2011
年
(
第
33
卷
)
第
4
期
汽 车 工 程
Automotive Engineering 2011( Vol. 33) No. 4
2011068
基于
MATLAB / Simulink
的汽车减振器外
特性仿真与性能分析
*
*
重庆市重大科技攻关项目
( CSTC,2009AB6018)
资助
。
原稿收到日期为
2010
年
7
月
22
日
,
修改稿收到日期为
2010
年
9
月
8
日
。
徐中明
1,2
,
李仕生
2
,
张志飞
1
,
杨建国
2
( 1.
重庆大学
,
机械传动国家重点实验室
,
重庆
400030; 2.
重庆大学机械工程学院
,
重庆
400030)
[
摘要
]
基于流体力学和弹性力学理论
,
应用环形薄板阀片受均布载荷作用时的挠曲变形解析式
,
建立了双
筒液压减振器的详细数学模型
。
在
MATLAB/Simulink
环境下对模型进行仿真
,
其结果与试验数据符合较好
。
同时
用该模型详细分析了减振器阀系各参数对减振器阻尼力的影响和控制规律
。
关键词
:
减振器
;
数学模型
;
外特性
;
仿真
;
试验
External Characteristics Simulation and Performance Analysis of
Automotive Shock Absorbers Based on MATLAB / Simulink
Xu Zhongming
1,2
,Li Shisheng
2
,Zhang Zhifei
1
& Yang Jianguo
2
1. Chongqing University,State Key Lab of Mechanical Transmissions,Chongqing 400030;
2. College of Mechanical Engineering,Chongqing University,Chongqing 400030
[Abstract] By applying the analytical formulae for the deformation of annular lamina valve under a uniform
load based on the theories of hydromechanics and elasticity mechanics
,a mathematic model for the double-tube hy-
draulic shock absorber is established. A simulation is conducted on this model by using MATLAB / Simulink with a
result agreeing well with test data. In addition,the rules of the influence and control of the valve system parameters
on the damping force of shock absorber are a lso analyzed in detail.
Keywords: shock absorbers; mathematic models; external characteristics; simulations; tests
前言
减振器是汽车的重要组成部分
,
其性能直接影
响汽车的乘坐舒适性和操纵稳定性
[1 - 2]
。
但传统设
计方法主要根据经验确定设计参数
,
然后进行试验
修正
,
需要反复调整
,
并经多次试制与试验
,
这种设
计方法不但周期长
、
成本高
,
而且较难获得最优的减
振器特性
[3]
。
因此
,
从
20
世纪
70
年代开始
,
国外学
者就开展了双筒液压减振器工作特性的建模分析
研究
。
目前
,
国内外对普通双筒液压减振器的建模过
程均应用了流体力学理论
,
但大多仅主要考虑了复
原阀和压缩阀的工况
[4 - 11]
。
对于阀系中活塞阀系
采用
“
阀片
+
复原阀弹簧
”、
底阀阀系采用
“
纯阀片
”
结构的减振器
,
工作过程中底阀阀片产生
“
受均布载
荷作用的环形薄板阀片挠曲变形
”,
而采用此方法建
立减振器数学模型的文献却很少
。
同时
,
研究减振
器阀系各结构参数对减振器阻尼力的影响和控制规
律的文献更少
,
因此本文中采用
MATLAB /Simulink
软件
,
利用
“
受均布载荷作用的环形薄板阀片挠曲变
形
”
理论建立数学模型并进行仿真研究
,
同时还用此
模型详细研究了阀系各结构参数对减振器阻尼力的
影响和控制规律
。
1
阀片弯曲变形微分方程
图
1
为减振器底阀阀系采用纯阀片结构时圆环