车辆悬架与减振器阻尼的匹配研究
基于MATLAB的悬架系统阻尼匹配研究
基于MATLAB的悬架系统阻尼匹配研究王伟;里程;王海艳【摘要】以某轻型载货汽车前悬架系统为例,利用MATLAB对其2自由度振动模型实际工况下的平顺性和安全性进行仿真分析,研究悬架系统阻尼比对车身垂直加速度、悬架弹簧动挠度及车轮相对动载的影响,提出兼顾平顺性与安全性的悬架系统最佳阻尼比的优化设计方法,在保证车身固有频率不变的前提下,通过改变减振器阻尼系数来实现取值.通过优化前后的结果对比分析,在给定路况下,所设计的最佳阻尼比可以在满足汽车行驶安全性要求的前提下,使汽车的行驶平顺性得到一定改善.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(044)004【总页数】4页(P57-60)【关键词】MATLAB;平顺性;安全性;悬架系统最佳阻尼比【作者】王伟;里程;王海艳【作者单位】一汽技术中心轻型车部底盘设计室,吉林长春 130011;大连奥托股份有限公司,辽宁大连 116050;一汽技术中心轻型车部底盘设计室,吉林长春 130011【正文语种】中文【中图分类】U461.4前言悬架系统阻尼比是由悬架系统参数所决定的，即由簧上质量、悬架弹簧和减振器阻尼系数所决定的，它决定汽车悬架系统的特性，对汽车行驶平顺性和安全性（以下简称平安性）具有重要的影响[1]。
然而行驶平顺性和安全性是相互矛盾的，因此对悬架系统阻尼比进行研究具有重要意义。
本文将在 MATLAB软件环境下对某轻型载货汽车前悬架系统动力学模型在实际工况下的平安性进行仿真分析，研究悬架系统阻尼比对车身垂直加速度、悬架弹簧动挠度和车轮相对动载的影响，在兼顾汽车行驶平顺性和安全性条件下分析悬架系统最佳阻尼比的优化设计方法。
实现在满足汽车行驶安全性的前提下，使汽车乘坐舒适性达到最佳效果。
1 动力学模型汽车是一个复杂的振动系统，通常将汽车车身质量看作为刚体的立体模型。
在讨论平顺性时，这一立体模型的车身质量主要考虑垂直、俯仰、侧倾3个自由度，4个车轮质量有4个自由度，共7个自由度。
车辆钢板弹簧悬架系统减振器最佳阻尼匹配
车辆钢板弹簧悬架系统减振器最佳阻尼匹配周长城;潘礼军;于曰伟;赵雷雷【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2016(0)7【摘要】阻尼匹配是制约钢板弹簧悬架系统减振器设计的关键问题。
根据1/4车辆二自由度行驶振动模型，利用随机振动理论，建立了悬架系统最优阻尼比及悬架动挠度和振动速度均方根值数学模型。
在此基础上，通过分析、处理钢板弹簧加载-卸载试验所测得的载荷及变形数组数据，建立了在实际行驶工况下的钢板弹簧等效阻尼数学模型；根据悬架系统最优阻尼比及钢板弹簧的等效阻尼，得到了所需匹配减振器在悬架系统中应承担的最佳阻尼比；利用平安比及双向比，建立了钢板弹簧悬架系统最佳阻尼匹配减振器的速度特性，并通过仿真分析和实车行驶平顺性试验验证了钢板弹簧悬架系统减振器最佳阻尼匹配设计方法的正确性及有效性，利用该设计方法匹配减振器后的车身垂直振动加速度均方根值与传统经验法相比降低了6.72%，能够有效改善车辆的乘坐舒适性。
该研究可为钢板弹簧悬架系统减振器的设计提供参考。
%Damping matching is the key problem of shock absorber design for leaf spring suspension system, and there is no optimal matching theory to resolve this problem at present, which seriously restricts the improvement of ride comfort and driving safety. So, in order to make the leaf spring suspension system achieve the optimal damping matching so that the vehicle has good ride comfort and driving safety, in this paper, based on the quarter vehicle model and random vibration theory, taking the minimum of body vertical vibration acceleration as the target, amathematical model of optimal damping ratio of suspension based on ride comfort was established; taking the minimum of wheel dynamic load as the target, a mathematical model of optimal damping ratio of suspension based on driving safety was established; then, according to the golden section, a mathematical model of optimal damping ratio of suspension based on ride comfort and driving safety was built. Based on this, the root mean square value of suspension dynamic deflection was taken as the leaf spring vibration amplitude, which was obtained under actual road conditions for vehicle driving, and the root mean square value of suspension vibration velocity obtained under actual road conditions for vehicle driving was combined with the principle of energy conservation; by analyzing and processing the load and deformation array data of leaf spring loading-unloading test, the equivalent damping of leaf spring under certain work condition and the damping ratio provided by leaf spring for the suspension were built. Then, combining the optimal damping ratio of suspension based on ride comfort and driving safety with the damping ratio provided by leaf spring, using the displacement superposition principle, the optimal damping ratio, which should be provided by shock absorber matching to the optimal damping of leaf spring suspension, was built. Based on this, using the smoothness-safety ratio and the two-way ratio, a mathematics model of velocity characteristic of shock absorber matching to the optimal damping of leaf spring suspension was built. With a practical example, the optimal damping ratio and the velocity characteristic of shock absorber for leaf spring suspension system weredesigned, and the optimal damping matching method was validated bythe simulation. The result showed that using the theoretical design method for the shock absorber, the root mean square value of body vertical vibration acceleration was reduced by 7.67% compared with the traditional experience method. Furthermore, in order to further verify the correctness of the result, the optimal damping matching method was validated by the vehicle ride comfort test. The result showed that using the theoretical design method for the shock absorber, the root mean square value of body vertical vibration acceleration was reduced by 6.72% compared with the traditional experience method. Therefore, the results showed that the optimal damping matching method of shock absorber for leaf spring suspension system was correct, and it could significantly improve the ride comfort of vehicle and make the vehicle have good driving safety. This study has significant value of theory research and practical application for shock absorber design of leaf spring suspension system.【总页数】8页(P106-113)【作者】周长城;潘礼军;于曰伟;赵雷雷【作者单位】山东理工大学交通与车辆工程学院，淄博 255049;山东理工大学交通与车辆工程学院，淄博 255049; 北京邮电大学自动化学院，北京 100876;山东理工大学交通与车辆工程学院，淄博255049;山东理工大学交通与车辆工程学院，淄博 255049; 北京邮电大学自动化学院，北京 100876【正文语种】中文【中图分类】U461.4【相关文献】1.汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比的匹配 [J], 韦勇;阳杰;容一鸣2.汽车悬架减振器最佳阻尼匹配研究 [J], 王天利;王雪;陈双;邓丹3.双轴汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比匹配设计研究 [J], 韦勇4.车辆悬架与减振器阻尼的匹配研究 [J], 赵六奇5.车辆悬架与减振器阻尼的匹配研究 [J], 赵六奇;易庆红因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
汽车悬架减振器最佳阻尼匹配研究
汽车悬架减振器最佳阻尼匹配研究王天利;王雪;陈双;邓丹【摘要】基于汽车平顺性要求,针对某城市SUV对其前麦弗逊悬架系统的减振器进行最佳阻尼匹配研究,通过建立减振器在工作行程中速度特性分段线性函数的数学模型,计算求得减振器工作中所对应的开阀点的力值;依据减振器试验台测试标准对所设计减振器的外特性进行了台架试验,减振器的速度特性匹配曲线与减振器MTS台架试验曲线在开阀速度处的力值误差仅为13％;依据悬架的硬点参数建立了1/2悬架ADMAS模型,通过更改减振器的属性文件及对悬架进行双轮同向激励,验证悬架的振动特性.实验结果表明,基于汽车平顺性的减振器最佳阻尼匹配研究方法正确,且匹配的减振器应用于实车前悬架具有良好的振动特性.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】4页(P160-163)【关键词】悬架系统;减振器;最佳阻尼;仿真模型【作者】王天利;王雪;陈双;邓丹【作者单位】辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121001;辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121001;辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121001;辽宁省科学技术情报研究所,辽宁沈阳110168【正文语种】中文【中图分类】TH16;U463.33汽车悬架作为连接车身与车轮的重要组成部分，对汽车的平顺性、安全性和操稳性起着决定性作用。
减振器与弹簧相并联，来衰减汽车行驶中车身的振动，是汽车悬架的最重要的阻尼元件之一[1]，悬架合理的刚度及阻尼特性是保证悬架具有良好的振动特性的重要因素。
国外学者对减振器动态特性仿真技术分析开展了较多的研究工作，并且对参数化建模方法进行了总结性的探讨。
但对于减振器阀系参数匹配并没有可靠的方法[2]，因此传统减振器阀系参数设计方法是根据经验在某些减振器阀系的基础上改变阀片的参数来改变减振器的阻尼力，并反复的试验与更改参数进行优化设计。
很少有学者通过最佳阻尼匹配减振器特性数学模型进行匹配研究，大多数利用阀片大挠度变形公式对阀片近似设计，因此目前的设计方法不能满足所有论文需要增加实验照片和测试手段；“减振器台架试验值与计算值较为吻合”？针对某款城市SUV，对其前麦弗逊悬架系统的减振器进行最佳阻尼匹配研究，通过对减振器MTS台架试验及建立1/2悬架ADMAS仿真模型进行振动仿真，验证悬架最佳阻尼匹配研究方法的正确性。
汽车半主动悬架减震器阻尼匹配设计
10.16638/ki.1671-7988.2017.02.001汽车半主动悬架减震器阻尼匹配设计郭建辉，邹金校，高恩壮（长安大学汽车学院，陕西西安710064）摘要：半主动悬架作为汽车悬架发展的主要方向，具有良好的性价比。
对于阻尼可控半主动悬架，阻尼的匹配对悬架系统至关重要。
文章从保证汽车舒适性和安全性角度出发，研究汽车半主动悬架最佳阻尼匹配方法。
首先分别从保证悬架系统最舒适和最安全出发研究悬架阻尼比，然后确定半主动悬架最佳阻尼比[1]，最后匹配悬架最佳阻尼系数。
关键词：减震器；阻尼匹配；阻尼比中图分类号：U461.9 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2017)02-01-03Damping Matching Design of Automotive Semi-active SuspensionGuo Jianhui, Zou Jinxiao, Gao Enzhuang( School of Automobile, Chang’an University, Shaanxi Xi 'an 710064 )Abstract: Semi-active suspension as the main direction of the development of automotive suspension, has a good price. For damping controlled semi-active suspension, the damping of the matching is essential to the suspension system.In this paper, from the perspective of vehicle comfort and safety, this paper studies the optimum damping matching method of automotive semi active suspension system.At first, the suspension damping ratio is studied from the most comfort and safety of the suspension system, and then the optimal damping ratio of the semi-active suspension is determined[1], and the optimal damping coefficient of the suspension system is matched.Keywords: shock absorber; the damping match; damping ratioCLC NO.: U461.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)02-01-03前言汽车的悬架系统与汽车的两个主要性能指标——行驶平顺性和操纵稳定性是密切相关的。
悬架特性参数实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在通过实际测试和数据分析，了解汽车悬架系统的特性参数，包括弹簧刚度、阻尼系数、悬挂行程等，并分析这些参数对汽车行驶性能的影响。
通过实验，我们可以优化悬架系统设计，提高汽车的舒适性和操控稳定性。
二、实验原理汽车悬架系统是连接车轮与车架的部件，其主要功能是吸收和缓解道路不平引起的冲击，保证车身平稳，提高乘坐舒适性。
悬架系统的特性参数主要包括弹簧刚度、阻尼系数和悬挂行程等。
1. 弹簧刚度（k）：弹簧刚度是指弹簧单位变形量所需的力。
刚度越大，弹簧越难以变形，对冲击的吸收能力越强。
2. 阻尼系数（c）：阻尼系数是指阻尼器吸收能量的能力。
阻尼系数越大，阻尼器吸收能量越多，车身振动越小。
3. 悬挂行程（x）：悬挂行程是指车轮跳动时，悬挂系统相对车架的位移。
三、实验设备1. 汽车悬架测试台2. 力传感器3. 位移传感器4. 数据采集系统5. 计算机及软件四、实验步骤1. 搭建实验平台：将汽车悬架系统固定在测试台上，确保测试过程中的稳定。
2. 安装传感器：将力传感器和位移传感器分别安装在弹簧和悬挂行程上，用于测量弹簧刚度和悬挂行程。
3. 测试弹簧刚度：在汽车静止状态下，逐渐施加力，记录力传感器输出的力值和位移传感器输出的位移值，利用胡克定律计算弹簧刚度。
4. 测试阻尼系数：在汽车静止状态下，施加一定的频率和振幅的振动，记录力传感器输出的力值和位移传感器输出的位移值，利用阻尼比公式计算阻尼系数。
5. 测试悬挂行程：在汽车静止状态下，逐渐增加车轮跳动高度，记录悬挂行程。
五、实验结果与分析1. 弹簧刚度：实验结果表明，汽车悬架系统的弹簧刚度在1.5×10^5 N/m左右，符合一般汽车悬架系统的设计要求。
2. 阻尼系数：实验结果表明，汽车悬架系统的阻尼系数在0.1左右，符合一般汽车悬架系统的设计要求。
3. 悬挂行程：实验结果表明，汽车悬架系统的悬挂行程在20cm左右，符合一般汽车悬架系统的设计要求。
YFMB-SJ-DP-04前、后悬刚度(阻尼)匹配分析
(项目代号/项目名称)前、后悬刚度（阻尼）匹配分析报告(项目代号-JH-XX)编制： 校对： 审核： 标准： 批准： 日期：河北中兴汽车制造有限公司Qs/ZX QR xxx YFMB-SJ-DP-04/0013版号/修订状态：A/1文件秘级:1引言本报告对前后悬刚度、偏频及阻尼进行了设计计算，对整车进行了偏频匹配和侧倾校核。
结果表明：〃2设计原则本车前悬架为（）悬架，弹性元件为（），装有横向稳定杆；后悬架采用（）结构。
悬架系统的设计应满足开发任务要求，使得整车具有良好的行驶平顺性和操纵稳定性。
3设计参数1、轴距L = mm2、轮距前轮距WT1=mm；后轮距WT2=mm24、轮胎采用（）的子午线轮胎，负荷下静半径为mm，轮胎滚动半径R e=mm。
4前悬架性能计算悬架性能计算主要依据等相关技术资料4.1前悬架平顺性计算4.1.1前悬系统弹性特性及工作行程如表4-1所示为前悬架及弹簧变形计算结果。
则前悬架系统刚度、悬架变形量及偏频的计算结果如表4-2所示。
取空载位置为设计载荷，则设计载荷处静挠度f c为：f c=mm设计载荷处的动挠度：f d=mm总行程为f=f d+f c=mm通常认为轿车的总行程即f d+f c应大于mm，可见本车前悬性能完全满足要求。
前悬及副簧刚度设计结果如图4-1所示：图4-1 前悬及副簧刚度设计结果4.1.2前减振器阻尼匹配前减振器为双向筒式减振器，对于双向筒式减振器相对阻尼系数通常取值为0.2-0.45，在此取ϕ=；又减振器阻力计算公式为：n v=Fγ其中： v为减振器工作速度；从而得到如表4-3所示前减振器阻尼匹配计算结果。
减振器工作缸径D 按下式进行计算：mm P F D =-=)1]([42maxλπ 其中，F max 为减振器拉伸行程最大阻力，根据前面计算结果，并取安全系数K=，则F max =N ；[P]为缸内最大容许压力，一般为3-4N/mm 2,现取3 N/mm 2；λ为减振器杆直径与工作缸直径之比，双向筒式减振器约为0.4-0.5，现取0.5。
汽车悬架系统磁悬浮空气减震器的研究与探索
汽车悬架系统磁悬浮空气减震器的研究与探索汽车在行驶的过程中，路面状况一直制约着车辆的安全性和舒适性，为了减小或消除路面输入引起的震动，缓冲传递给驾驶员、乘客或货物的冲击，减震器应运而生。
减震器不仅提高了汽车稳定性和舒适感，延长了汽车零部件的使用寿命，节省了燃料，还降低了汽车维修和保养的成本。
标签：汽车悬架;减震器;电磁铁1 汽车悬架系统概述及现状1.1减震器的基本原理汽车的减震器也称为“悬挂”，是由弹簧和减震器共同组成的。
减震器并不仅是用来支持车身的重量，而是用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡和吸收路面冲击的能量。
弹簧起缓和冲击的作用，将“大能量一次冲击”变为“小能量多次冲击”，而减震器就是逐步将“小能量多次冲击”减少。
减震器通过一系列结构或设备，抑制路面状况传递给车身的震动，使车辆运动收敛最合理化，从而让驾驶员远离震动带来的不舒适感，尽量减小路面状况对汽车行驶的稳定性和舒适度的影响。
1.2国内外研究现状西方国家汽车减震器技术相对来说比较发达，尤其是液压减震器技术已经相当成熟，国产汽车起步较晚、起点较低，尽管近年来发展迅速，但与国外差距依然很大，汽车减震器亦然。
我国具有广阔的汽车市场，而国产高档汽车减震器几乎全部依赖进口。
开发和研制具有自主知识产权的、高端的汽车减震器是中国汽车制造业必须要克服的难关。
现阶段国外汽车减震器的发展阶段处于充气式减震器、自适应减振器和可调减振器。
比如充气式减震器中就包括荷载感应式和位置依存式，还有电流变减震器、可调减震器、电磁流变减震器等自适应减震器，其中市场占比率较高的使双筒液压减震器，因为其发展时间较长，性能相对不错，所以得到广泛利用。
以上减震器类型都可以针对阻尼力进行无极调整和高频激振大极大提高了汽车的舒适性和稳定性，另外，在噪音降低和减震器外特性的改善等方面也有了很大的进步。
2 磁悬浮空气减震器设想2.1减震器结构设计传统的汽车减震主要通过抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击，传统减震器起到了一定的减震效果，但仍有很多不足。
车辆悬架最佳阻尼匹配减振器设计_周长城
( 1)
式中 : ξ 为悬架最佳阻尼比 ; f 0 为悬架固有频率 。
, 大都是利
( 2)
用《机械设计手册》 所提供的阀片最大挠度计 算公 式 , 对阀系参数进行近似设计 , 参数设计值不可靠 , 因此 , 目前传统的减振器阀系参数设计方法 , 不能满 足汽车减振器设计和生产的需要 。 本文对车辆悬架系统最佳阻尼匹配减振器速度 特性进行研究 , 建立了车辆悬架最佳阻尼匹配减振 器速度特性数学模型 , 对减振器阀系参数进行优化 设计 , 并对设计减振器进行了特性试验与整车振动 特性验证 。
将式10代入式14可得f2ymuki15设压缩行程二次开阀阻尼系数为c2y且二次开阀速度v2y等于复原行程的二次开阀速度v2f压缩二次开阀阻尼力可表示为f2yc2yv2yc2yv2f16将式14代入式16可得减振器压缩行程二次开阀时的阻尼系数c2y17可知压缩行程二次开阀阻尼系数仅为复原行因此利用减振器复原行程速度特性及减振器复原行程二次开阀阻尼力与压缩行程二次开阀阻尼力的比值可确定减振器压缩行程首次开阀后的速度特性
图 1 减振器结构原理 Fig . 1 S tru ct ure princi pium of shock abso rber
根据阻尼力与阻尼系数和速度之间的关系 , 可 ( 5)
式中 : V 1 、V 2 分别为减振器首次开阀速度和二次开 阀速度 ; F 1 和 F 2 分别为减振器在首次和二次开阀 时的阻尼力 。 将式( 4) 代入式( 5) ,得 C2 = 1 V1 C1 +C1 1 η V2 η ( 6)
第 8 卷 第 3 期 2008 年 6 月
交 通 运 输 工 程 学 报
Journal of T raffic and T ransportation Engineering