车用液压减震器外特性仿真

《车用液压减震器外特性仿真》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、精密制造与自动化2015年第4期车用液压减震器外特性仿真魏文鹏王姝宁王天任闻邦椿(东北大学机械工程与自动化学院沈阳110819)摘要针对某车用液压减震器的物理结构及其工作原理，做出合理的模型假设，建立了液压减震器的阻尼特性数学模型。该模型将减震器油液流动情况分为活塞阀系、底阀阀系和储油腔三部分讨论，并且考虑了减震器工作过程中的油液泄露以及储油腔内的气体压力。采用Matlab软件对液压减震器的阻尼特性模型进行仿真，将仿真结果与试验结果对比，发现仿真数据与试验数据之间的误差不超过10％。由此可以得出，建立的减震器阻尼特性模型是准确可信的，该模型可以为减震器外特性设计提供直接

2、参考。关键词减震器阻尼特性仿真试验目前，汽车悬架中广泛采用双筒式液压减震器Matlab软件，对减震器的阻尼特性模型施加正弦激来提供悬架阻尼，减震器的特性对整车的操纵稳定励进行仿真。仿真结果与实验数据吻合良好，证明性、行驶平顺性和乘坐安全性都有重要影响。传统本文中所提出的减震器阻尼特性模型是合理可靠的。的减震器设计方法依靠经验来确定各个参数，然后通过实验对各个参数进行修正，对于不同要求的减1减震器阻尼特性分析震器，需要反复修改参数与进行实验，导致减震器1．1减震器的结构的生产周期长、成本高，而且精度也常常得不到保如图1为液压减震器的结构示意图。上吊耳与证⋯。因此，采用仿真

3、软件对减震器的性能进行预车身相连接，下吊耳与车轮相连接；工作缸被活塞测，在设计阶段即能对减震器的性能进行优化成为分为上腔和下腔，活塞杆分别与上吊耳和活塞相连；了重要的研究方向。活塞与底阀座上有不同的阀系结构。当车身与车轮在减震器建模仿真研究中，前人建立了各种各相对运动时，活塞杆带动活塞相对于工作缸运动，样的仿真模型：1970年代Lang建立了包含83个参工作缸与储油缸内的油液则通过阀系相应流动，产数的模型，利用模拟电路对减振器的特性进行仿真生阻尼力，从而减缓车身与车轮的相对运动，达到分析’；1999年，美国Tenneco汽车部件集团Herr减震的作用。等人采用FEM和C

4、FD相结合的方法分析了减振器i吊耳防尘翠锌㈣鹰流通阑活率I．作缸补偿阑阀系的节流特性’；Duym等人建立了减振器各腔室之间油液流动的模型，对减振器速度特性的滞后性做了专门的研究’；重庆大学的徐中明根据环形薹—竺o薄板阀片变形微分方程以及内外径处的边界条件，建立了较全面的双筒式液压减振器的数学模型，并油封活塞杆仲张蒯{i{}油缸H；鳓麻问F吊}用Matlab软件对所建立的模型进行仿真分析’⋯；图1液压减震器的结构示意图武汉理工大学的冯雪梅利用Ansys有限元分析软件对汽车减振器建模，基于稳态分析条件下对所建1．2阻尼力的数学模型立的二维模型进行简化等等。这些模型各有优缺减

5、震器的阻尼特性主要由复原行程和压缩行程点，也有各自的适用范围。其归纳起来即为三种模决定，复原行程与压缩行程的工作原理类似，以下型：物理参数模型、等效参数模型和非参数模型⋯。以复原行程为例讨论减震器的阻尼特性。本文在上述模型理论的基础之上，考虑活塞与根据减震器的工作原理以及其物理结构，以活工作缸之间的油液泄露以及储油腔内的充气压力的塞为分析对象进行受力分析，可以得到减震器阻尼影响，建立了减震器的阻尼特性数学模型，并利用力的数学模型如下：26魏文鹏等车用液压减震器外特性仿真Frq=P1(Ah—Aq)一P2Ah(1)式中：。为工作行程产生的阻尼力；尸1为减震器上Oyb：===

6、(6)腔压力；P2为减震器下腔压力；A^为活塞截面积；为活塞杆截面积。式中：P为流经压缩阀常通孔的流量；Pb为流经1．3活塞阀系补偿阀的流量；￡为压缩常通孔流量系数；为活塞总成在复原阀开阀前，由于上腔油液的压压缩常通孔面积；Qyb为补偿阀片开度；rb6为补偿力较小，不足以克服复原阀的预紧力，油液只经过阀片外半径；b为补偿阀片阀El半径。活塞上的复原阀常通孔而流入下腔。随着活塞杆继复原行程活塞杆向上运动，活塞杆在上腔所占续向上运动，上腔油液压力逐渐增大，将复原阀打的体积减少，从储油腔流入下腔的油液流量就等于开，开阀后油液流经常通孔和复原阀而流入下腔。活塞杆体积减少的部分，

7、其表达式为：由于复原阀常通孔的孔长与孔径之比约为2．5，由流=vA(7)体力学知识可知，油液在常通孔中的流动属于管嘴式中：为储油腔流到下腔的总流量，1，为活塞杆流动；开阀后油液流经复原阀形成圆环平面缝隙流速度。动。所以有：1．5储油腔设初始时刻，储油腔气体的体积与压力分别为Qfe=￡fcAfc]2(PpP2)(与P0，假设工作过程中为理想状态，由理想气体状态方程可知：Off：—(L3j)P3=PoVo／(Vo+目)(8)I着J式中：为活塞的位移，它随时间变化，与速度v式中：为复原行程流经复原阀常通孔的流量；Off之间是导数关系。为复原行程