，其模拟结果通过试验方法得到了验证。第2章汽车平顺性理论基础2.1汽车平顺性的研究意义汽车行驶平顺性的好坏不仅对驾乘人员驾车时舒适性产生影响，同时还对评价整车性能方面起着重要作用。学界把汽车的平顺性定义为在一定的行驶速度范围之内，无论是驾驶者还是乘坐者都不会由于汽车受到外界干扰而产生劳累及不适感，并且货物仍可保持其完整的能力。因为汽车的行驶平顺性主要是由驾乘者主观的感觉来评价的，因此也可以称作舒适性。如果汽车没有很好的平顺性，当汽车在较差的路况下行驶时，路面振动产生的冲击会加快整车零件的磨损，降低零件的寿命，同时其操纵稳定性、制动性

6、、燃油经济性也会降低。所以对汽车平顺性的研究具有重要的意义[35]。汽车平顺性的评价是一个相当复杂的过程，评估的乘坐舒适性和评价的研究方法不能将相关的评估和评价的研究方法问题分开。评价舒适性的是一个相当复杂的过程，涉及到人，车，路，三方面，尤其人是主要影响方面。车子振动的分析，分为两种方法：一是主观评价法；二是客观评价法。因为不同的人的感觉神经敏感程度是不同，即使同样的振动对不同的人感受是不同的，所以需要专业技术人员来进行评价。车辆的性能出物理机械振动（如幅值，频率，加速度等），评价指标和正确评估车辆驾驶本的人体振动响应的敏感性的主要目标评估是某种适当的估值方法。..2.2汽

7、车悬架对平顺性影响根据汽车平顺性系统框图可以来分析平顺性整个过程，如图2.1所示。汽车的整个振动系统，输入端是由汽车的行驶车速和行驶的路面不平度来提供[36]。输入经过汽车的振动系统，其中包括了轮胎、悬架、汽车坐垫等。整个振动系统的输出是由汽车的坐垫和车身地面传递给人体，评价汽车的舒适性就是通过人体当时的乘坐的主观感受。而动载荷是影响车辆的行驶安全性。当汽车振动的固有频率域人体所习惯的垂直振动频率相接近时才能满足要求。相对阻尼比是对汽车平顺性造成影响的重要指标之一。若汽车悬架上没有减震装置，当汽车行驶在