某车油气弹簧前悬架设计【16张PDF图纸+CAD制图+文档】
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学 院专业学生姓名（教）学号指导教师职称合作导师职称论文题目某车油气弹簧前悬架设计一、课题研究的背景和意义（综述国内外相关研究现状，阐述课题的研究目的、意义）研究背景及意义汽车悬架是指汽车的车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间一切传力连接装置的总称。车辆悬架除了应保证车轮的精确导向、转向之外，还要能隔离路面噪声，避免车轮滚动产生的噪声传到车身。由于车轮接地点处的力（力矩）都是通过车辆悬架传递到车身的，无论汽车处于何种状态（起步、行驶、上下坡道、转弯、制动等），悬架都起着极为重要的作用（支撑车身、抑制车身的垂直振动、俯仰及倾侧等），其性能的优劣直接关联着汽车的平顺性、稳定性甚至是行车安全。所以在任何车辆中，悬架都是汽车底盘非常重要的部件之一。汽车的行驶平顺性和操纵稳定性对车辆悬架的要求是冲突的、相互矛盾的。要提高行驶平顺性，车辆悬架必须匹配“软”的弹簧和小阻尼的减震器，但是这样悬架动行程会增加，抗俯仰和倾侧的能力降低，会极大影响操纵稳定性；而想要提高操纵稳定性，就得使用“硬”弹簧及与之相匹配的大阻尼减震器来限制车身姿态的变化，这又会使车身振动加剧，影响乘坐的舒适感。因此只有综合考虑这两个矛盾的因素，才能提高汽车悬架的整体性能。本文主要进弹簧车用油气弹簧的设计与分析的研究。油气弹（Hydro-Pneumatic Spring）是油气悬架的核心部件，是利用气体的压缩来储存能量的弹性元件，是在膜式空气弹簧的基础上发展出来的。它采用金属容器作为气室，以惰性的氮气作为弹性元件，并在活塞和气体之间有油液作为中间介质。它拥有车辆所需理想的非线性弹性特性、良好的减振性能和比较完善的调节功能，通过油气弹簧的设计可以满足汽车所需的非线性弹性特性、减振性能，提高乘坐的舒适性。油气悬架不仅能够满足汽车行驶的平顺性和操纵性，而且可以通过调节车身高度提高汽车的道路通过性，另外相较于其他新型悬架，油气悬架的性价比更高。在国内，油气悬架还处于研究阶段，但在欧美一些发达国家使用主动油气悬架作为车辆悬架系统已经初步得到了实际应用。由于国内引进油气悬架的时间较晚（20 世纪 90 年代），自主研发的产品性能与国外同类产品相比，还存在较大差距，不管是油气悬架的设计阶段还是应用过程，都未形成系统的知识技术链，因此对油气悬架系统的研究以及完善其在应用方面的技术很有必要。经过广泛的市场调研，国内民用市场对油气弹簧的需求量很大，需求量远大于供应量。很多企业和科研院所都对其产生了浓厚的兴趣，但由于国外对核心技术的封锁，国内在自主研发方面的整体实力还比较薄弱，使得目前没有真正意义上的高质量成熟产品能够批量供货，同时昂贵的价格也使大多企业“望而却步”，此外，国外企业不断进入中国市场，希望在中国市场占有一席之地，使得市场蕴涵着巨大的机遇与挑战，为了保护国内市场不被国外企业占据，对油气弹簧的工作性能进行深入系统地研究，并研制出性能优越、价格合理的产品是当前的首要任务，在此基础上，保护领国内市场，创造民族品牌，加快我国汽车行业的发展速度，增强自主研发实力。国外研究现状当前国外专家学者对油气悬架的研究主要集中在个方面：1. 建立新型合理的油气悬架的数学模型。主要的研究思路是把具有非线性特性的弹性元件如悬架油缸和对非线性的影响因素如油液、高压空气的压缩膨胀、非线性阻尼、刚度特性纳入到数学模型中，使得理论悬架系统符合实际，成为非线性系统。目前建立油气悬架的数学模型方法可以分为参数化和非参数化，因为参数化模型能比较好的描述系统内部工作状态，而且每个参数又有非常明确的物理意义，有益于油气悬架非线性特性的研究，相对于非参数化设计具有一定的优势。两者均有其局限性，国外学者试图结合参数化和非参数化两种建模方式实现对油气悬架数学模型的建模工作。2. 新型结构形式的油气悬架的开发和主动控制策略的研究。新型结构形式的油气悬架的开发，主要是对半主动和主动油气悬架的开发应用。利用油气悬架变阻尼相对简单的优势，调节阻尼实现悬架的半主动和主动控制。半主动控制的原理主要是控制单元对各类传感器采集的信号进行处理，再通过调节阻尼阀口大小，改变油缸和蓄能器之间的阻尼力，实现悬架输出力半主动控制。主动悬架则需要另加动力元件如液压油泵等，油液通过伺服阀再进入液压缸，实时控制悬架输出力。国内研究现状20世纪80年代，油气弹簧引起了国内研宄人员的关注意。进入到年代，国内的一些大型国有企业引进了装有油气弹簧的车辆，这一事件翻开了国内油气弹黉研究高潮的第一页，随后，国内的高等院校也加入了科研队伍。目前，该技术在国内的研究主要包括如下几个方面：1. 基本的设计理论研宄。基于车辆的类型、性能、参数及油气弹簧内、外部的工作环境等因素，研究人员完成油气弹簧最佳阻尼匹配特性、油液节流损失性能、阀片应力、应变特性及阻尼、刚度等特性的研究，得出油气弹黃的工作特性的变化规律，为我国自主研发提供重要的科研资料。2. 油气弹簧特性仿真及相关软件开发的研宄。国内研究人员在该方面进行了大量的研宄工作，主要对油气弹簧的工作特性进行仿真模型建立及定性分析，应用相关软件进行仿真，如：中的模块、编程软件，经过科研工作人员的不懈努力，在该方面取得了突出的成绩，并且在各大高校的相关科研工作也开展的如火如荼，如：吉林大学、北京理工大学、山东理工大学等。3. 特定车型才需使用的油气弹賛研究。该方面目前还处于研究阶段，主要是利用软件完成油气弹簧机械模型的建立，并纳入液压系统，完成油气弹簧的特性分析。4. 油气弹簧的新型结构形式的研发。如图1所示为某种刚度可控的油气弹簧模型，在结构上它拥有两个储气室，工作时根据采集的汽车和油气弹簧的相关信号，控制幵关阀的工作状态，实现刚度随车身状态的变化而变化的功能。5. 利用对油气弹簧进行实验所得出的数据反求油气弹黉的参数。通过试验的手段得出最能真实、准确反映油气弹簧特性的数据，在此基础上，对结构参数进行参数反求，目前，国内主要对节流阀参数进行反求。图 1二、课题研究已有的工作基础，附证书、报告、文献翻译（总结归纳本人的学习、科研、实习等成果，以及已掌握的前人资料，简述自己初步的学术见解）查阅了许多国内外文献，也大致了解了油气弹簧的结构，工作原理，特征及分类，对于我自己而言，在设计一个油气弹簧时，困难点应该在于其数学模型的建立，这个要求我去掌握有关液压传动方面的知识，虽然大三选修课学习过，但也只是点皮毛，要应用到具体的设计上，还是得去借鉴其他文献中的方法及过程。油气弹簧相较于其他被动弹簧，最大的特点在于其非线性的刚度及阻尼特性，而其特性又和它的结构参数息息相关，因此，本次油气弹簧的设计，首先应将油气弹簧的结构参数确定好，再进行数学模型的推导，最后进行特性仿真。三、研究的内容及可行性分析 主要研究内容1. 在查阅关于油气弹簧的国内外研究资料的基础上，介绍油气弹簧的工作原理、国内外研究现状及其应用领域。2. 完成油气弹簧的结构设计及参数选定。推导节流阀片的数学模型，利用该模型设计合理的节流阀片厚度，并设计合理的缸体、连接体、阀系的结构形式，选取合理的密封圈和导向宽度。3. 基于所建立的油气弹簧数学模型完成油气弹簧工作特性的仿真分析（刚度特性，阻尼特性，总输出力特性）。4. 建立四分之一车辆模型进行动力学分析。可行性分析1. 客观条件：关于油气弹簧的设计，国内外的学者已经做出了大量的研究工作，通过在中国知网上的检索，收集了大量的有关油气弹簧的结构设计与参数优化的论文，对我的课题工作有了极大的借鉴意义。而且本学期的工作主要就是这个毕业设计，故时间上也十分充裕。并且还有吴海东老师和司振立学长的帮助。另外，学院实验室里也有许多油气弹簧的实物，可以让我更加具体切实的观察和掌握油气弹簧的结构和工作原理。2. 主观条件：通过查阅其他学者的工作，我大概掌握了设计油气弹簧的基本步骤及所需的基本知识，还有所需掌握的软件技术（CATIA和MATLAB等）。这些在我前几年的大学学习生活中都有所接触，并不陌生。关于油气弹簧的基本认识也已掌握(其结构，特征，原理，分类，发展历史等)。目前对我来说，最大的难点在于对其数学模型的建立，这项工作需要有关工程热力学和流体力学的知识，而这两门学科的知识我虽已学习过，但距今相隔较远，所以有所遗忘，难免生疏，学习时有些吃力，但好在有其他论文对于这项建模工作的详细论述，让我可以借鉴学习，减轻了我的负担。四、论文拟解决的关键问题及难点关键问题1. 确定油气弹簧的基本参数，完成关键元件的结构设计，如节流阀系设计、连接体的设计、导向宽度的设计、密封元件的选取等。2. 根据理想气体的状态方程、节流缝隙两端压差与流量关系及油气弹簧的工作参数，建立油气弹簧的数学模型。3. 基于所建立的模型完成油气弹簧工作特性的仿真分析，根据结果总结每个参数对工作特性的影响规律。4. 建立四分之一车辆模型进行动力学分析。五、研究方法与技术路线(重点论述技术方案)技术路线查阅文献资料了解，工作原理，特征，分类发展历史等确定总体结构设计及各部分参数上、下连接体，外缸体，活塞杆，浮动活塞，活塞，节流阀系，导向盖等建立油气弹簧理论数学模型利用已建的数学模型，对其特性进行仿真弹性力模型阻尼力模型总输出力模型刚度特性阻尼特性总输出力特性利用已得到的弹簧特性，建立四分之一车辆模型，进行动力学分析六、论文的进度安排进度安排1.第七学期：完成文献翻译、文献综述、开题报告的撰写；2.第八学期第1-2周：进行参观实习，参数计算、建模仿真；3.第八学期第3-4周：方案设计、草图绘制；4.第八学期第5-11周：完成机械系统的结构设计，完成CATIA三维模型的建立、CAD图纸的绘制、电算说明书撰写；5.第八学期第12-13周：完成毕业设计说明书撰写；6.第八学期第14周：论文评审、查重和答辩。七、毕业设计研制报告或毕业论文撰写提纲（初步）初步提纲第一章-绪论第二章-油气弹簧总体结构设计第三章-单气室油气弹簧理论模型建立第四章-油气弹簧的特性仿真分析第五章-四分之一车辆模型动力学分析八、主要参考文献1 孙文君汽车油气弹簧特性仿真研究D辽宁：辽宁工程技术大学，2009.2 孙建民油气悬架的应用及关键技术评述J煤矿机械，2007，28(4)：8-ll.3 赵以强，周长城，赵雷雷油气弹簧多片叠加节流阀片与开阀压力研究J农业装备与车辆工程2009，10：006.4 刘志强车辆油气悬挂系统动力学研究D哈尔滨：哈尔滨工程大学，2011.5 王洪艺.车用油气弹簧设计、仿真与分析D.长春：长春理工大学，2014.6 张军伟. 多轴重型车辆互连式油气悬架系统特性研究D.北京：北京理工大学，2015.7 邹游，喻凡，孙涛.非线性油气悬架的平顺性仿真研究J.计算机仿真，2004, 21(10): 157-159.8 张林. 基于平顺性的油气悬架优化设计D.湖南：湖南理工大学，2013.9 赵玉壮. 油气悬架非线性特性及其阻尼控制策略研究D北京：北京理工大学，2011.10 胡久强.大客车空气悬架的设计匹配与仿真研究D.四川：西南交通大学，2012.11 周长城.车辆悬架设计及理论M.北京，北京大学出版社，2011.8.12 Worden K, Tomlinson G R. Parametric and nonparametric identification of automotive shock absorber C. Proc of the 10th Int. Modal Analysis Conf, California, 1992.13 Koenraad R. A nonlinear parametric model of an automotive shock absorber J. SAE940869.14 Geoff R, Ronald J A. Experimental testing and mathematical modeling of interconnected hydragas suspension system J. SAE2003010312.15 Felez J, Vera C. Bond graph assisted models for hydro-pneumatic suspensions in crane vehicles J. Vehicle System Dynamics, 1987, 16(5-6), 313-33216 Yousefi A, Boris S. Order reduction of nonlinear hydro-pneumatic vehicle suspensionC. Proceedings of the 2006 IEEE International Conference on Control Applications, Munich, 2006, 1404-1408.17 K Yabuta, K Hidaka, N Fukushima. Effects of suspension on vehicle riding comfort J.Vehicle System Dynamics, 1981, (10): 85-88.18 S.V.Gorabal,S.N.Kurbet,K.K.Appukuttan. Design and Evaluation of Hydro-Pneumatic Friction Damper Suspension SystemJ. International Journal of Manufacturing, Materials, and Mechanical Engineering,2011,65-74.19 N. Eslaminasab,M.F. Golnaraghi. Vibration control schemes of semi-active hydro-pneumatic dampers for military vehicle s
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