大型客车动力总成悬置系统的设计分析及模糊控制

论文摘要

汽车动力总成是汽车振动的主要激振源之一,对汽车操作稳定性和乘坐舒适性有很大影响。针对大型客车的动力总成悬置系统设计研究较少,目前的客车发动机主要采用被动的橡胶悬置系统隔振,它难以满足发动机宽频范围内隔振降噪的要求。本文提出新型磁流变液压悬置系统,对其进行设计分析,运用模糊控制方法实现阻尼的可调性。对整车的隔振降噪水平具有一定的指导意义。本文根据某国产大型客车动力总成的结构和工作特点,建立系统六自由度动力学模型。该模型直观反映了客车四点、斜置的动力总成悬置系统,并根据四缸四冲程直列发动机作为激振源的系统外力,推导并求解系统运动微分方程。研究发动机隔振效果的评价指标,分析被动橡胶悬置系统动特性,得出发动机宽频隔振要求。设计了新型磁流变液压悬置。该悬置将被动液压悬置中的液压油替换为磁流变液,利用这种智能材料的流变特性实现阻尼的实时调控。分析该悬置的具体结构和工作原理,确定各个零部件的材料、设计尺寸和参数。分析该动力总成磁流变液压悬置系统六阶模态及固有频率、稳态振动响应和特殊工况下的瞬态振动响应,验证动力总成磁流变液压悬置系统具有隔离发动机及车身之间双向振动传递的作用。提出将模糊控制思想融入动力总成磁流变液压悬置系统的方法,对其进行模糊控制研究。根据发动机宽频隔振要求,设计模糊控制策略和模糊控制器。对比分析了采用模糊控制的磁流变液压悬置、未加控制的磁流变液压悬置和橡胶悬置的隔振效果,验证模糊控制下的磁流变液压悬置隔振效果较被动悬置有所改进,阻尼可实时调控,能够在宽频范围内有效隔振。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景及研究目的和意义
• 1.1.1 课题来源
• 1.1.2 研究目的和意义
• 1.2 国内外动力总成悬置的发展和研究现状
• 1.3 动力总成隔振的控制方法的发展和研究现状
• 1.4 本文研究的主要内容
• 第2章 客车动力总成悬置系统建模与激振源分析
• 2.1 客车动力总成悬置系统概述
• 2.1.1 点数设置
• 2.1.2 布置方式
• 2.2 客车动力总成悬置系统建模
• 2.2.1 力学模型
• 2.2.2 动力学方程
• 2.3 运动微分方程求解与分析
• 2.3.1 发动机作为激振源的系统外力确定
• 2.3.2 运动微分方程求解及振动响应分析
• 2.4 动力总成悬置系统隔振的评价指标
• 2.4.1 通过力传递率评价隔振效果
• 2.4.2 通过固有频率评价隔振效果
• 2.5 本章小结
• 第3章 客车动力总成磁流变液压悬置的设计与分析
• 3.1 磁流变液压悬置的总体结构设计
• 3.1.1 弹性支承部分
• 3.1.2 液压减振部分
• 3.1.3 密封和连接
• 3.2 磁流变液压悬置的工作原理分析
• 3.3 弹性支承部分的设计与分析
• 3.3.1 弹性支承部分的结构设计
• 3.3.2 弹性支承各部件材料的选择
• 3.3.3 弹性支承部分的结构分析及参数确定
• 3.4 液压减振部分的设计与分析
• 3.4.1 液压减振部分结构设计和原理
• 3.4.2 液压减振部分各结构材料选取
• 3.4.3 液压减振部分的结构分析及参数确定
• 3.5 本章小结
• 第4章 客车动力总成磁流变液压悬置系统的振动响应分析
• 4.1 固有特性分析
• 4.2 稳态振动响应分析
• 4.3 瞬态振动响应分析
• 4.3.1 客车启动时的瞬态振动响应
• 4.3.2 客车转弯时的瞬态振动响应
• 4.3.3 客车紧急制动时的瞬态振动响应
• 4.3.4 客车通过不平路面时的瞬态振动响应
• 4.4 本章小结
• 第5章 客车动力总成磁流变液压悬置系统的模糊控制策略研究
• 5.1 磁流变液压悬置控制系统的动力学模型
• 5.2 模糊控制与工作原理研究
• 5.2.1 模糊控制策略概述
• 5.2.2 模糊控制器的结构和基本原理
• 5.3 控制策略与模糊控制器设计
• 5.3.1 控制策略生成
• 5.3.2 模糊控制器的设计
• 5.4 磁流变液压悬置的隔振效果分析
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢