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通过分析空气弹簧液压悬置国内外研究现状

浏览: 发布日期:2020-05-26

  随着消费者对汽车乘坐舒适性要求的提高以及汽车市场产品竞争日益激烈,良好的汽车NVH特性正逐渐成为汽车产品竞争力的核心之一。然而汽车发动机大功率化和轻量化使得动力总成的振动激励不断加剧,这就对动力总成悬置系统的隔振特性提出了更高的要求,并希望其能满足车辆使用过程中任何工况的需要[1-3]。

  发动机悬置作为发动机的隔振元件,经历了橡胶悬置、被动式液压悬置和半主动/主动液压悬置的发展历程[4-5]。橡胶悬置和被动式液压悬置结构确定以后表征其动态特性的两个参数动刚度和阻尼角是不可调的[6-9],不能满足汽车复杂工况对悬置动特性的要求。主动液压悬置由于其结构和控制策略复杂,应用较少。半主动悬置结构和控制策略简单,成本低,应用前景良好。其中空气弹簧式半主动液压悬置(以下简称空气弹簧液压悬置)是一种新型的、隔振性能良好的发动机隔振元件,其利用电磁阀控制悬置内部空气腔的开闭改变悬置的动刚度和阻尼角,相对于其他类型半主动液压悬置其动刚度和阻尼角变化范围大,满足了汽车发动机在不同工况下的对悬置隔振的要求。

  Azadi等[10]设计了一种刚度可变的半主动悬置,通过调节压电作动器和开关型控制器来改变可变刚度弹簧的预应刚度,使半主动控制悬置产生极大的动刚度特性,并且能耗很低。国内研究方面,贺良勇[11]对空气弹簧液压悬置进行了动特性分析研究。范让林等[12]对解耦膜刚度可变的空气弹簧液压悬置进行了动特性分析研究。

  通过分析空气弹簧液压悬置国内外研究现状可见,对新型的发动机空气弹簧液压悬置的动特性研究还不够深入,且较少有人对空气弹簧液压悬置动特性的影响因素进行灵敏度分析。本文设计了一款新型的空气弹簧液压悬置,其主要特点是在其他类型半主动液压悬置的基础上,加入了空气弹簧结构。采用了上液室等效体积刚度替代解耦膜以及密闭空气腔对悬置动特性的影响,基于流体力学相关理论建立了空气弹簧液压悬置力学模型,并通过试验验证了该模型的正确性,分析了空气腔开启和关闭时空气弹簧的动态特性;采用该模型研究了空气弹簧液压悬置模型参数对悬置动刚度的影响,获得了这些参数对空气弹簧液压悬置动刚度影响的灵敏度。