可切换式交联悬架系统建模及整车性能分析

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1、————————————————————————————可切换式交联悬架系统建模及整车性能分析————————————————————————————SwitchableHydraulicallyInterconnectedSuspensionModelingandWholeVehiclePerformanceAnalysis作者姓名：甄昊领域（方向）：车辆工程指导教师：郭孔辉教授类别：工程硕士答辩日期：2015年5月24日摘要可切换式交联悬架系统建模及整车性能分析随着人们的生活水平日益提高，汽车逐渐成了必不可少的交通

2、工具，特别是高大宽敞的SUV越野车越来越受到国人的青睐。但是，最近一些年，世界上很多重大的车祸是由于车辆的侧翻引起的，而其中由于SUV越野车的车身质心较高，在行驶中较轿车更容易发生侧翻的危险。导致车辆侧翻的原因很复杂，例如不可预料的路况条件，驾驶员的误操作等。随着人们对车辆操控性和安全性的重视，操纵稳定性成了重要的研究对象，很多先进的悬架系统能在操稳性和平顺性之间得到平衡，这些先进的悬架系统通过调节悬架的阻尼和刚度，来完成针对不同行驶工况的调节，例如：主动悬架、半主动悬架等。当然，主动悬架和半主动悬架造价较高，性能稳定

3、性较差，消耗的能量大，结构也较被动悬架更为复杂，造成了整车的成本大大增加，目前只应用于少数的豪华汽车和赛车上。本文结合新型可切换式交联悬架系统开发项目，设计了一种可切换式交联悬架系统，有效的兼顾了车辆的操稳性和平顺性，具有很重要的实际意义。通过前期测量原SUV车型结构参数和试验参数，然后进行可切换交联悬架系统的模型搭建、仿真分析、切换阈值设计优化、样件设计及加工和装车进行道路试验。论文基于“试验—仿真—试验”对比的思路，通过仿真分析对比原车与改制后的车辆，来确保研发过程的可靠性。本文包括以下几个部分：（1）可切换式交联

4、悬架系统建模分析。本文基于AMESim液压软件，对系统核心部件减振单元进行计算与仿真分析，比较原车减振器试验曲线来进行参数匹配，然后确认改制后减振单元的结构参数，建立减振单元的液压模型，最后分别建立可切换式交联悬架、交联方式1和交联方式2的AMESim悬架系统液压模型，并对交联方式1和交联方式2的俯仰刚度进行分析，最后行样件的设计和加工。（2）加速和制动工况切换阈值的确定。研究可切换式交联悬架的关键任务之一，就是要在加速和制动时从交联方式1切换到交联方式2。因为交联方式1侧倾刚度较大，I吉林大学硕士学位论文侧倾稳定性好

5、，而它的俯仰刚度较小，平顺性较好，但在加速和制动时俯仰角较大；而交联方式2侧倾刚度和俯仰刚度均较大，它的侧倾稳定性和俯仰稳定性均较好，但此时平顺性较差。所以在车辆正常行驶时，其处于默认的交联方式1，此时车辆的侧倾稳定性和平顺性较好，而当车辆加速或制动时，其会自动切换到交联方式2，来提高车辆的抗俯仰能力，来减小车身的俯仰姿态，保证乘坐的舒适性。本章通过CarSim建立整车模型，同时建立某直线加速工况和制动工况，并与AMESim和Matlab/Simulink进行联合仿真，确定在加速和制动工况下的不同的切换参数，并进行切换

6、阈值的优化以便更好地保证车身俯仰姿态的稳定性，同时分析了可切换式交联悬架切换瞬间的俯仰特性，最后设计控制阀块，加工样件并在实车进行安装。（3）可切换式交联悬架的不同连接方式对车身侧倾特性和平顺性的影响。根据之前建立的联合仿真模型，利用仿真的方法来研究可切换交联悬架系统对侧倾特性和平顺性的影响，并与其它三种连接方式进行对比分析。考虑车身的侧倾姿态稳定性，设置工况方向盘角阶跃；在平顺性的仿真试验中，建立B、D级路面，利用Matlab/Simulink建立整车七自由度模型来评价平顺性。（4）整车道路试验验证。将改制后的四支减

7、振单元和控制阀块等安装到车辆上，分别进行道路试验，试验方法和条件与改制前原车试验保持一致。通过对比原车常规悬架、交联方式1、交联方式2和可切换式交联悬架的试验曲线，可以看出本系统在改善车身俯仰姿态和侧倾姿态稳定性方面有较大提升，同时舒适性也有一定的提高，达到了预期仿真的效果。关键词：可切换式交联悬架系统，俯仰特性，侧倾特性，平顺性、切换阈值IIABSTRACTSwitchableHydraulicallyInterconnectedSuspensionModelingandWholeVehiclePerformance

8、AnalysisAspeople’slivinglevelisincreasinglyimproving,automotivegraduallybecomesanindispensabletraffictool,especiallySUVismoreandmorefamous.Inrecentyears,however,mosto