针对车辆动力学特性的液压衬套特性设计

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1、针对车辆动力学特性的液压衬套特性设计郎锡泽(泛亚汽车技术中心有限公司，上海201201)【摘要】液压控制臂衬套可以大幅度提升车辆的行驶平顺性，文章结合某车型前悬架控制臂液压衬套开发，系统阐述液压衬套动态特性对车辆动力学性能的影响；应用综合法和车辆动力学仿真分析，开发出液压衬套动态特性设计方法，实现了液压衬套特性的前期开发，提升了开发效率。【Abstract】Describethepropertyofhydraulicridebushinganditsinfluencetovehicledynam—ics．Thro

2、ughvehicledynamicssimulationandsynthesismethod，designthehydraulicridebushingstiffnessanddampingproperty，achieveabalancedvehicledynamicsperformanceandimprovedevelo—pingeficiency．【关键词】液压衬套动力学汽车行驶平顺性doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2015．11．090引言1液压衬套动态(刚度和阻尼)特性相比传统的

3、橡胶隔振元件，以液压悬置、液压1．1典型衬套动特性衬套为代表的液压隔振元件以更为优秀的动态特橡胶衬套和液压衬套是汽车中应用最为广泛性，日益广泛地应用于汽车工业中。车辆前悬架的隔振元件。传统橡胶衬套的构造，可以简单描控制臂液压衬套是液压元件在车辆上的一个典型述为由橡胶连接金属外圈与内圈，见图1，而液压应用，通过合理化地设计衬套的动态特性，可以在衬套在此基础上增加了流体腔和惯性流道等产生不损失其它性能的基础上，大幅度提高车辆的行大阻尼的构造，见图2。驶平顺性。衬套的动态性能由动刚度和迟滞角来描述，随着汽车技术的进步和

4、市场竞争的日趋激即载荷与位移的幅值比与相位差。典型的橡胶衬烈，液压衬套的应用范围正由豪华车拓展至中级套动特性如图3，动刚度和迟滞角随频率的增加缓乃至紧凑车型上。液压衬套设计应满足哪些要慢的上升。图4所示为典型的液压衬套动特性，求?如何在项目开发早期进行液压衬套的设计，其动刚度和阻尼特性随频率的变化，呈现强烈的以减少开发迭代，提升开发效率?本文结合某紧非线性，其迟滞角在某个频率达到最大峰值。凑车型项目前悬架液压衬套的开发，系统阐述液1．2车辆动力学性能对前悬控制臂衬套动特性压控制臂衬套对车辆动力学性能的影响，并开发

5、的要求出液压衬套动态特性的设计方法。前悬控制臂衬套(零件位置见图5)不仅仅起收稿日期：2015—06—03·42·上海汽车2015．11董挺图4典型液压衬套动特性图l典型橡胶衬套构造括了操纵稳定性性能，行驶平顺性中的平滑路面抖动性能，冲击强度和冲击残余抖动性能。根据Ar表1，可以得到针对上述性能的“理想”前悬控制臂衬套动特性曲线的基本形状，如图6所示。显然该曲线形状是传统橡胶衬套无法实现的，而液压衬套通过设计，能够接近“理想”衬套的动特性曲线，这也是应用液压衬套可以提高车辆动力学性能的原因。A图2典型液压衬套构造

6、28018O6薰；。28O萎60需4O200图5前悬控制臂衬套位置及零件形状图3典型橡胶衬套动特性表1前悬控制臂衬套动特-陛动力学要求性能参数动刚度阻尼到隔振作用，对车辆动力学的诸多性能都有重要操纵稳定性高的影响，各动力学性能也都对前悬控制臂衬套的平滑路面抖动低低高低动特性提出了不同的要求。这些性能也就是在进行驶冲击强度低行液压衬套设计时需要考虑的工况。通过研究前平顺性冲击残余抖动高悬控制臂衬套刚度阻尼对各性能的影响，总结出前悬控制臂衬套动特性的基本要求见表1，主要包频率范围准静态低频高频低频高频上海汽车2015

7、．11·43·制臂衬套的最低静态刚度，并作为行驶平顺性的动刚度下限，进入针对行驶平顺性工况的设计环节。2．2行驶平顺性——平滑路面抖动性能平滑路面抖动性能⋯是指：由于轮胎动平衡偏差，制造和装配误差，轮胎不一致性等引起的，当车辆高速行驶于平滑路面时，转向盘和地板处出现剧烈抖动的工况，是影响驾驶员驾乘感受的重要平顺性工况。提高平滑路面抖动性能是前悬控制臂装备液压衬套的主要性能驱动。图6“理想”前悬控制臂衬套动特性曲线平滑路面抖动性能由转向盘顶端(12点处)侧向加速度SHy和驾驶员足部地板垂向加速度的峰值来衡量，即对应

8、加速度幅值越低，平滑2前悬架液压控制臂衬套动特性设路面抖动性能越好。在本项目中，更为关注转向计盘顶端的侧向加速度SHy。2．2．1响应矩阵图研究前悬架液压控制臂衬套动特性的设计需要考首先，通过综合法和平顺性仿真分析，研究前虑并平衡操纵稳定性、平滑路面抖动性能、冲击强悬控制臂衬套刚度和阻尼特性对平滑路面抖动性度和冲击残余抖动性能及可制造性等。能的影响。2．1操纵稳定性所谓综