基于匹配懸架系統的汽車乘坐舒適性
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- 文獻翻譯目前對車輛行駛平順性的研究主要包括基于多體動力學仿真模型的運動特性分析，以及改善目標懸架控制的參數分析。在創建多體動力學仿真模型的研究中，通常不考慮校準和測試驗證，這使得難以確保工程生產。在提高目標懸架控制參數的研究中，缺乏關于舒適性和人性化的系統匹配，因此難以在駕駛和領導車輛設計領域實施。本文針對懸架系統影響車輛行駛舒適性的不同特點，根據懸架系統的動力學機理，采用車輛路試，臺架試驗和CAE仿真的研究方法，同時，進行了與懸架剛度和阻尼以及速度有關的車輛平順性的靈敏度分析。因此，給出了對車輛平順性有重要影響的關鍵懸架系統參數。通過匹配參數，獲得了基于人體舒適度的懸架系統的標定分析。分析結果表明，制定最舒適車輛設計目標的分析方法是有效的。在理論研究的基礎上，探索了五種懸架參數匹配原理，以保證車輛具有良好的乘坐舒適性，為懸架系統剛度和阻尼的客車最佳匹配提供理論依據和設計方法。研究成果具有實用性的推廣價值和廣泛的工程應用。
關鍵詞：汽車，乘坐舒適性，懸架系統，匹配
1簡介
懸架系統的參數匹配與優化是提高汽車平順性的重要手段。現有的乘坐舒適性調查完全包括基于創建多體動力學仿真模型的運動特征分析[1][2]，以及為改善目標的懸架參數[3]而進行的分析。在建立多體動力學仿真模型的研究中，根據已建立的車輛乘坐舒適性數學模型，可以有效地提高模型的準確性，但不考慮實車校準和測試驗證，因此很難確保生產工程。在改善目標懸架參數的研究中，利用Matlab（模型）軟件建立的振動模型模擬了基于遺傳算法和控制算法的懸架系統性能。該方法可以提高懸架系統控制的準確性。由于缺乏基于人體特征的系統乘坐舒適性匹配，因此很難在駕駛和領導汽車設計領域實施。雖然在懸架系統，試驗和CAE模擬的各個子領域分析乘客的舒適度，但在國內外已有很多研究[4][5]，但關于懸架的乘坐舒適度敏感性分析的系統研究系統，校準和整車考慮的車輛系統很少[6][7]。
本研究采用項目與理論相結合的方法，根據懸架系統的動力機制，采用車輛試驗，臺架試驗和CAE仿真的研究方法，對懸架剛度和阻尼與車輛平順性進行靈敏度分析，速度。然后獲得關鍵的懸架系統參數。通過參數匹配實現了基于人體舒適度的懸架系統整體系統校準分析，實現了舒適性最佳的車輛設計目標。結合理論分析，CAE仿真和道路試驗研究，探索了五種懸架匹配規則，可以保證車輛具有良好的乘坐舒適性。部分車輛成功的工程實踐表明，這些原理為懸架剛度與阻尼的最佳匹配提供了理論依據，具有實用性的推廣價值和廣泛的工程應用。
2懸架系統動態
對于車輛，當它在鋪砌的普通道路上行駛時，由于不平坦表面引起的車輛振動的原因可分為三個方面[8][9]：（1）上下垂直振動或沿z軸坐標跳躍 車輛; （2）沿車輛v軸坐標的縱向俯仰運動; （3）沿著車輛的x軸坐標的橫滾或水平運動。
車體質量與所假定的縱軸線對稱，同時左右輪軌道粗糙度函數相同。本文研究了四個自由度體系的質量中心和質心附近的體振動以及前后輪（非懸浮質量）振動的物體（簧上質量），如圖1。
圖1.車輛動力學模型
運動方程可以描述為如下的方程（1）-（4）
其中m是體重，m = m1f +m1r，m1f，m1r分別是前后懸掛質量。m2f，m2r分別是前軸和后軸車輪質量。I是通過身體焦點并垂直于力矩方向的水平軸的慣性。K1f和K1r分別是前后軸的懸架剛度。k2f，k2r分別為前后軸的輪胎剛度，C1f，C1r分別為前后軸的減振器阻尼系數。C2f，C2r分別是前后輪的阻尼系數。l是軸距。lf是從質心到前軸的距離。 lr是從質心到后軸的距離，z是質心的垂直位移。是身體繞質心旋轉時的旋轉角度的振動位移，Xf和Xr分別是自身到前軸輪（后軸輪）中心和質心縱軸的交點處的位移。...
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