汽车知识大全

第四节车身与车轮双质量系统的振动第六章汽车的平顺性返回目录1整理课件一、运动方程和振型分析无阻尼自由振动时如果m1不动〔z1=0〕如果m2不动〔z2=0〕ω0与ωt是双质量系统只有单独一个质量振动时的局部频率〔偏频〕。第四节车身与车轮双质量系统的振动2整理课件

无阻尼自由振动时，设两个质量以相同的圆频率ω和相角做简谐振动，振幅为z10、z20。将代入左式后可得代入得第四节车身与车轮双质量系统的振动3整理课件

方程有非零解的条件是z10和z20的系数行列式为零。第四节车身与车轮双质量系统的振动4整理课件设某一汽车，求ω1和ω2?，质量比，刚度比例第四节车身与车轮双质量系统的振动5整理课件得一阶主振型得二阶主振型第四节车身与车轮双质量系统的振动6整理课件

当激振频率ω接近ω1时产生低频共振，按一阶主振型振动，车身质量m2的振幅比车轮质量m1的振幅大将近10倍，称为车身型振动。

当激振频率ω接近ω2时产生高频共振，按二阶主振型振动，车轮质量m1的振幅比车身质量m2的振幅大将近100倍，称为车轮型振动。第四节车身与车轮双质量系统的振动7整理课件当车轮局部在高频共振区振动时，车身根本不动，可以视为车轮局部单质量在振动。将复振幅代入，得

此时，车轮位移z1对路面位移q的频率响应函数为第四节车身与车轮双质量系统的振动8整理课件降低非悬挂质量m1，使车轮局部固有频率ωt和阻尼比ζt都加大，车轮局部高频共振加速度根本不变，但车轮局部动载下降，对降低相对动载有利。车轮位移z1对路面位移q的幅频特性为高频共振时车轮加速度均方根谱正比于已知思考：如何降低高频共振时车轮的振动加速度？第四节车身与车轮双质量系统的振动9整理课件二、双质量系统的传递特性由代入复振幅得1.车轮局部z1～q的幅频特性令得第四节车身与车轮双质量系统的振动10整理课件幅频特性为由得此式为近似式，用表示第四节车身与车轮双质量系统的振动；。11整理课件由幅频特性

ω≤ω0时，|z1/q|→1,

。ω≥ω0时，渐近线斜率为-2:1，车轮局部将高频输入加以滤波。

ω=ωt时，产生高频共振，在ζt较小时，会出现尖峰。及幅频特性近似式，做幅频特性曲线第四节车身与车轮双质量系统的振动12整理课件2.双质量系统的传递特性第四节车身与车轮双质量系统的振动13整理课件×

幅频特性|z2/q|在f=f0和f=ft=ωt/2π处有低、高两个共振峰，路面输入q在f≥f0时由悬架衰减，在f

≥ft时，又进一步被轮胎衰减。由用作图法做出第四节车身与车轮双质量系统的振动=14整理课件三、车身加速度、悬架弹簧动挠度和车轮相对动载的幅频特性1.车身加速度对的幅频特性第四节车身与车轮双质量系统的振动15整理课件2.相对动载

/G对的幅频特性车轮动载静载将代入第四节车身与车轮双质量系统的振动16整理课件3.悬架动挠度

对的幅频特性曲线第四节车身与车轮双质量系统的振动17整理课件四、在路面随机输入下系统振动响应量均方根值的计算第四节车身与车轮双质量系统的振动18整理课件五、系统参数对振动响应量均方根值的影响系统参数f0/Hzζμγ基准值10.25109+6dB20.52018－

6dB0.50.12554.5计算时系统参数的取值第四节车身与车轮双质量系统的振动19整理课件1.车身固有频率f0的影响第四节车身与车轮双质量系统的振动20整理课件2.车身局部阻尼比ζ的影响第四节车身与车轮双质量系统的振动21整理课件3.车身与车轮局部质量比μ的影响第四节车身与车轮双质量系统的振动22整理课件4.悬架与轮胎的刚度比γ的影响第四节车身与车轮双质量系统的振动23整理课件

响应量参数f±6dB+8.97dB-9.18dB+8.54dB-8.89dB-3.00dB+2.77dB

±6dB+1.77dB-0.04dB-0.49dB+2.16dB-3dB+3dB

±6dB-0.09dB+0.18dB-1.59dB+1.57dB-0.20dB+0.88dB

±6dB+2.22dB-1.80dB+5.30dB-4.26dB+0.05dB-0.04dB系统参数对振动响应量均方根值的影响的算例第四节车身与车轮双质量系统的振动24整理课件六、主动与半主动悬架

被动悬架：弹簧刚度K和减振器阻尼系数C

在设计时一旦选定后，使用过程中参数不改变的悬架。

被动悬架的缺点是：当载荷、车速、路况等行驶状态变化时，悬架不能满足各种行驶状态下对悬架性能的较高要求。第四节车身与车轮双质量系统的振动25整理课件

可控悬架：将传感器测量的系统运动状态信号输入电控单元，电控单元经过分析、判断后给力发生器发出指令，产生主动控制力，满足不同工况对悬架系统特性参数变化的要求。第四节车身与车轮双质量系统的振动26整理课件特点是比被动自适应悬架的切换速度快，通常在10ms以内，可在车辆每个振动周期内频繁切换。有“空钩〞和“地钩〞两种控制方式。1.可控悬架的分类可根据车速、制动、转向等行驶状态，有级地切换刚度及阻尼的大小，以满足“舒适—平顺型〞、“运动—行驶平安性〞以及保证车身姿态的要求。力的方向由悬架相对位移和相对速度的符号决定。〔1〕被动自适应悬架第四节车身与车轮双质量系统的振动〔2〕半主动悬架27整理课件“空钩〞控制时，根据悬架的相对速度和车身的绝对加速度的符号来切换阻尼设置。第四节车身与车轮双质量系统的振动28整理课件“空钩〞控制半主动悬架又分为两种1〕开关式“空钩〞控制可切换阻尼悬架当“on〞状态阻尼力当“off〞状态阻尼力Con—on状态可切换阻尼减振器的阻尼系数。第四节车身与车轮双质量系统的振动29整理课件2〕连续可调阻尼半主动悬架当阻尼力当阻尼力

—空钩控制减振器阻尼系数。

—连续可调阻尼器的等效阻尼系数。第四节车身与车轮双质量系统的振动“空钩〞控制半主动悬架又分为两种30整理课件〔3〕主动悬架特点：车身和车轮之间的力和车身与车轮之间的相对运动独立。半主动悬架：作动器与一个弹簧串联〔如油气弹簧〕，再与一个减振器并联。系统在5～6Hz以下可实现有限带宽主动控制，高于此频率那么控制阀不再响应，恢复为被动悬架。全主动悬架：作动器带宽一般至少覆盖0～15Hz，能有效跟踪力控制信号。为了减少能量消耗，一般作动器与一个承受车身静载的弹簧并联。第四节车身与车轮双质量系统的振动31整理课件2.主动和被动悬架频响特性和控制效果的比照分析主动悬架的运动方程为1〕运动方程u为主动控制力第四节车身与车轮双质量系统的振动32整理课件2〕可控悬架系统的频率响应函数将复振幅代入运动方程后可得令第四节车身与车轮双质量系统的振动33整理课件3〕可控悬架系统的幅频特性第四节车身与车轮双质量系统的振动通过推导，可以得到三个振动响应量对的幅频特性34整理课件4〕主动悬架系统的传递特性与控制效果参数取值参数取值m124kgC754N·s/mm2240kgf01HzK9475N/mft10HzKt85270N/mζ=ζt0.25参数取值l17592N/ml2

－481l31916被动悬架参数参数取值参数取值f00.8752Hzγ=Kt/K11.2321ft9.7035Hzμ10ζ0.6787ζt0.1688反响系数考虑反响系数后悬架系统的参数第四节车身与车轮双质量系统的振动35整理课件主动控制主要改善了“车身—车轮〞|z2/z1|这一环节在共振和高频区的传递特性。主动悬架在“车轮—路面〞|z1/q|这一环节ft附近的高频共振区，共振峰比被动悬架反而更高，这与反响系数有关。第四节车身与车轮双质量系统的振动36整理课件思考：主动悬架在低频共振区和高频共振区对各振动响应量的影响有何不同？主动与被动悬架振动响应量的幅频特性曲线第四节车身与车轮双质量系统的振动37整理课件l1相当于悬架弹簧刚度K。l2和l3分别是作用于车轮质量m1及车身质量m2的“地钩〞和“空钩〞阻尼的阻尼系数。第四节车身与车轮双质量系统的振动主动与被动悬架振动响应量的幅频特性曲线38整理课件当考虑主动控制力在对车轮质量的作用时，运动方程为参数l1l2l3取值9475N/m011035N·s/m参数取值参数取值f06.6718ft9.8296ζ1ζt0.0258μ=Kt/K9μ10第四节车身与车轮双质量系统的振动空钩控制反响系数振动系统的参数39整理课件空钩控制进一步改善了“车身—车轮〞|z2/z1|这一环节在共振和高频区