|
|
在一种简化模型中求解乘用车悬架参数的可能的实验方法
SH LAJQI1) *，J.GUGLER2），N.LAJQI1)，A.SHALA1) 和 R.LIKAJ1)
1） 普里什蒂纳大学、 机械工程、 普里什蒂纳10000、 科索沃系
2） 格拉茨技术大学，学院的机械工程、 格拉茨 8010、 奥地利
（收到 2010 年 6 月 14 日 ；修订 2011 年 4 月 25 日 ；接受的 2012 年 1 月 18 日)
摘要—现在和以前一样，研究人员一直对车辆悬挂系统的发展展示着极大兴趣，特别是悬架刚度和阻尼参数的优化设计。作为重要因素的参数，它们不仅能增加车内乘客的安全，还提高了乘客的舒适度。本白皮书介绍了简化的方法，以快速的方式为不同类型的客车配备被动悬架系统悬架参数。目前，不同型客车生产的不同类型的悬架系统。查找到确定这些参数的简化的方法，，将有助于简化和快速的找到悬架系统的工作条件的检测方法。因此，需要一个简单的系统，以确定这些参数。分析悬挂参数是通过执行数学建模和使用工作进行数值分析模型的软件。制订的方法显示小错误时通过与泛型值的比较得出结果，从而可以得出结论，使用制定的方法来进行悬架参数测量装置的设计是有用、 简单，并且有充足的准确性的
关键词： 乘用车、 悬挂系统、 悬架参数、 刚度和阻尼系数
1、导言
悬架系统在提高所有车辆的驾乘舒适性和乘骑质量上扮演着重要角色。这它必须承担着大规模的加速度，悬架工作空间和轮胎动态负载之间的妥协。当该车辆行驶在不平缓的道路，车辆会出现各种运动和动态载荷。车身应该与从路面激励最小的悬挂运动很好的隔离，同时 提供良好的操控性能。悬架系统是考虑到弹簧，减震器和车体到其车轮的连接系统的术语。车辆的前后悬架的设计系统可以是不同的。弹簧被假定为具有几乎线性的特性，同时大部分的冲击吸收表现力和速度之间的非线性关系 。
通常，悬挂系统可以被分类为被动式，半主动或主动系统。
被动悬架系统包括弹簧的并行安装和减震器。被动悬架是线性性质，并基于这样的原理由阻尼耗散能量。由于相对运动和悬挂的相对速度在车体上产生了力，在无源系统中没有任何控制元件改善道路车辆舒适性或附着能力，因此，制造比较便宜。甚至在它虽然不能满足所有要求的条件下，这悬挂类型是用在几乎所有类型的车辆。半主动悬架系统还包含一个弹簧和一个减震装置。不过，这些设备（刚度和阻尼系数）的性能可通过提供一个电信号或其他来源的的外部电源连接至系统来控制。主动悬架系统需要一个外部电源源。产生这种外部能源使用的大多数汽车液压致动器来产生所需的力。尽管配备有主动悬挂系统的车辆拥有较高的性能，但这些系统需要更大的功耗，更大和更重，并且具有高的制造成本，相对于
 |
2、悬挂系统对车辆安全的影响
低性能的悬挂系统可以直接影响车辆的处理功能，从而增加了
从轮胎传递到车体上的力，垂直加速度的变化是乘车人不舒服的主要因素。
要设计一个性能良好的悬挂系统，权衡一下解决方案是必 图1 汽车的悬架系统
需的，包括车体、该悬架的工作的加速度、悬架工作空间，以及动态轮胎负载。这是通过调制的方法介绍优化设计参数。
还有一些由CITA进行的报道和调查（2010年）指出，悬挂系统的缺陷（主要是由磨损休克吸收器）会影响制动性能和转弯特性（例如，在车道改变动作） 。震动吸收器的磨损或缺损可以导致降低的阻尼效率，因此，对于较大的车轮负荷的波动与地面接触的是受到限制的，以及轮胎和地面之间的力传递是被限制的，
尤其在不平或颠簸的路面。
Calvo等人。 （2005） ，在他们的模拟结果，表明车辆的制动距离在光滑路面上超出了减震器3 ％ ，而上一个不平路面，制动距离增加至16％对于相同的车辆参数。这些倾向的解释了车辆制动在弱减震器下的作用性能。这是在轮胎和道路垂直力小的结果，这反过来又决定了轮胎的最大纵向力。在这种的条件下，在车辆的行驶稳定性可受限于减震器的工作条件。总结这并执行其他的由CITA（2010年）进行的驾驶测试发现低悬架的性能会影响以下的驾驶情况：
- 变道，
- 转弯（尤其是在不平坦的道路） ，
- 制动距离（尤其是在不平坦的道路） ，
- 雪地上制动
- 制动和转弯
 |
降低阻尼效率主要发生在车辆长期使用之后,运用最简单的
方法来检查该悬架系统的状态是必要的，并有助于提高车辆的
安全。。
3 、使用简化的系统测定悬架参数
可视化的方式确定悬挂参数几乎是不可能的。要确定这些参数，复杂的设备是必要的，这在大多数情况下，是在车辆技术检验或实验室使用， 但有时更迅速地确定悬挂参数有必要 使用简单的便携设备的。 因此，需要设计一个能够快速确定
悬挂参数并有足够的精度的设备。也许，这个装置将是一个便携式的 可能被放置在轮胎和路面之间的。 一个简化的四分之一汽车模型用于分析 这些参数。该模型包括一个块，可以通过弹簧和减震器连接到轮胎。 图1示出了用于车辆的悬架系统 确定运动的车辆的方程式。
4、悬架参数的试验确定
通过实验确定该悬架的参数（阻尼和刚度）。在科技格拉茨大学 车辆安全研究所实验室，客车是 使用（欧宝威达1.8 i）。为了确定 弹簧力和弹簧的位移值， 测功机安装在轮胎和路面之间 并测量力。此外，中心之间的 车轮在前端或后端轴和车体上，一个位移传感器被安装到车体上测量垂直 位移（图4）。
5 、结论
为了确定悬挂参数， 阻尼值，C（ Ns/米）和刚度系数，K （N / m）的在一个实验性的方式，它需要有装置能够进行测量，如测量振动（ Z1和Z2或Z1和Zn ） ，在力F的振幅（N），和汽车的质量M （公斤）。通过引入移动装置， 对于每个配备被动悬架每辆车都可以到估计值。
通用值和WM 软件测量结果误差度约为0.002 ％，阻尼的误差大约为0.009 ％。来自WM软件结果的相似性度，刚度为 99.982 ％ ，对于阻尼，为 99.926 ％ 。由于WM软件确定的位移具有微米级的精确度，并测量在该实验中获得的具有量级的毫米精度。这种精密的差异或许能解释为什么这些结果表明这种很小的差异是允许的。
基于这些小误差，可以得出结论，在使用悬架系统的车辆上，用该装置来测量刚度的设计是非常有用的，简单的，并具有足够的精度。
通过实验中获得的值和通用值的对比可知，刚度 K（ N / M） ，和阻尼系数C（ NS / M） ，显示的值是不同的。测试的两车之间的这种差异是车辆的分析和在所使用的低悬架系统车辆的结果。得到的值是小于该悬架该被认为是软属性的值。如果同一测试车辆再次被使用，没有修复
悬挂系统，该车辆可能威胁
驾驶者的安全。
鸣谢
本文是由奥地利交易服务的项目 “一个月的逗留奥地利高校” 执行研究的。
研究人员在格拉茨大学科技学院机械工程。我们很感激在本文中得每一个人。
参考
Bouazara .先生和理查德先生（ 2001） 。优化方法旨在提高3 -D整车的舒适性和道路保持能力，通过使用主动和半主动悬架。欧洲J.技工 - A /固体20 ， 3 ， 509-520 。
卡尔沃， JA ，迪亚兹，五，三罗马，巨浪和加西亚 - 波苏埃洛，D. （ 2008） 。减震器的影响穿用车辆的制动性能。诠释。 J.汽车技术9 ， 4 ， 467-472 。
CITA （2010年） 。基于性能的悬挂在测试,机动车辆检查委员会。
达米安，M. （ 2011） 。结合时间和频率域途径的操作Identication车辆悬架系统。博士论文。学校机械与制造工程。都柏林城市大学。都柏林。爱尔兰。 238 。
EUSAMA （1976） 。建议对性能测试范汽车汽车悬架检测系统刚度常,EUSAMA - TS - 02 - 76 。
Jazar ， R. （ 2009） 。车辆动力学：理论与应用程序。施普林格。纽约。
Mohan， R.和Venkata的，R. （ 2009） 。参数敏感性重型客车悬架分析
制度。 ARPN J.工程与应用科学，机械工程系， Vasavi学院工程学院，海得拉巴，印度。
托马斯， G. （ 1992） 。基本车辆动力学。汽车工程学会。 Warrendale 。 470
