车用液压减振器的异常噪声及动力学特性研究

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1、上海交通大学博士学位论文摘要车用液压减振器的异常噪声及动力学特性研究摘要汽车减振器是悬架系统中的主要元件，对车辆的舒适性、操稳性和安全性具有重要作用。目前轿车上多采用双筒液压减振器，它集弹性、阻尼、支撑和导向四大功能于一体。由于减振器工作环境多变，工作特性复杂，易出现阀系结构和油液特性等参数匹配不当产生异常振动与噪声。因此，本文针对减振器在使用中出现异常噪声现象，建立了减振器的多体系统动力学和流体动力学模型，通过仿真和试验，研究了减振器外特性畸变导致高频振动成分增加并引发异常噪声的机制。此外，根据这项研究成果，结合实例提出了相应的改进措施。，在初步分析减振器异常噪声的声源和特征后，分

2、别进行了实车道路试验和减振器台架试验。通过第一期台架试验和实车试验，初步确定减振器系统产生异常噪声频率范围，即垂向冲击载荷激发大于300Hz的高频振动。以减振器系统为研究对象，根据多体系统动力学理论，建立了后减振器系统在ADAMS环境下的虚拟样机，其结构尺寸是实际尺寸，刚度和阻尼参数是通过各部件的性能试验获得的。减振器阻尼力一速度特性是根据MTS减振器特性试验机试验结果，通过分段拟合，分别以分段线性、迟滞环和迟滞环畸变情况输入虚拟样机进行仿真分析，试验及仿真结果比较说明：减振器速度外特性采用迟滞环非线性，比采用双线性化模型更接近试验结果，能够更合理地解释试验现象；减振器阻尼力速度特性

3、曲线出现畸变，如在复原行程初期迟滞特性盐线出现交叉现象，可以引发减振器系统动力特性的高频振动成分增加。通过对双筒液压减振器的内部工作原理的分析，根据流体动力学理论，建立了流体物理模型和动力学数学模型，详细地分析了减振器各个阀系的结构参数和油液相关参数对减振器外特性曲线的影响。针对减振器外特性在复原行程初期速度出现畸变现象，根据建立的流体动力学模上海交通大学博士学位论文摘要型，在MATLAB环境下进行分析，提出提高复原行程节流阀的节流阻尼参数组合值和增加活塞弹簧刚度，可以优化减振器外特性，消除减振器阻尼力一速度特性在复原行程初期交叉现象，并给出减振器在采用改进措施后的理论外特性曲线。将

4、通过动态仿真得到的减振器理论阻尼力一速度外特性曲线输入虚拟样机中，由此可以建立了包括减振器内部结构参数和相关参数在内的减振器系统动力学模型。虚拟样机的仿真分析结果显示，当前流体动力学模型预测结果和改进措施，可以改善减振器活塞杆垂向加速度频域响应功率谱结构，达到抑制其异常振动与噪声的目的。在试验与仿真分析基础上，确定了减振器系统内相应部件的改进措施，包括：选用较高粘度减振器油液；减少常通孔数量以减小节流阀通流面积；以及改进橡胶衬套性能等。根据这些改进措施，分别制造和装配出相应的减振器样品，并进行第二期台架测试和实车道路试验。从新结构和老结构减振器试验结果的比较可以看出，换用特性较好的油

5、液对降低高频振动有一定的作用，但不能完全消除300Hz以上的高频振动。换油后减振器阻尼力一速度特性在复原行程初期仍然存在交叉现象。改进活塞阀系结构减振器后，阻尼力一速度特性在复原行程初期没有出现交叉，其活塞杆垂向加速度频域响应频谱结构中引起噪声的高频振动基本消除。车内噪声量级的测试结果的比较表明，新结构减振器可以将车内的噪声降低3～5dB，选用较好性能的橡胶衬套对抑制异常振动与噪声有相当大的作用。通过大量的理论、试验和仿真研究证明，本文提出的减振器动力学模型和相应改进措施是有效的，能够正确预测异常振动与噪声的产生机制。因此，本文建立的减振器系统的复杂动力学模型可以作为减振器系统改进和

6、设计的数字化平台。，≯一～，关键词：．奎臌握器，蔓动悬架，毫签蚕统动杰学，渔签塾垄堂，噪声诊断上海文通大学博士学位论文摘要INVESTIGATIONToNoISEANDRELATEDDYNAMICBEHAVIORSOFTHEVEHICLEHYDRAULICSHoCKABSoRBERSABSTRACTAsadampingcomponentinvehiclesuspensionsystems，shockabsorbersplayanimportantroleindepressingverticalvibrationsandimprovingridecomfortandsafetyofau

7、tomobiles．Atpresent，twintubehydraulicshockabSOrbershavebeenwidelyusedinvehiclesuspensions，whicharesuchapopulardampingpartofintegrationofrebound，damping，anti—rollingandguidingfunctions．Becausetheworkingenvironmentofthevehicleabsorb