【电动观光车的平顺基本特性分析1600字】

电动观光车的平顺基本特性分析目前，平顺性特性分析方法包括频域法与时域法[71]。频域分析基于求解系统传递函数，可得到系统频域响应，同时可以定性分析各因素对响应的影响。时域响应利用数值积分法求解系统动力学方程，时域分析能直观模拟模型在道路的行驶状况。据表1.13，利用平顺性模型，进行频域及时域特性分析。1.1频域特性（1）加速度响应据式（2.20）和传递函数定义，首先得到系统的传递函数：（1.22）式（1.22）中：Hi(ω)表示第i个自由度的频率响应函数。利用四轮路面功率谱密度及振动系统传递函数，得到各响应量功率谱密度，以加速度功率谱密度为例：（1.23）式（1.23）中：Sai(ω)是第i个自由度响应点的加速度响应自功率谱密度，Hi(ω)*为Hi(ω)的共轭矩阵，Hi(ω)T为Hi(ω)的转置矩阵，Gq(ω)为路面输入的功率谱。如图1.19所示，在C级路面下，速度为50km/h，仿真得到各处加速度功率谱响应曲线。车身质心响应最高峰频率在2Hz附近，振动最为剧烈，低频峰值主要受悬架刚度影响，人体对竖直方向4～8Hz振动敏感[3]，最高波峰未在此区域，表明该车悬架参数合理。在高频范围内，主要受车轮振动的影响。以右后轮响应为例，车轮响应最高峰频率在16Hz附近，响应峰值远大于质心，表明路面激励经悬架滤振后，得到明显衰减。侧倾与俯仰角功率谱密度是反应车身姿态的响应量，由图可见，车身侧倾与俯仰角加速度响应主要受车身振动影响，最高峰频率也在2Hz附近，响应峰值均较小，安全性好。（a）质心垂向运动（b）右后轮垂向运动（c）车身俯仰运动（d）车身侧倾运动图1.19各加速度功率谱密度Fig.1.19Accelerationpowerspectraldensity（2）各因素对平顺性的影响①速度的影响如图1.20所示，随着车速增加，两处加速度功率谱密度曲线峰值增大，平顺性变差。车轮加速度响应呈现一个峰值，而质心加速度响应呈现出多处峰值。随着速度增加，质心加速度响应高频段的频域分布往高频移动。故，低速行驶有利于提高平顺性。（a）速度对质心加速度的影响（b）速度对车轮加速度的影响图1.20速度对平顺性的影响Fig.1.20Theeffectofspeedonridecomfort②悬架与轮胎刚度的影响如图1.21所示，随着悬架刚度的增加，车身加速度功率谱密度响应低频峰值增大，行驶平顺性变差。相较于悬架刚度，随着轮胎刚度增加，车身加速度功率谱密度峰值并未发生很大变化。质心加速度响应呈现出多处峰值，悬架刚度增大导致低频峰值频率向高频方向移动，高频峰值频率不受影响，随着轮胎刚度增大，低频峰值频率不受影响，而高频峰值频率向高频方向移动。故，降低悬架刚度有利于改善行驶平顺性。（a）悬架刚度的影响（b）轮胎刚度的影响图1.21悬架与轮胎刚度对平顺性的影响Fig.1.21Theeffectofsuspensionandtirestiffnessonridecomfort③悬架阻尼的影响如图1.22所示，车身加速度功率谱密度低频峰值随阻尼增大而减小，在高频共振区，加速度功率谱密度峰值变化较小。随阻尼系数的增大，悬架动挠度减小，适当增大阻尼系数可降低悬架撞击限位的概率。悬架阻尼决定悬架系统衰减振动的快慢[72]，若阻尼较小，悬架系统衰减振动缓慢，振动持续时间长，同时悬架动挠度也会增大。（a）悬架阻尼对质心加速度的影响（b）悬架阻尼对左前悬架动挠度的影响图1.22悬架阻尼对平顺性的影响Fig.1.22Theeffectofsuspensiondampingonridecomfort1.2时域特性对于时域求解，常需要利用数值积分方法对动力学方程进行求解。本文利用“翟方法”求解[73]，参考式（2.20），构建其求解公式为：（1.24）式中：为步长；，决定方法的特征参数，时，具有最好精度和稳定性。按此方法，在B级路面上，速度为30km/h下，对各响应量进行求解。（1）加速度响应分析如图1.23所示，以质心与左前轮加速度响应为例进行分析。左前轮加速度响应主要分布在±20m/s2之间，质心加速度响应主要分布在±2m/s2之间，车身质心处加速度响应明显小于车轮处的响应。车轮加速度响应曲线较车身响应曲线更加密集，表明由地面传递给车轮的振动经悬架滤振后，频率成分减少，且振动的幅值得到了衰减。（a）质心响应（b）左前轮响应图1.23加速度时域响应Fig.1.23Accelerationtimedomainresponse（2）动挠度与动载荷响应分析以左前位置为例，如图1.24~1.25所示，左前悬架动挠度主要分布在±10mm之间，左前轮动载荷主要分布在±1000N之间，响应值均较小，因此能够保证汽车的平稳运行。图1.24悬架动挠度响应