基于匹配悬架系统的汽车乘坐舒适性
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- 文献翻译目前对车辆行驶平顺性的研究主要包括基于多体动力学仿真模型的运动特性分析，以及改善目标悬架控制的参数分析。在创建多体动力学仿真模型的研究中，通常不考虑校准和测试验证，这使得难以确保工程生产。在提高目标悬架控制参数的研究中，缺乏关于舒适性和人性化的系统匹配，因此难以在驾驶和领导车辆设计领域实施。本文针对悬架系统影响车辆行驶舒适性的不同特点，根据悬架系统的动力学机理，采用车辆路试，台架试验和CAE仿真的研究方法，同时，进行了与悬架刚度和阻尼以及速度有关的车辆平顺性的灵敏度分析。因此，给出了对车辆平顺性有重要影响的关键悬架系统参数。通过匹配参数，获得了基于人体舒适度的悬架系统的标定分析。分析结果表明，制定最舒适车辆设计目标的分析方法是有效的。在理论研究的基础上，探索了五种悬架参数匹配原理，以保证车辆具有良好的乘坐舒适性，为悬架系统刚度和阻尼的客车最佳匹配提供理论依据和设计方法。研究成果具有实用性的推广价值和广泛的工程应用。
关键词：汽车，乘坐舒适性，悬架系统，匹配
1简介
悬架系统的参数匹配与优化是提高汽车平顺性的重要手段。现有的乘坐舒适性调查完全包括基于创建多体动力学仿真模型的运动特征分析[1][2]，以及为改善目标的悬架参数[3]而进行的分析。在建立多体动力学仿真模型的研究中，根据已建立的车辆乘坐舒适性数学模型，可以有效地提高模型的准确性，但不考虑实车校准和测试验证，因此很难确保生产工程。在改善目标悬架参数的研究中，利用Matlab（模型）软件建立的振动模型模拟了基于遗传算法和控制算法的悬架系统性能。该方法可以提高悬架系统控制的准确性。由于缺乏基于人体特征的系统乘坐舒适性匹配，因此很难在驾驶和领导汽车设计领域实施。虽然在悬架系统，试验和CAE模拟的各个子领域分析乘客的舒适度，但在国内外已有很多研究[4][5]，但关于悬架的乘坐舒适度敏感性分析的系统研究系统，校准和整车考虑的车辆系统很少[6][7]。
本研究采用项目与理论相结合的方法，根据悬架系统的动力机制，采用车辆试验，台架试验和CAE仿真的研究方法，对悬架刚度和阻尼与车辆平顺性进行灵敏度分析，速度。然后获得关键的悬架系统参数。通过参数匹配实现了基于人体舒适度的悬架系统整体系统校准分析，实现了舒适性最佳的车辆设计目标。结合理论分析，CAE仿真和道路试验研究，探索了五种悬架匹配规则，可以保证车辆具有良好的乘坐舒适性。部分车辆成功的工程实践表明，这些原理为悬架刚度与阻尼的最佳匹配提供了理论依据，具有实用性的推广价值和广泛的工程应用。
2悬架系统动态
对于车辆，当它在铺砌的普通道路上行驶时，由于不平坦表面引起的车辆振动的原因可分为三个方面[8][9]：（1）上下垂直振动或沿z轴坐标跳跃 车辆; （2）沿车辆v轴坐标的纵向俯仰运动; （3）沿着车辆的x轴坐标的横滚或水平运动。
车体质量与所假定的纵轴线对称，同时左右轮轨道粗糙度函数相同。本文研究了四个自由度体系的质量中心和质心附近的体振动以及前后轮（非悬浮质量）振动的物体（簧上质量），如图1。
图1.车辆动力学模型
运动方程可以描述为如下的方程（1）-（4）
其中m是体重，m = m1f +m1r，m1f，m1r分别是前后悬挂质量。m2f，m2r分别是前轴和后轴车轮质量。I是通过身体焦点并垂直于力矩方向的水平轴的惯性。K1f和K1r分别是前后轴的悬架刚度。k2f，k2r分别为前后轴的轮胎刚度，C1f，C1r分别为前后轴的减振器阻尼系数。C2f，C2r分别是前后轮的阻尼系数。l是轴距。lf是从质心到前轴的距离。 lr是从质心到后轴的距离，z是质心的垂直位移。是身体绕质心旋转时的旋转角度的振动位移，Xf和Xr分别是自身到前轴轮（后轴轮）中心和质心纵轴的交点处的位移。...
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