混合空气悬架系统侧倾仿真
汽车空气悬架计算机控制系统设计(最终修改版)
汽车空气悬架计算机控制系统设计摘要由于在平顺性和车高控制上的诸多优点，越来越多的客车生产商已经开始使用电子控制空气悬架，通过控制弹簧刚度和减振器的阻尼来获得好的平顺性和操纵稳定性。
本文设计对汽车在制动、转向、加速、高速等工况下的空气弹簧刚度的调节来实现对悬架刚度的控制，在不同车速下对车高的调节以减少风阻。
通过介绍悬架的种类和特点，分析空气悬架当前发展状况，概述平顺性的研究内容，提出本文研究的主要内容和基本流程。
文中以简化的汽车1/4悬架模型为基础，通过分析刚度和系统频率对平顺性的影响，得出空气悬架的主要控制参数。
接着使用MATLAB/SIMULINK计算机仿真软件，模拟路面随机输入，仿真被动悬架及空气悬架的加速度变化，通过对比看出其优点。
MCS-96系列单片机在接口、抗干扰及运算速度方面的特点，使得其系列单片机在实现对悬架的控制方面有着较大的优势。
本文使用MCS-96系列单片机汇编语言编译控制程序，编写出各功能子系统程序段，以顺序执行指令模式运行，通过对各传感器的信号来判断行驶状况，从而输出对应的控制信号。
硬件使用80C196KC单片机。
关键字：空气弹簧电控悬架控制程序仿真单片机Air Suspension Control System DesignABSTRACTAs the car ride and the many advantages of high control, more and more bus manufacturers have begun using electronic control air suspension, by controlling the spring stiffness and damping shock absorbers to get a good ride comfort and handling stability.In this paper, we design to adjust the air spring stiffness to achieve the control of the suspension stiffness in the braking, steering, acceleration, speed and other working conditions. By adjusting the stiffness of the spring and shock absorber damping to reduce the wind resistance in high-speed condition. By introducing the suspension of the type and characteristics of the current development of air suspension, ride comfort of an overview of the contents of this paper presented the main content and basic processes. By simplifying the car 1 / 4 suspension model, analyzing the stiffness and system frequency on the Ride, come to the main control parameters of air suspension. Then use the MATLAB / SIMULINK simulation software to simulate the random road input, simulation passive suspension and air suspension, acceleration changes, by comparing to see its advantages.As the MCS-96 series MCU interface, interference, and the characteristics of computing speed, makes the MCS-96 family of single chip to achieve the control of the suspension has a big advantage. This article uses the MCS-96 Microcontroller assembly language compiler control procedures, the preparation of the segment of each functional subsystem, to order the implementation of instruction mode, the signal on each sensor to determine the operating conditions, and thus the corresponding output control signals. Use 80C196KC MCU.Keywords: air spring; ECAS; control procedures; SIMULINK; MCU目录摘要 (I)ABSTRACT ................................................... I I 1 绪论.. (1)1.1 悬架概述 (1)1.2 悬架的分类 (1)1.3 主动悬架 (2)1.4 空气悬架发展与现状 (2)1.5 平顺性理论概述 (3)1.6 本文的主要内容 (4)2 空气悬架的工作原理及功能 (5)2.1 空气悬架工作原理 (5)2.2 空气悬架功能 (5)3 空气悬架系统 (7)3.1 空气悬架主要元件结构 (7)3.2 空气悬架输入输出部件 (7)3.3 空气悬架的具体工作方式 (13)4 空气悬架数学模型 (14)4.1 垂直刚度设计计算： (14)4.2 空气弹簧系统频率的计算 (14)4.3 单质量系统的自由振动 (15)5 系统控制流程 (16)5.1 总控制流程图 (16)5.2 各子系统流程图 (17)6 系统仿真计算 (24)6.1 MATLAB软件介绍 (24)6.2 路面激励谱 (25)6.3 SIMULINK计算仿真 (26)7 汇编程序设计 (30)7.1 MCS-96系列单片机的特点 (30)7.2 汇编语言程序工作原理 (30)7.3 硬件图 (32)本文总结 (35)参考文献 (36)注释 (37)附录 (38)谢辞 (45)1 绪论1.1 悬架概述悬架是汽车的重要组成部分，它把车体与车轴弹性地连接起来，并承受作用在车轮和车体之间的作用力，缓冲来自不平路面给车体传递的冲击载荷，衰减各种动载荷引起的车体振动。
双腔空气悬架工作原理
双腔空气悬架工作原理嘿呀！今天咱们来聊聊双腔空气悬架的工作原理哇！首先呢，咱们得搞清楚啥是双腔空气悬架呀？哎呀呀，简单来说，这双腔空气悬架就是汽车悬架系统里的“高科技选手”呢！那它到底是怎么工作的呢？这可得好好说道说道啦！双腔空气悬架主要由空气弹簧、减震器、气泵、储气罐和控制单元等部件组成的哟。
当车辆行驶在不同的路况时，控制单元就开始发挥大作用啦！比如说，在平坦的高速公路上，哇，这时候就需要提供较好的稳定性和舒适性呢。
控制单元会控制气泵给空气弹簧充气，让车身保持在一个合适的高度，减少风阻，提高行驶的稳定性哟！要是遇到了坑洼不平的路面，哎呀呀，这时候可就不一样喽！控制单元会迅速反应，把空气弹簧里的气体放掉一些，让悬架变软，增加悬架的行程，从而吸收路面的冲击，减少车辆的颠簸呀！你说神奇不神奇？而且呀，双腔空气悬架的两个气腔可不是吃素的呢！这两个气腔可以单独或者协同工作哟。
比如说，在车辆重载的时候，两个气腔都充气，提供足够的支撑力，保证车辆的行驶安全和稳定性，哇，是不是很棒呀？在车辆转弯的时候呢，控制单元还能通过调整不同气腔的气压，让车身保持平稳，减少侧倾的程度哟！哎呀呀，这可大大提高了车辆的操控性能呢！再说说气泵和储气罐吧。
气泵就像是个“打气小能手”，根据控制单元的指令，不停地给空气弹簧充气或者放气呀。
而储气罐呢，则像是个“储备粮仓”，储存着足够的气体，以备不时之需呢！双腔空气悬架的工作原理真的是太精妙啦！它让我们的驾驶体验更加舒适和安全，哇，不得不感叹科技的力量呀！总之呢，双腔空气悬架通过一系列复杂而又精准的控制，让车辆能够适应各种不同的路况和驾驶需求。
哎呀呀，有了它，开车都变成了一种享受呢！怎么样，这下你对双腔空气悬架的工作原理是不是有了更清楚的了解啦？。
重型汽车空气悬架侧倾角刚度分配对稳态回转试验影响
重型汽车空气悬架侧倾角刚度分配对稳态回转试验影响
范小亮;季伟;赵志刚
【期刊名称】《重型汽车》
【年(卷),期】2018(0)1
【摘要】前后轴侧倾角刚度的分配,会影响侧倾时车辆的轴荷转移,进而影响轮胎的侧偏特性,对车辆的稳态回转有重要影响.本文运用Adams/Car软件建立车辆的动力学犊型,前悬架不变,匹配不同的后空气悬架侧倾角刚度,用定转弯半径法仿真分析对车辆稳态回转试验的影响.
【总页数】2页(P31-32)
【作者】范小亮;季伟;赵志刚
【作者单位】中国重汽集团技术发展中心;中国重汽集团技术发展中心;中国重汽集团技术发展中心
【正文语种】中文
【相关文献】
1.螺旋弹簧非独立悬架侧倾角刚度影响因素分析
2.车辆稳态回转试验侧倾角解算算法研究
3.侧倾角对机械弹性车轮刚度及接地特性的影响
4.车辆稳态转向特性中车身侧倾角的影响因素
5.横向稳定杆的侧倾角刚度仿真与试验研究
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某型汽车底盘悬挂系统的仿真与优化设计
某型汽车底盘悬挂系统的仿真与优化设计第一章：简介汽车底盘悬挂系统是汽车重要的组成部分，直接影响着汽车的稳定性、乘坐舒适性以及行驶安全性。
目前，随着科技的不断进步，越来越多的汽车制造商开始使用仿真与优化设计来改进汽车底盘悬挂系统的性能。
本文将介绍一种某型汽车底盘悬挂系统的仿真与优化设计方法。
第二章：底盘悬挂系统的原理与特点底盘悬挂系统是汽车底盘的重要组成部分，主要由悬挂弹簧、减震器和控制装置等组成。
该型汽车底盘悬挂系统具有以下特点：XX、XX和XX。
第三章：仿真软件的选择与建模为了对某型汽车底盘悬挂系统进行仿真与优化设计，首先需要选择合适的仿真软件。
本文选择了XX仿真软件，该软件具有直观的界面和强大的仿真功能。
然后，将底盘悬挂系统进行建模，包括悬挂弹簧的刚度、减震器的阻尼系数等。
第四章：设计参数的选择与优化为了达到优化设计的目的，需要选择适当的设计参数。
对于某型汽车底盘悬挂系统而言，设计参数包括悬挂弹簧的刚度、减震器的阻尼系数等。
通过调整这些参数，可以改变汽车底盘悬挂系统的特性，进而提高汽车的性能。
第五章：仿真与优化结果的分析在进行仿真与优化设计之后，得到了一系列的仿真与优化结果。
本章将对这些结果进行详细的分析。
通过分析，可以发现XX参数对于汽车底盘悬挂系统的性能有着重要的影响。
第六章：改进建议与展望根据分析结果，可以提出一些改进建议，以进一步优化某型汽车底盘悬挂系统的性能。
同时，本章还对未来的研究方向和发展趋势进行了展望。
可以预见，随着科技的不断进步，汽车底盘悬挂系统的仿真与优化设计将有更广阔的应用前景。
结尾通过以上的分析与讨论，我们可以得出某型汽车底盘悬挂系统的仿真与优化设计方法。
通过合理选择仿真软件、建立准确的模型、优化设计参数，并对仿真与优化结果进行分析，可以提高某型汽车底盘悬挂系统的性能。
这将为汽车制造商提供有力的参考依据，以改进汽车的稳定性、乘坐舒适性和行驶安全性。
这种方法的应用前景将会越来越广泛，为汽车工程技术带来了新的机遇和挑战。
客车空气悬架侧倾稳定性设计要点及误区
１ 横 向稳定杆对侧倾角 刚度 的影响
作为空气悬 架系统 中弹性 元件的空气 弹簧 ， 如果其 角 刚度难 以满 足车辆侧倾 角刚度的需求 ， 为常用 的方 较 法就是增 加横 向稳定杆 ，利 用其 固有 的弹簧刚特性 ， 在 左右车轮运动不 平衡 时产生附加角刚度 。
横 向稳定杆常用结 构形式如 图 １ 所示 ， 角刚度可 其
随着乘客对 车辆舒适性要 求的提升 ， 空气悬 架越来
实际 中 ， 过公式算 出的角 刚度并不能全 部发挥效 通 果， 不考虑损耗 的计算是不准确 的。
越多地使用在客车上 。 在满足舒适性 的同时必须要考虑
到车辆的稳定性 ， 特别是侧倾 角刚度方面 的保 证 。相对 于板 簧悬架 而言 ， 空气悬 架 的结 构更 加复杂 ， 响车辆 影 侧倾角刚度 的因素更多 。 本文针对市场普遍使用 的六气 囊非独立悬架 客车 ， 重点分析空气 悬架在侧倾设计 时必
的指 标 。
关 键 词 ： 车 ； 气 悬 架 ； 倾 稳 定 性 ； 计 要 点 ； 区 客 空 侧 设 误
中图分类号 ： ６ ． ． Ｕ４３３ ４ ３ ２
文献标志码 ： Ｂ
文章 编号 ：０ ６ ３３ （０ ）５ ０ ３ — ３ １０ — ３ １２ １ ０ — ０ ２ ０ １
Ｄｅ ｉ ｎ ｉ ｔａ ｄ ｉｔ ｋｅａ ｏ ｔ ｂｉ ｔ ｆＢｕｓ／Ｃｏ ｃ Ａｉ ｐｒｎｇ Ｓ ｓ ｎｓｏ ｓ ｇ Ｐｏ ｎ ｎ Ｍ ｓ ａ ｂ ｕｔＳ ａ ｌ ｙｏ ｉ ａ ｈ ｒＳ ｉ ｕ ｐｅ ｉ ｎ
须注虑 ， 稳定杆 与车架
及车桥 的连接 ， 常采用橡胶 或聚氨酯衬套来进行ｒ 由 通 ２ ｌ 。 于衬套为 弹性元 件 ， 其材料本 身的弹性对稳定 杆 的角 刚 度有 明显 的削弱作用［ ３ １ 。不同材 质的衬套影 响大小也不
空气悬架对提高车辆抗倾翻能力的分析
２ ０ 第 ７期 ０ ７年
农 业装 备与 车辆 工程
Ａ Ｒ Ｃ Ｌ Ｕ Ａ Ｑ ＩＭＥ Ｔ＆ ＶＥ Ｉ Ｌ Ｎ Ｉ Ｅ Ｒ Ｎ Ｇ Ｉ Ｕ Ｔ Ｒ ＬＥ ＵＰ Ｎ ＨＣ ＥＥ ＧＮ Ｅ ＩＧ
Ｎｏ７ ０ ７ ． ２ ｏ
（ 总第 １２期 ） ９
（ ｏ ｌ ９ ） Ｔ ｔ ｌ １２ ａｙ
空气悬架对提 高车辆抗倾翻 能力的分析
罗福神 王增才 ， ， 张长 冲 程军 ，
（． １ 山东大学机械工程学 院 ， 山东 济南 ２ ０６ ； ． ５ ０ １ ２ 济南捷特 汽车电子技术研究所 ， 山东 济南 ２ ０ ０ ） ５ １０
摘要 ： 对近年 来商用车侧翻事故的 凸现 ， 出了一种利 用空气悬架提 高车辆 倾翻 阀值 ， 小车辆 倾翻危险 的方法 ， 针 提 减 编写 了控 制器． ＭＡＴ Ａ 在 Ｌ Ｂ中 ＳＭＵ Ｉ Ｉ ＬＮＫ下建 立 了七 自由度车辆模 型 ， 并进行 了仿真。仿真结果表 明， 半主动空 气
Ｏ 前 言
近年来 ， 商用车的侧翻已经成为一个重要的安全 问题。据统计 ， 商用车倾翻事故 已经成为仅次于正面 碰撞的严重行车事故 。 通过不断改善汽车的被动安量相应 大大减小 。 由于在过 去的一段 时间里开发 但
究主要集 中在智能底盘方面。智能底盘改善汽车侧 翻稳 定 性 的方 式 主要 可 以分 为 ３ ：．通 过控 制 制 类 ａ
悬架能够有效提 高车辆倾翻 阀值 ， 高车辆抗侧翻 能力。 提
关键 词 ： 用 车 倾翻 ； 气 悬架 ； 全 性 ；倾翻 阀值 商 空 安 中 图 分类 号 ： ７ ． １ Ｕ２０１ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ３ ３ ４ （０ ７ ０ — ０ ７ ０ １７ — １２ ２ ０ ）７ ０ １— ４
汽车碰撞模拟仿真中车辆侧翻的动力学分析
汽车碰撞模拟仿真中车辆侧翻的动力学分析近年来，随着汽车安全性的不断提升，对于汽车碰撞的仿真模拟也变得越来越重要。
其中，汽车侧翻事故在道路交通事故中占据一定的比例，因此对车辆侧翻动力学的深入研究和分析具有重要意义。
本文将通过汽车碰撞模拟仿真，深入探讨车辆侧翻的动力学分析。
1. 车辆侧翻的影响因素分析在进行车辆侧翻动力学分析之前，首先需要了解影响车辆侧翻的各种因素。
主要包括以下几个方面：1.1 汽车动力学性能：汽车的重心高度、车辆质量分布、悬挂系统、转向灵敏度等直接影响车辆的侧翻稳定性。
例如，高重心、重量分布不均匀的车辆更容易侧翻。
1.2 车辆速度和行驶轨迹：车辆速度和行驶轨迹对车辆侧翻具有重要影响。
高速行驶时，车辆的侧翻风险更高。
1.3 外部环境因素：包括道路状况、车辆所受侧风及其他外力的作用等。
不同的道路状况和侧风风速会对车辆侧翻产生不同的影响。
2. 汽车碰撞模拟仿真技术汽车碰撞模拟仿真技术是一种通过计算机模拟和分析车辆在碰撞过程中的动力学行为和变形情况的方法。
通过建立数学模型、运用数值计算方法，可以在实验室环境下模拟真实的碰撞事故，帮助工程师评估汽车的安全性能。
此外，仿真还可以根据不同的碰撞角度、碰撞速度和碰撞对象对车辆侧翻的影响进行分析。
3. 车辆侧翻的动力学分析通过汽车碰撞模拟仿真，可以获得车辆在不同碰撞条件下的动力学响应数据。
根据这些数据，可以进行车辆侧翻的动力学分析。
3.1 车辆滚转角度分析：通过模拟碰撞后车辆的滚动角度变化，可以评估车辆侧翻的风险。
如果滚动角度较大，说明车辆在碰撞过程中有可能侧翻。
3.2 车辆转向角分析：车辆在侧翻过程中，转向角度的变化也十分重要。
模拟分析车辆在侧翻过程中转向角的变化情况，可以有效评估车辆侧翻的风险。
3.3 车辆重心高度分析：车辆重心的高度对侧翻稳定性有着直接的影响。
通过计算模拟，可以确定不同重心高度对车辆侧翻风险的影响程度。
4. 车辆侧翻风险评估根据上述动力学分析结果，可以对车辆的侧翻风险进行评估，具体包括以下几个方面：4.1 确定车辆侧翻的潜在风险：根据模拟结果，确定车辆在不同碰撞条件下的侧翻潜在风险。
动力总成悬置支架强度仿真分析规范
动力总成悬置支架强度仿真分析规范1.概述1.1汽车悬置支架汽车悬置支架时汽车动力系统的重要组成部分，起着支撑发动机，阻隔发动机向车架传递振动的作用，是动力总成悬置系统的安全件和功能件。
悬置支架连接发动机与车架，在汽车的各种行驶工况下，传递作用在动力总成上的一切力和力矩。
悬置支架强度不足，在部分工况下会造成悬置支架断裂，严重影响安全。
1.2使用仿真分析的意义传统的发动机悬置支架刚强度计算需要通过应变片的变形测量出传动系作用在发动机悬置支架上的力，再进行计算。
但是由于在运动过程中，悬置支架上承受的力时刻变化而且不容易测得，且悬置支架刚性一般比较大，产生的变形值比较小。
，因此用实验方法计算刚度的方法误差比较大，而且周期长。
而使用有限元仿真方法，可以极大地降低试验费用及时间，同时也能提高设计精度，同时与最后的试验相验证。
1.3HyperMesh简介HyperMesh软件是美国Altair公司的产品，是世界领先的、功能强大的CAE 应用软件包，也是一个创新、开放的企业级CAE平台，它集成了设计与分析所需的各种工具，具有无与伦比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面。
HyperMesh是一款高效的有限元前处理软件，它可以对有限元模型进行方便灵活的清理和优化，使用网格生成工具来快速地创建有限元网格，通过调节单元密度、单元偏置梯度、单元网格划分算法等编辑功能来形成高质量的二维和三维有限元模型，从而再很大程度上提高CAE分析的效率，并保证CAE分析的精度。
1.4强度分析的目的静强度分析研究结构在常温条件下承受载荷的能力，通常简称为强度分析。
静强度除研究承载能力外，还包括结构抵抗变形的能力（刚度）和结构在载荷作用下的响应（应力分布、变形形状、屈曲模态等）特性。
静强度分析包括下面几个方面的工作。
①校核结构的承载能力是否满足强度设计的要求，其准则为：若强度过剩较多，可以减小结构承力件尺寸。
对于带裂纹的结构，由于裂纹尖端存在奇异的应力分布，常规的静强度分析方法已不再适用，已属于疲劳与断裂问题。
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混合空气悬架产品结构特征
所研究的混合空气悬架为非独立式混合空气悬
架，用于后桥，见图１．
２
的ｌｅａｆ ｓｐｒｉｎｇ工具建立钢板弹簧导向臂的柔体模 型，导向臂由３片弹簧组成． ２．１．２横向稳定杆模型
与板簧类似，也可以采用板簧建模的３种方法
建立横向稳定杆的模型，其中，柔性体方法精度较
９ Ｒ
７
６
ｊ
４
３
高１４． 横向稳定杆建模时可以作为一个整体被处理成 柔性体，与板簧建模相同；也可以利用Ａｄａｍｓ／Ｃａｒ 提供的横向稳定杆模板（ａｎｔｉｒｏｌｌ
ｏｎ
ｔｈｅ ｒｏｌｌ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．
ｔｏ
Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｂｅｎｃｈ ｒｏｌｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅＩ ｉＳ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ａｉｒ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｃｈｅｃｋ．
图３
Ｆｉｇ．３ ，
｜
■
／
—√
台絮
１‘
空气弹簧模型．”＋空气弹簧在实际应用时的变化是
绝热变化，其静刚度曲线可以通过试验得到，其动刚 度曲线可以通过拟合公式计算得到．本文研究的混 合空气悬架采用的是囊式空气弹簧，满载时刚度
Ｋ。ｒ＝１．８７×１０５ Ｎ／ｍ
Ｂｅｒｎ‘ｈ
３
悬架系统仿真
本文研究的悬架用于高一级客车，根据相关资
（１）
料确定该悬架仿真时的车轮跳动行程为±４０
ｍｉｌｌ．
空载时刚度
Ｋ。＝０．８２×１０５ Ｎ／ｍ
根据文献［１］，空气悬架或混合空气悬架的侧 （２） 倾角刚度应主要由横向稳定杆和板簧保证，所以有 必要研究横向稳定杆对混合悬架侧倾角刚度的影 响．分别选取带横向稳定杆和拆除横向稳定杆这２
厂家提供的空气弹簧特性曲线见图２．
关键词：汽车；混合悬架；空气悬架；侧倾特性；台架仿真；横向稳定杆 中图分类号：Ｕ４６１．６；Ｕ４６３．３３２ 文献标志码：Ｂ
Ｒｏｌｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｏｎ
ｃｏｍｐｏｕｎｄ ａｉｒ
ＳＵＳ
ｎｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
ＬＩ Ｚｈａｎｗｅｉ，ＺＨＡＯ Ｙａｎｙｕ，ＬＩ Ｊｉｅ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｏｐｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００４３３，Ｃｈｉｎａ）
Ｆｉｇ．４
采用线性减振器模型，非周期因数少＝０．１５，计 算出的减振器阻力系数ｙ＝１０
２．４悬架侧倾仿真台架模型 利用Ａｄａｍｓ／Ｃａｒ建立的悬架侧倾仿真台架模 型见图３．该模型包括２个气囊、２个减振器、２副３ 片的半椭圆钢板弹簧（柔性体模型）和１个横向稳
４７６．２１ Ｎ・ｓ／ｍ．
悬架侧倾角刚度与车轮跳动关系曲线
ｔｈｅ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｗｉｔｈｉｎ ｃｏｍｍｏｎ ｗｈｅｅｌ ｈｏｐ ｒａｎｇｅ，ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｗｈｅｅｌ ｈｏｐ
ａｒｅ
ｏｆ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｒｏｌｌ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ ａｎｄ
ｏｂｔａｉｎｅｄ，ａｎｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ ｂａｒ
法可靠性好，但成本高、试验周期长．虚拟样机仿真
技术利用多体动力学仿真软件，对新开发的产品模 型进行研究、分析和优化，大大缩短设计周期．计算 方法、试验方法常与虚拟样机仿真方法结合使用，用 于校验虚拟样机模型的准确性和可靠性．应用
文件）．利用有限元软件生成柔性体的ＭＮＦ文件，
使用Ａｄａｍｓ／Ｆｌｅｘ模块和ＭＮＦ文件生成柔性体模
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｒｅｓｅａｒｃｈ
ｔｈｅ ｒｏｌｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ
ａｎ
ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ
ｃｏｍｐｏｕｎｄ ａｉｒ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ
ｓｙｓｔｅｍ，ａ
ｄｙｎａｍｉｃｓ ｍｏｄｅｌ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｏｆ ｒｉｇｉｄ ｂｏｄｉｅｓ ａｎｄ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｂｏｄｉｅｓ ｉｓ ｂｕｉｌｔ ｉｎ Ａｄａｍｓ／Ｃａｒ，ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ｗｈｅｅｌ ｈｏｐ ｒａｎｇｅ ａｎｄ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｉห้องสมุดไป่ตู้ｓｔａｌｌｉｎｇ
ａ ａ
ｂｅｎｃｈ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ
ａｒｅ
ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｗｏ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
ｔｏ
ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ ｂａｒ ａｎｄ ｒｅｍｏｖｉｎｇ ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ ｂａｒ，ａｒｅ ｃｈｏｓｅｎ
ｃｕｒｖｅｓ
ｓｉｍｕｌａｔｅ ｔｈｅ ｂｅｎｃｈ ｒｏｌｌ ｏｆ
为双曲囊式．减振器为液压充气式减振器．该型悬架 安装２个高度阀，分别控制左、右气囊（图中未画出
高度阀）． ２
系统建模
２．１柔性部件建模 该悬架的柔性部件包括板簧和横向稳定杆．
２．１．Ｉ
车应用混合空气悬架是众多客车厂的首选．ｔ采用
混合空气悬架的高一级客车市场广阔，其中也包括
板簧模型
云南、贵州、四川和广西等的市场．这些地区山区道 路多、弯道多，因此要求装配混合空气悬架的客车必 须具有足够的侧倾稳定性，否则极易发生侧翻事故．
型，也可以使用Ａｄａｍｓ／Ｆｌｅｘ模块对ＭＮＦ文件进行
优化．（２）利用Ａｄａｍｓ／ＡｕｔｏＦｌｅｘ捕件．该插件可在 Ａｄａｍｓ／Ｖｉｅｗ和Ａｄａｍｓ／Ｃａｒ中使用，可以使用户直接 在刚体模型中添加柔性体，不需要使用外部的有限 元程序就能得到更加准确的仿真结果． Ａｄａｍｓ／ＡｕｔｏＦｌｅｘ插件有ｌｅａｆ ｓｐｒｉｎｇ工具，该工
坦
《 拳
稳定杆的悬架两侧车轮反向跳动；（２）二Ｉ：况２，拆除 横向稳定杆的悬架两侧车轮反向跳动． 悬架侧倾角刚度与车轮跳动关系曲线见图４， 可知，当车轮跳动到极限位置时，悬架侧倾角刚度下 降较多．另外，该悬架安装横向稳定杆时悬架的侧倾 角刚度比拆除状态提高约２２％．
至 三 划 蚕
ｑＩ／蜒《臀
Ｏ０Ｏ ２● Ｏ ０ ０ Ｏ ● Ｏ００
兰
种系统状态作为２种仿真］ｊ况．研究汽车侧倾运动
时，所研究的对象一般有悬架侧倾角刚度、汽车侧倾 角刚度和汽车侧倾中心高度等．本文选定悬架侧倾 角刚度作为研究对象，采片Ｊ双轮反向激振的台架仿 真方式．最终确定的仿真－１：况为：（１）［况１，带横向
弹簧高度／ｉｎ （ａ）静载荷一弹簧高度曲线
６ ＯＯＯ ５ ００Ｏ ４ ＯＯ０ ４ ＯＯＯ 三
ｒｅａｒ
注：ｌ一减振器；二一扳簧后支架；３一扳簧；４一空气弹簧；５一空气弹簧 安装板：６一车桥；７一横向稳定杆；８一板簧前支架；９一车架 图ｌ
Ｆｉｇ．１
后桥非独立混合悬架
ａｘｌｅ
ｂａｒ
ｔｅｍｐｌａｔｅ）建模．
Ｎｏｎ—ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃｏｍｐｏｕｎｄ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｏｆ
该模板将横向稳定杆处理成左、右对称的两部分，每
嫩
世
弹簧高度／ｉｎ
（ｂ）动载荷国￡簧高度曲线和弹簧刚度一弹簧高度曲线
注：Ｉｂ为磅，１ ｌｂ＝０．４４５３ ５９２ ３７ ｋｇ；ｉｎ为英寸．１ ｉｆｌ＝２５．４ 图２
Ｆｉｇ．２
ＩＴｌｎｌ
空气弹簧特性曲线
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
ｃｕｒｖｅｓ
Ａｉｒ ｓｐｒｉｎｇ
２．３减振器模型
羊轮跳动行程／ｒａｍ 图４
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｈｉｎａｃａｅ．ｃｎ
万方数据
２２
计算机辅助工程
２０１３丘
客车的前、后悬挂必须是全部气囊或气囊与板簧的 组合；高一级中型客车的前、后悬挂至少是前独立和 后少片簧（≤４片）的组合，或是全部气囊或气囊与 板簧的组合，以保证高一级公路运营客车的舒适性．
由于有法规要求，同时混合空气悬架与纯空气悬架 和钢板弹簧悬架相比具有显著优点，因此高一级客
Ａｄａｍｓ／Ｃａｒ分析轿车常规悬架的侧倾特性已有研究
成果。…，对空气悬架客车的操作稳定性仿真也有研
究成果发表“川１．但目前通过虚拟样机动力学仿真
研究混合空气悬架的侧倾特性的成果尚比较少． １
具能够将钢板弹簧组处理成柔性体，定义各片弹簧
问的接触刚度和摩擦力．另外，该工具可以生成钢板 弹簧组模板，将钢板弹簧嵌于整个悬架系统，较准确 地实现悬架与车架的装配且操作方便，而且装配后 的模型可以在Ａｄａｍｓ／Ｃａｒ中无缝兼容使用． 本文在Ａｄａｍｓ／Ｃａｒ中用Ａｄａｍｓ／ＡｕｔｏＦｌｅｘ插件
２０１３年
参考文献：
陈耀明．混合式空气悬架的设计［Ｊ］．汽车技术，１９９４（１）：８一１５．
ＶＳ
Ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ ｒｏｌｌ ａｎｇｌｅ ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ
ｗｈｅｅｌ ｈｏｐ
４
结束语
构建的混合空气悬架台架仿真模型可以用于检
验产品设计模型，本文对板簧的柔体建模方法也适 用于钢板弹簧悬架的建模和仿真．
ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｅｂｉｎａｃａｅ．ｃｎ
万方数据
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计算机辅助工程
目前，对于车辆的性能分析一般采用计算４。５。、 虚拟样机仿真、乱７。和试验’８。等３种方法．计算方法 属于静态方法，一般用于检查特殊状态（如满载和 空载）时的汽车性能，适用于产品设计初期．试验方
对钢板弹簧弹性体建模有三段梁方法、离散梁 方法和柔性体方法等，其中，柔性体方法精度最高．
钢板弹簧导向臂的受力状况较复杂，其弹性变形对 整车的操作稳定性影响较大，应考虑该部件的柔性 体模型’１ ２：． 目前，在Ａｄａｍｓ中创建柔性体模型有２种方 法＂：（１）利用Ａｄａｍｓ／Ｆｌｅｘ和模态中性文件（ＭＮＦ
部分包括主杆和摆臂；左、右两部分由铰链和铰链力 发生器连接以传递力矩和转动．铰链力传感器实际 上是一个扭杆弹簧，其扭转刚度可以通过Ａｄａｍｓ／ Ｃａｒ中定义的变量ｐｖｓ—ｔｏｒｓｉｏｎａｌ—ｓｐｒｉｎｇ—ｓｔｉｆｆｎｅｓｓ确 定，系统已经赋给初值，用户也可以根据实际产品的