随着科技的发展和社会的进步,人们对车辆的要求不仅仅局限于一种简单的交通运输工具,对乘坐舒适性和操纵稳定性有了更高的要求,这也意味着对悬架刚度特性、车身高度调节以及阻尼控制有更严格的要求。液压悬架具备车高可调、刚度非线性、阻尼可控等有优越特性极大满足高端汽车对悬架性能的特殊要求。而油气弹簧是液压悬架最为重要组成部分,油气弹簧刚度则是悬架系统最为重要的参数指标之一。因此,研究油气弹簧刚度的特性具有重要意义。

以新能源汽车液压悬架系统中核心零件阀块为研究对象,将智能机床与机器人配合使用,打造恒温/恒湿环境多工序集成零件自动化生产线,通过采集配套企业加工相关数据、梳理关键性能指标及融合先进制造技术贯穿设计、生产和服务等环节,实现智能生产线建设。

设计一种汽车自适应液压悬架控制系统。在汽车重心位置设置采集车身震动、车轮跳动、车身高度和倾斜状态等信号的传感器,在车轮位置设置采集车速、转向角、加速度等信号的传感器,通过电子控制单元(Electronic Control Unit,ECU)整合和处理各种传感器信息后,液压悬架通过调节液压油压力的调整车辆姿态。为实现上述功能,开发电控连续可调阻尼主动液压减震器,搭载具有神经元自适应控制策略的调节器,使得悬架系统能够根据车速、转向角、加速度等信息快速敏捷地调整车身高度。

某液压模块式组合挂车的悬架摆臂部件在使用中出现局部断裂,对车辆的行驶安全造成严重影响。为了研究这一问题,建立某液压模块式组合挂车悬架系统模型,应用ANSYS对液压悬架摆臂部分进行有限元分析,计算了摆臂的应力、变形等特性,并在此基础上计算了摆臂的疲劳强度。

车辆在紧急制动、起步加速或者有较大承重时车身高度发生变化,这对车辆的操纵稳定性和乘坐舒适性很不利。为解决这一问题,在AMESim软件中搭建1/4车辆二自由度的液压悬架模型,并与传统的被动悬架模型进行仿真对比,验证了建模的可行性。在建立的液压悬架模型的基础上加入主动控制系统,建立主动液压悬架系统,实现了对车身高度的调节控制,使得车身高度由最初加载后的-10 cm调节到-2 cm,优化了80%,并且大大缩短了调节所用的时间,车身到达平衡位置所用时间由10 s缩短到了3 s,优化了70%。该方法提高了车辆在不同负载和不同工况下的乘坐舒适性和操纵稳定性。

针对机械式两级串联“惯容-弹簧-阻尼”(ISD)悬架元件数量多、结构复杂等问题,提出一种对油气弹簧与惯容器融合设计的液压惯容悬架结构。首先,基于AMEsim搭建了整车模型并进行仿真分析;其次,研制了液压惯容悬架样机并进行了台架试验,验证了仿真模型的正确性。仿真和试验结果都表明,与双气室液压悬架相比,液压惯容悬架不仅能够降低车身与车轮的振动,改善车辆行驶平顺性和安全性,而且减小了悬架动行程。

根据油液的不可压缩性,可用以相位角为自变量的三角级数来表达路面不平度引起液压悬架多轴车辆车架的垂向速度和加速度,而该级数和可用一个解析式来表达,并近似为车速的线性函数。分析表明增加多轴车辆的轴数可有效地抑制车架和悬架的动载荷,但是随着车速的增加,抑制效果不断降低,直至相当于单轴车辆。

根据汽车液压主动悬架的基本结构，建立了两自由度车身及悬架系统数学模型。采用传统的ＰＩＤ控制算法对其进行控制，用电液伺服控制的液压缸作为执行元件。在１－２０Ｈｚ范围内，振动平均衰减率可达２９ｄＢ。

车辆行驶经过障碍物时,容易造成悬架振动幅度较大,影响车辆运动的稳定性和舒适度。对此,创建了车辆液压悬架简图模型,根据牛顿定律推导出非线性控制方程式。采用双动液压系统驱动车辆悬架机构,给出了液压驱动控制方程式。构造优化目标函数,采用差分进化算法优化PID控制的内环和外环参数,给出了车辆液压悬架优化控制流程。将优化控制参数和初始运动参数导入到MATLAB软件中进行仿真,输出轮胎行程、悬架行程及车身加速度仿真曲线。仿真曲线表明:在受到路面正弦曲线障碍物干扰时,优化后的车辆液压悬架控制系统,不仅响应控制时间短,而且轮胎行程、悬架行程及车身加速度峰值较小、整体波动幅度较小。车辆液压悬架参数采用差分进化算法优化PID控制,能够降低路面干扰物造成的振动幅度,有利于保持车辆行驶的稳定性。

研究通过建立随机路面输入模型和组合式半挂车三轴的液压悬架动力学模型运用最优控制原理研究设计出液压悬架的线性二次型最优控制器。在Matlab/simulink仿真环境中构建液压主动悬架的仿真模型。结果表明：在白噪声激励下配有线性二次型最优控制器的液压悬架与被动悬架相比在侧倾角加速度轮胎动载荷变化和悬架动行程方面都有不同程度的优化保证了半挂车载货平台的水平度和高度变化幅度提高了组合式半挂车行驶的安全性和操纵的稳定性。