基于角振動模型的麥弗遜被動懸架

劉之涵 柳江 張果霞

摘 要：為提高麥弗遜懸架控制精度，考慮彈簧體的擺動問題，引入一種新的角振動模型，替代傳統(tǒng)的二自由度線振動模型。采用角坐標(biāo)系，以懸架控制臂的轉(zhuǎn)角表示非簧載質(zhì)量的運動，保留簧載質(zhì)量的垂直運動，推導(dǎo)了運動微分方程并在Matlab中進行建模仿真。

關(guān)鍵詞：麥弗遜懸架;角振動模型;控制臂;仿真

1 引言

現(xiàn)在的懸架通常采用二自由度車身與車輪振動的線性振動模型。但此數(shù)學(xué)模型并未能表達麥弗遜式懸架[1]所具有的，滑柱搖臂機構(gòu)的二維平面運動特征，如果繼續(xù)基于傳統(tǒng)振動模型對麥弗遜式主動懸架的控制器進行設(shè)計，其精確性存在較大的問題。

2 懸架角振動模型

麥弗遜式懸掛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。它由四分之一的車體，輪轂和輪胎、螺旋彈簧、減振器、控制臂組成。

減振器的下支點與控制臂通過鉸鏈相連，可以看出，車輪運動是由控制臂的角位移控制，車輪上下跳動通過控制臂的角位移θ傳遞到減振器和螺旋彈簧上。由于控制臂的質(zhì)量遠小于簧載質(zhì)量和非簧載質(zhì)量，因此可忽略不計，即將控制臂處理為無重?zé)o厚剛性的理論桿件。在上述假設(shè)下，引入角振動模型，選擇簧載質(zhì)量的垂直位移和控制臂的旋轉(zhuǎn)角度為自變量，建立笛卡爾坐標(biāo)系下的平面模型，如圖2?；缮腺|(zhì)量m2沿著Z軸平移，非簧載質(zhì)量m1繞O點旋轉(zhuǎn)，系統(tǒng)的自由度仍然等于2，與傳統(tǒng)1/4模型相同。

參考文獻：

[1]齊峰.汽車拆裝與維護 下[M].湖北：華中科技大學(xué)出版社，2008.10.

[2]理論力學(xué) [M].高等教育出版社，2005.12.

[3]梁榮亮，李孟良.基于路面功率譜面積的路面分級方法研究[R].北京.中國汽車工程學(xué)會年會，2009.10.