底盤系統零件的振動性能優化技術
汽車的行駛平順性以及聲學性能的改進,除了需要花費精力對組成系統的單個零件進行細致的分析設計之外,更重要的是需要對整個懸架系統以及組成系統的零部件之間的相互作用進行精確研究。通常,由于對單個零件在系統性能中的影響估計不足,有些公司在花費大量的人力物力對懸架或阻尼系統元件進行單獨研發后,得到的系統性能卻不盡如人意。
威巴克公司作為全球汽車工業領域內振動和聲學控制技術的領先者,在多年的產品研究和開發實踐中積累了豐富的經驗,形成了自己獨特而有效的產品開發體系。在威巴克公司,無論是開發新的汽車底盤零件或是對現有底盤零件進行性能優化,總是先從整體上對汽車子系統的振動性能進行研究,識別現存的性能改進空間,然后再通過零件設計技術對單個產品的性能進行優化,最終通過多個階段的測試來驗證所開發的零件成功與否。
零件開發及試驗驗證技術
基于臺架試驗研究所獲得的詳細的系統特性信息,可以用來建立計算機模擬模型。模型包含了所有懸架元件,還有控制臂或連接桿件,有時還會包含具有理想剛性的副車架,元件之間通過耦合元件或力單元相互連接(見圖1)。模型通過對舒適性有影響的零件特性參數來描述。通過開關變量來控制被模擬零件的開或關,以便對比試驗結果和計算結果,分析零件對系統性能的影響以及估計解決方案對系統性能的改進空間。系統中的每個零件都可用具有理想特性的元件替代進行性能貢獻分析,以評價它們各自對系統性能的影響。被優化零件的性能改進空間則可以通過初始狀態和理想狀態下的性能對比來估計。將貢獻分析和性能改進潛力分析技術相結合,可以大大節省設計成本。貢獻分析完成后可以確定主要的被優化零件,例如,充液減振器活塞連桿的摩擦力是小激勵下寄生剛度升高的主要來源,但用一個價格昂貴的低摩擦減振器來替代它并非絕對必要,通常為現有減振器匹配一個改進后的頂部支撐就可以達到所需的舒適性效果。
圖1 多體系統動力學模型
圖2 車橋試驗臺架
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