【經(jīng)驗(yàn)分享|偶然系列】車輛振動(dòng)學(xué)思考（三）

2017-02-15 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

作者:偶然

題外話

人間四月芳菲盡,英落方識(shí)春心意。粉嫩的櫻花、桃花,鵝黃的迎春花,潔白的李子花,胭指紅的海棠……百花開(kāi)放的季節(jié)里,空氣中到處飄拂著花香?；ㄩ_(kāi)不是為了凋謝,而是為了結(jié)果;結(jié)果不是為了終結(jié),而是重生。在春暖花開(kāi)的季節(jié)里,我們需要更認(rèn)真的思考,加倍的努力,方能迎接碩果累累的收獲季節(jié)。

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春暖花開(kāi)

>>>>被動(dòng)懸架的結(jié)構(gòu)

被動(dòng)懸架的結(jié)構(gòu)型式有許多不同的型式,如下圖所示。因?yàn)楸粍?dòng)懸架的參數(shù)不能隨路況及操縱工況即時(shí)的改變,只能是在某種工況下進(jìn)行參數(shù)的折衷設(shè)計(jì)。而實(shí)際上的路面狀況是千變?nèi)f化,車輛也在一定的范圍內(nèi)不斷變化,操縱要求也不斷的調(diào)整。所以主動(dòng)或半主動(dòng)懸架的出現(xiàn)是汽車懸架發(fā)展的必然趨勢(shì)。

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不同結(jié)構(gòu)型式的被動(dòng)懸架

>>>>主動(dòng)懸架

主動(dòng)懸架的概念是在1954年被提出,主要由控制系統(tǒng)、動(dòng)力源(液壓泵、空氣壓縮機(jī)等)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成。主動(dòng)懸架工作時(shí),由傳感器檢測(cè)車輛行駛狀態(tài)以及道路狀況等信息傳遞給控制單元,控制單元根據(jù)一定的控制策略(天棚阻尼控制,最優(yōu)控制,魯棒控制,自適應(yīng)控制,模糊控制,神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制等),經(jīng)過(guò)運(yùn)算處理后將控制命令發(fā)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)以產(chǎn)生力或力矩來(lái)抑制振動(dòng)。其顯著特點(diǎn)就是它能產(chǎn)生任何形式的作用力或力矩,因此可以采用一定的控制方法對(duì)其進(jìn)行控制,以使車輛達(dá)到最佳行駛性能。

主動(dòng)懸架分為慢主動(dòng)懸架和全主動(dòng)懸架以及混合主動(dòng)懸架。主動(dòng)懸架的分類如圖所示。慢主動(dòng)懸架是在被動(dòng)懸架的基礎(chǔ)上加入一個(gè)可控制作用力的作動(dòng)器;全主動(dòng)懸架是采用一個(gè)可控力作動(dòng)器代替被動(dòng)懸架中相應(yīng)部分;混合主動(dòng)懸架是由作動(dòng)器與阻尼連續(xù)可調(diào)減振器并聯(lián)組成。

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主動(dòng)懸架的分類

2002年,戴姆勒—克萊斯勒股分公司(Daimler Chrysler A G)的Thomas Merker等人對(duì)主動(dòng)懸架系統(tǒng)和阻尼性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明,采用ABC(Active Body Control)系統(tǒng)的奔馳車輛在側(cè)傾角,轉(zhuǎn)向盤(pán)階躍輸入以及轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)中,車輛的操縱穩(wěn)定性均有較大程度的提高。其結(jié)構(gòu)原理圖以及測(cè)試中轉(zhuǎn)向盤(pán)階路輸入的響應(yīng)如圖所示。

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ABC系統(tǒng)示意及響應(yīng)圖

2007年奔馳車F700概念車上首次采用了MBC(Magic Body Control)系統(tǒng),該系統(tǒng)的組成如下圖(a) 所示,該系統(tǒng)可以有效降低車輛在高速行駛時(shí)遇到橫風(fēng)產(chǎn)生的偏移,提高車輛的行駛穩(wěn)定性,效果如下圖(b)所示。在車輛前風(fēng)擋上安裝攝相頭采集路面信息,可以探測(cè)前方0.5~1.4米,最大精度可以探測(cè)1~2厘米的起伏,如下圖(c)所示。車輛懸架控制單元ECU根據(jù)采集到的路面,車輛行駛速度等信息,控制減振器內(nèi)的油壓大小以減少車身的振動(dòng),如下圖(d)所示。在2013年5月新上市的奔馳S級(jí)轎車上,對(duì)信息融合進(jìn)一步研究應(yīng)用,將MBC系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳遞給主動(dòng)巡航系統(tǒng),提供更安全的控制。

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奔馳汽車的MRC(Magic Ride Control) 系統(tǒng)

主動(dòng)懸架的元件復(fù)雜,需要高額的能量消耗,所以它的實(shí)際應(yīng)用還是受著能源的限制和成本制造與維護(hù)成本的制約。

半主動(dòng)懸架主要是通過(guò)輸入少量控制能量改變懸架參數(shù)(彈簧剛度或減振器阻尼系數(shù)),以分級(jí)或連續(xù)的方式調(diào)節(jié)參數(shù)變化,使懸架的減振性能適應(yīng)不同的道路和行駛狀況,從而改善車輛的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。半主動(dòng)懸架相對(duì)于主動(dòng)懸架的成本較低,消耗能源較少,而性能介于被動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架之間,所以得到了迅速的發(fā)展、研究和應(yīng)用。欲知詳情,請(qǐng)看下回。