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整車平順性設(shè)計
2019-04-27 00:00:34· 來源：汽車底盤論壇
1動力學(xué)模型和激勵源整車激勵源：路面輪廓和粗糙度輪胎車輪激勵傳動系統(tǒng)激勵發(fā)動機激勵1.1道路激勵1）路面激勵是指路面輪廓變化或路面高度的變化，包括路面的平
1 動力學(xué)模型和激勵源
整車激勵源：
路面輪廓和粗糙度
輪胎&車輪激勵
傳動系統(tǒng)激勵
發(fā)動機激勵
1.1 道路激勵
1）路面激勵是指路面輪廓變化或路面高度的變化，包括路面的平滑程度、坑洼等。路面輪廓需要采用高速路面輪廓測量儀測量。
2）路面輪廓統(tǒng)計特性
3）路面功率譜密度車速50km/h，在實際道路上測試的路面高度、速度、加速度的功率譜密度
1.2 車輪總成激勵
車輪總成動平衡（mrω²）
由于輪胎和車輪在整個圓周上質(zhì)量分布的不均勻?qū)е铝溯喬サ牟黄胶猓ㄉ?、下兩邊的動態(tài)不平衡，靜態(tài)不平衡和偶合力不平衡。
質(zhì)量分布偏離質(zhì)心狀態(tài)的回轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的離心力，是引起振動、發(fā)生噪音等的原因之一。
2）輪胎/車輪尺寸變化
3）輪胎徑向剛度變化
1.3 傳動系統(tǒng)激勵
傳動系統(tǒng)的激勵多是由于質(zhì)量不平衡引起的，質(zhì)量不平衡來源：
轉(zhuǎn)動零件的不對稱；
可能傳動軸偏心與傳動支撐零件；
可能傳動軸不直；
可能傳動軸剛性低或變形。
1.4 發(fā)動機激勵
主要是從發(fā)動機輸出到傳動軸的扭矩不均衡，主要包含兩類零件
穩(wěn)定狀態(tài)的零件；
疊加扭矩變化的零件。
2 平順性的隔離系統(tǒng)
M 簧上質(zhì)量，kg（包含車身、副車架、發(fā)動機、變速器等零件）；
m 簧下質(zhì)量，kg（傳動系統(tǒng)、車輪總成、底盤零件等）；
Ks 懸架剛度，N/mm；
Kt 輪胎剛度，N/mm；
Cs 懸架阻尼，N.sec/m；
Z 簧上質(zhì)量位移；
Zu 簧下質(zhì)量位移；
Zr 路面輪廓激勵；
Fb 作用在簧上質(zhì)量的力（發(fā)動機激勵）；
Fw 作用在簧下質(zhì)量的力（車輪和傳動系統(tǒng)激勵）。
3 平順性特性
4 懸架行程
5 整車響應(yīng)
分析結(jié)論：
在低頻，響應(yīng)增益是統(tǒng)一的，簧上質(zhì)量隨著路面輸入移動；
在1Hz左右，簧上質(zhì)量和懸架產(chǎn)生共振；
振幅取決于阻尼，乘用車一般為1.5-3.0，卡車為1.5-5.0
當(dāng)超過共振頻率時，響應(yīng)是衰減的；
在10-12Hz，簧下質(zhì)量開始共振（車輪垂直跳動）；
在0HZ時簧上質(zhì)量對車輪激勵的響應(yīng)增益為零，主要是作用在軸上的力被輪胎吸收；
共振發(fā)生在車輪垂直跳動頻率時，響應(yīng)增益為1，作用在軸上的變化力直接傳遞至簧上質(zhì)量；
簧上質(zhì)量對發(fā)動機激勵的響應(yīng)可以在簧上質(zhì)量共振時達到最大；
高頻的頻率增益趨勢統(tǒng)一，主要是因為位移變小、懸架力不再改變、發(fā)動機激勵被簧上質(zhì)量加速度吸收
6 路面加速度隔離
GZ(f)=|Hr(f)|²*Gzr(f)
GZ(f) 簧上質(zhì)量功率譜密度加速度
H(f) 路面輸入的響應(yīng)增益
Gzr(f) 路面輸入的功率譜密度加速度
RMS加速度=sqrt（GZ(f)vs f曲線下的面積）
6.1 RMS加速度計算
1）路面加速度功率譜密度
log Gzr（f）=-3.523，log（f）≤0
log Gzr（f）=-3.523+log（f），log（f）≥0
2）頻率響應(yīng)函數(shù)
3）簧上質(zhì)量加速度功率譜密度
Gzs(f)=|H(f)|²*Gzr(f)
4）RMS加速度計算
步驟1：計算從0.1Hz-20Hz范圍內(nèi)的路面功率譜密度；
步驟2：生成0.1Hz-20Hz范圍內(nèi)的頻率響應(yīng)函數(shù)；
步驟3：計算從0.1Hz-20Hz范圍內(nèi)的車輛加速度功率譜密度；
步驟4：計算步驟3中的曲線覆蓋面積；
步驟5：步驟4計算結(jié)果就是RMS加速度，在99%置信范圍內(nèi)，車輛加速度不會超過3*RMS
6.2 可接受的振動水平
6.3 懸架剛度
較軟的懸架可以減少加速度水平
6.4 懸架阻尼
較高的阻尼比可以減少響應(yīng)的峰值，但會增加高頻響應(yīng)增益。
6.5 懸架設(shè)計
6.6 車輪垂向運動共振
共振頻率
7 整車彈跳/縱傾頻率
運動學(xué)方程
1）整車彈跳或縱傾頻率
2）非耦合頻率3）結(jié)論
彈性中心至少在簧上質(zhì)心后6.5%軸距距離處；
后懸的駕乘偏頻應(yīng)該高于前懸；
縱傾和彈跳頻率應(yīng)該是接近的；
彈跳頻率＜1.2 縱傾頻率；
任何頻率不應(yīng)大于1.3Hz；
側(cè)傾頻率應(yīng)該接近縱傾和彈跳頻率；
避免彈性中心與簧上質(zhì)心重合，由于非耦合運動導(dǎo)致較差平順性；
DI=K²/bc ≥1，車輛設(shè)計過剩時會出現(xiàn)，較好平順性：縱傾頻率＜彈跳頻率，前懸偏頻＜后懸偏頻
4）懸架系統(tǒng)設(shè)計
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