汽車知識大全課件(期結(jié)束)64

1、第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動第六章 汽車的平順性返回目錄1汽車知識大全課件(期結(jié)束)64一、運(yùn)動方程和振型分析無阻尼自由振動時如果m1不動（z1=0）如果m2不動（z2=0）0與t是雙質(zhì)量系統(tǒng)只有單獨(dú)一個質(zhì)量振動時的部分頻率（偏頻）。第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動2汽車知識大全課件(期結(jié)束)64 無阻尼自由振動時，設(shè)兩個質(zhì)量以相同的圓頻率和相角 做簡諧振動，振幅為z10、z20 。將代入左式后可得代入得第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動3汽車知識大全課件(期結(jié)束)64 方程有非零解的條件是z10和z20的系數(shù)行列式為零。第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動4汽車知識大全課件(期結(jié)束)6

2、4設(shè)某一汽車，求1和2? ，質(zhì)量比 ，剛度比例第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動5汽車知識大全課件(期結(jié)束)64得一階主振型得二階主振型第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動6汽車知識大全課件(期結(jié)束)64 當(dāng)激振頻率接近1時產(chǎn)生低頻共振，按一階主振型振動，車身質(zhì)量m2的振幅比車輪質(zhì)量m1的振幅大將近10倍，稱為車身型振動。 當(dāng)激振頻率接近2時產(chǎn)生高頻共振，按二階主振型振動，車輪質(zhì)量m1的振幅比車身質(zhì)量m2的振幅大將近100倍，稱為車輪型振動。第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動7汽車知識大全課件(期結(jié)束)64 當(dāng)車輪部分在高頻共振區(qū)振動時，車身基本不動，可以視為車輪部分單質(zhì)量在振動。將復(fù)振幅代入，

3、得 此時，車輪位移 z1 對路面位移 q 的頻率響應(yīng)函數(shù)為第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動8汽車知識大全課件(期結(jié)束)64 降低非懸掛質(zhì)量m1，使車輪部分固有頻率t和阻尼比t都加大，車輪部分高頻共振加速度基本不變，但車輪部分動載 下降，對降低相對動載 有利。車輪位移 z1 對路面位移 q 的幅頻特性為高頻共振時車輪加速度均方根譜 正比于已知思考：如何降低高頻共振時車輪的振動加速度？第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動9汽車知識大全課件(期結(jié)束)64二、雙質(zhì)量系統(tǒng)的傳遞特性由代入復(fù)振幅得1.車輪部分z1q的幅頻特性令得第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動10汽車知識大全課件(期結(jié)束)64幅頻特性為

4、由得此式為 近似式，用 表示第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動；。11汽車知識大全課件(期結(jié)束)64由幅頻特性 0時，|z1/q|1, 。 0時，漸近線斜率為-2:1，車輪部分將高頻輸入加以濾波。 =t時，產(chǎn)生高頻共振，在t較小時，會出現(xiàn)尖峰。及幅頻特性近似式，做幅頻特性曲線第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動12汽車知識大全課件(期結(jié)束)642.雙質(zhì)量系統(tǒng)的傳遞特性第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動13汽車知識大全課件(期結(jié)束)64 幅頻特性 |z2/q| 在 f=f0 和f=ft=t/2處有低、高兩個共振峰，路面輸入 q 在 f f0 時由懸架衰減，在f ft 時，又進(jìn)一步被輪胎衰減。由用作

5、圖法做出第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動=14汽車知識大全課件(期結(jié)束)64三、車身加速度、懸架彈簧動撓度和車輪相對動載的幅頻特性1.車身加速度 對 的幅頻特性第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動15汽車知識大全課件(期結(jié)束)642.相對動載 /G對 的幅頻特性車輪動載靜載將 代入第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動16汽車知識大全課件(期結(jié)束)643.懸架動撓度 對 的幅頻特性曲線第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動17汽車知識大全課件(期結(jié)束)64四、在路面隨機(jī)輸入下系統(tǒng)振動響應(yīng)量均方根值的計算第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動18汽車知識大全課件(期結(jié)束)64五、系統(tǒng)參數(shù)對振動響應(yīng)量均方根值

6、的影響系統(tǒng)參數(shù)f0/Hz基準(zhǔn)值10.25109+6dB20.52018 6dB0.50.12554.5計算時系統(tǒng)參數(shù)的取值第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動19汽車知識大全課件(期結(jié)束)641.車身固有頻率f0的影響第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動20汽車知識大全課件(期結(jié)束)642.車身部分阻尼比的影響第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動21汽車知識大全課件(期結(jié)束)643.車身與車輪部分質(zhì)量比的影響第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動22汽車知識大全課件(期結(jié)束)644.懸架與輪胎的剛度比的影響第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動23汽車知識大全課件(期結(jié)束)64 響應(yīng)量參數(shù)f6dB+8.97

7、dB-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系統(tǒng)參數(shù)對振動響應(yīng)量均方根值的影響的算例第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動24汽車知識大全課件(期結(jié)束)64六、主動與半主動懸架 被動懸架：彈簧剛度 K 和減振器阻尼系數(shù) C 在設(shè)計時一旦選定后，使用過程中參數(shù)不改變的懸架 。 被動懸架的缺點(diǎn)是：當(dāng)載荷、車速、路

8、況等行駛狀態(tài)變化時，懸架不能滿足各種行駛狀態(tài)下對懸架性能的較高要求。第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動25汽車知識大全課件(期結(jié)束)64 可控懸架：將傳感器測量的系統(tǒng)運(yùn)動狀態(tài)信號輸入電控單元，電控單元經(jīng)過分析、判斷后給力發(fā)生器發(fā)出指令，產(chǎn)生主動控制力，滿足不同工況對懸架系統(tǒng)特性參數(shù)變化的要求。第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動26汽車知識大全課件(期結(jié)束)64 特點(diǎn)是比被動自適應(yīng)懸架的切換速度快，通常在10ms以內(nèi)，可在車輛每個振動周期內(nèi)頻繁切換。 有“空鉤”和“地鉤”兩種控制方式。1.可控懸架的分類 可根據(jù)車速、制動、轉(zhuǎn)向等行駛狀態(tài)，有級地切換剛度及阻尼的大小，以滿足“舒適平順型”、“運(yùn)動行

9、駛安全性”以及保證車身姿態(tài)的要求。 力的方向由懸架相對位移 和相對速度 的符號決定。（1）被動自適應(yīng)懸架第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動（2）半主動懸架27汽車知識大全課件(期結(jié)束)64 “空鉤”控制時，根據(jù)懸架的相對速度 和車身的絕對加速度 的符號來切換阻尼設(shè)置。第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動28汽車知識大全課件(期結(jié)束)64“空鉤”控制半主動懸架又分為兩種1）開關(guān)式“空鉤”控制可切換阻尼懸架當(dāng)“on”狀態(tài)阻尼力當(dāng)“off”狀態(tài)阻尼力Con on狀態(tài)可切換阻尼減振器的阻尼系數(shù)。第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動29汽車知識大全課件(期結(jié)束)642）連續(xù)可調(diào)阻尼半主動懸架當(dāng)阻尼力當(dāng)阻尼力

10、 空鉤控制減振器阻尼系數(shù)。 連續(xù)可調(diào)阻尼器的等效阻尼系數(shù)。第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動“空鉤”控制半主動懸架又分為兩種30汽車知識大全課件(期結(jié)束)64（3）主動懸架 特點(diǎn)：車身和車輪之間的力和車身與車輪之間的相對運(yùn)動獨(dú)立。 半主動懸架：作動器與一個彈簧串聯(lián)（如油氣彈簧），再與一個減振器并聯(lián)。系統(tǒng)在56Hz以下可實(shí)現(xiàn)有限帶寬主動控制，高于此頻率則控制閥不再響應(yīng)，恢復(fù)為被動懸架。 全主動懸架：作動器帶寬一般至少覆蓋015Hz，能有效跟蹤力控制信號。為了減少能量消耗，一般作動器與一個承受車身靜載的彈簧并聯(lián)。第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動31汽車知識大全課件(期結(jié)束)642.主動和被動懸架

11、頻響特性和控制效果的對比分析主動懸架的運(yùn)動方程為1）運(yùn)動方程u為主動控制力第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動32汽車知識大全課件(期結(jié)束)642）可控懸架系統(tǒng)的頻率響應(yīng)函數(shù)將復(fù)振幅代入運(yùn)動方程后可得令第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動33汽車知識大全課件(期結(jié)束)643）可控懸架系統(tǒng)的幅頻特性第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動通過推導(dǎo)，可以得到三個振動響應(yīng)量對 的幅頻特性34汽車知識大全課件(期結(jié)束)644）主動懸架系統(tǒng)的傳遞特性與控制效果參數(shù)取值參數(shù)取值m124kgC754Ns/mm2240kgf01HzK9475N/mft10HzKt85270N/m=t0.25參數(shù)取值l17592 N/m

12、l2 481 l3 1916被動懸架參數(shù)參數(shù)取值參數(shù)取值f00.8752Hz=Kt/K11.2321ft9.7035Hz100.6787t0.1688反饋系數(shù)考慮反饋系數(shù)后懸架系統(tǒng)的參數(shù)第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動35汽車知識大全課件(期結(jié)束)64 主動控制主要改善了“車身車輪” |z2/z1|這一環(huán)節(jié)在共振和高頻區(qū)的傳遞特性。 主動懸架在 “車輪路面” |z1/q| 這一環(huán)節(jié)ft 附近的高頻共振區(qū)，共振峰比被動懸架反而更高，這與反饋系數(shù)有關(guān)。 第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動36汽車知識大全課件(期結(jié)束)64思考：主動懸架在低頻共振區(qū)和高頻共振區(qū)對各振動響應(yīng)量的影響有何不同？主動與被

13、動懸架振動響應(yīng)量的幅頻特性曲線第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動37汽車知識大全課件(期結(jié)束)64 l1 相當(dāng)于懸架彈簧剛度 K。 l2 和 l3 分別是作用于車輪質(zhì)量 m1 及車身質(zhì)量 m2 的“地鉤”和“空鉤”阻尼的阻尼系數(shù)。第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動主動與被動懸架振動響應(yīng)量的幅頻特性曲線38汽車知識大全課件(期結(jié)束)64當(dāng)考慮主動控制力在對車輪質(zhì)量的作用時，運(yùn)動方程為參數(shù)l1l2l3取值9475N/m011035Ns/m參數(shù)取值參數(shù)取值f06.6718ft9.82961t0.0258=Kt/K910第四節(jié) 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動空鉤控制反饋系數(shù)振動系統(tǒng)的參數(shù)39汽車知識大全課件(期結(jié)束)64 空鉤控制進(jìn)一步改善了“車身車輪” |z2/z1|這一環(huán)節(jié)在共振和高頻區(qū)的