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《汽车悬架控制臂液压衬套动态特性实测与计算分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、振动与冲击第26卷第9期JOURNALOFVIBRATIONANDSHOCKVol.26No.92007汽车悬架控制臂液压衬套动态特性实测与计算分析1,22上官文斌,徐驰(1.华南理工大学,汽车工程学院,广州510641;2.宁波拓普声学振动技术有限公司,浙江宁波315800)摘要:在汽车悬架系统中,为了满足其低频振动控制和高频隔振性能的要求,对控制臂衬套动态特性的要求是不一致的。常见的橡胶衬套很难提供在低频振动控制时所需要的大阻尼。液压衬套是一种可在一个较大的频率范围内提供大阻尼和大刚度的振动控制元件,目前它在
2、悬架系统中得到了广泛的应用。介绍了可在径向或轴向方向提供大阻尼和大刚度的两种结构型式的液压衬套,实验测试了它们的静态特性、动刚度和阻尼及其与激振频率和激振振幅的相关性;建立了液压衬套动特性计算分析的集总参数模型,利用该模型计算分析了一液压衬套的动刚度和滞后角,计算结果和实验值的对比结果证明了模型的正确性。最后给出了液压衬套在解决由于路面或车轮不平衡激励而引起方向盘振动问题的应用实例。关键词:汽车悬架;控制臂;液压衬套;集总参数模型;动态特性分析中图分类号:TH113;U464文献标识码:A近年来,随着汽车的轻量化
3、设计,汽车悬架系统的的结构型式:可在轴向或者径向方向提供大阻尼和大NVH(Noise,VibrationandHarshness)特性对汽车NVH刚度的液压衬套(简称轴向型或径向型),如图1所示。特性的影响越来越大。悬架控制臂与车身的连接是通由图可见,无论是轴向型还是径向型的液压衬套,两个过衬套连接的,为了有效地控制来自路面或者车轮的液室均为提供体积刚度的工作液室,液压衬套的这种[3,4]不平衡激励(低频、大振幅激励)而引起车身的振动,希结构特点与航空发动机中应用的液阻悬置的结构望衬套元件具有较大的阻尼,目前汽车
4、悬架系统中应类似。当衬套在轴向或径向方向受到低频、大振幅激用的橡胶衬套的滞后角一般在10°以下,虽然可以通过励时,它可在轴向或者径向提供较大的阻尼,从而衰减调整橡胶配方的方法使橡胶衬套的滞后角达到15°～由于路面或车轮的不平衡激励通过悬架传递到车身的20°,但是这种橡胶衬套的疲劳性能和蠕变性能很差,动态力,减少车身的振动。无法在汽车上应用。解决这些矛盾的有效方法就是在橡胶衬套中封装液体,利用流体通过流道时产生的阻尼而增大衬套的阻尼。本文介绍了可在径向或轴向方向提供大阻尼和大刚度的两种结构型式的液压衬套,实验测试了
5、液压衬套的静态特性、动刚度和阻尼及其与激振频率和激振振幅的关系,建立了液压衬套动特性计算分析的集总参数模型,利用该模型计算分析了一液压衬套的动刚(a)轴向型(b)径向型度和滞后角,计算结果和实验值的对比结果证明了模图1液压衬套的结构型的正确性。论文最后给出了液压衬套在解决由于路面或车轮不平衡激励而引起方向盘振动问题的应用衬套的静、动态特性的测试是利用宁波拓普减震实例。系统有限公司测试中心MTS831振动实验台进行的,1液压衬套静、动态特性的实验测试结果实验方法及数据处理方法与汽车动力总成液阻悬置[1]静、动态特性
6、的测试和数据处理方法类似。图2给目前在悬架控制臂中应用的液压衬套有两种基本出了图1(a)中轴向型液压衬套和与之对应的橡胶衬套静态特性的对比曲线。在装配衬套时,如果其中不基金项目:国家自然科学基金(50575073)、汽车安全与节能国家重点实验封装液体,将该衬套定义为橡胶衬套。由图2可见,无室开发基金(KF2006-06)、广东省自然科学基金博士启动项目论在轴向方向还是在径向方向,液压衬套的静刚度均(04300111)资助比橡胶衬套的静刚度大,这是由于液压衬套中的两个收稿日期:2006-10-12修改稿收到日期:2
7、006-12-13液室均为工作液室和液压衬套中的液体具有不可压缩第一作者上官文斌男,博士,1963年10月生的特性。8振动与冲击2007年第26卷刚度和滞后角)和橡胶衬套的动态特性类似,但液压衬套的动刚度略大,这是由于液压衬套中的液体具有不可压缩的特性确定的。径向型液压衬套在径向和轴向方向的静动态特性与轴向型液压衬套在轴向和径向方向的静、动态特性类似,在此不一一列举。(a)轴向方向(b)径向方向图2轴向型衬套的静态特性图3给出了图1(a)所示的轴向型液压衬套在轴向方向受到不同振幅激振时的动态特性。由图可见,液压衬
8、套的动刚度和阻尼随激振振幅和频率变化而变化,当激振振幅增加时,高频部分的动刚度和滞后角减少,液压衬套这种随激振振幅变化的动态特性与液阻[1]悬置动态特性随激振振幅变化特性是一致的。但液压衬套滞后角峰值的频率随激振振幅的变化很大(例(a)动刚度如当激振振幅为0.1mm时,滞后角峰值的频率为40Hz,而当激振振幅为1mm时,滞后角峰值的频率为22Hz),而液阻悬置滞后角峰值的
