纯电动汽车悬架系统设计与平顺性分析_倪彰
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122研究与探索Research and Exploration ·工艺与技术中国设备工程 2017.05 (上)中国大学生方程式汽车大赛(简称FSAE)在2010年首次举办,迄今为止已经成功举办了7届,中国大学生方程式汽车大赛为培养学生汽车设计、加工制造、成本控制和车队成员间协作的能力提供了良好的工程实践平台;此外,参与比赛可为各大参赛院校间提供广阔的交流平台,进而推动各院校间学术交流。
1 设计思路FSAE 赛事规则要求赛车悬架系统必须满足以下要求:能够保证赛车具备良好的行驶平顺性、良好的操纵稳定性、合适的衰减振动能力;能可靠的传递车轮和车身之间的各种力和力矩,保证有足够的强度和使用寿命;在赛车制动和加速时保证车身稳定,减小车身纵倾,确保转弯时车身侧倾角合适;便于布置和维护。
根据赛事规则制定FSAE 赛车悬架系统的初步设计流程,如图1所示。
图1 方程式悬架系统设计流程2 前、后悬架基准参数计算选定根据方程式大赛的规则,查阅相关的资料,确定主要基准参数,如表1所示;悬架系统车轮定位参数如表2所示。
表1 悬架基准参数表2 车轮定位参数3 减震器、横向稳定杆的设计3.1 减震器的选取赛车偏频的选取与悬架刚度有直接关系,为了避免共振,偏频的选取不宜一致,同时基于性能的考虑,综合去年FSAE 赛车设计经验,此次赛车悬架偏频的选取为前悬n1=3.2Hz,后悬n2=2.6Hz。
利用赛车整车参数计算适乘刚度,以此来选择合适的弹簧。
悬架传递比为:25.2i MR = (1)前悬弹簧刚度: (2)后悬弹簧刚度: 2)(MR K K WRSR= (3)根据计算数据并参照弹簧参数表,选择前悬为310lb/in,后悬为300lb/in 的弹簧。
对应的弹簧刚度分别为:KS 1=54.3kN/m;KS 2=52.5kN/m。
由此可计算出悬架的实际上跳行程,由于侧倾增益值1.91°/g,不在低负升力赛车的侧倾增益取值范大学生方程式赛车悬架系统设计与仿真分析吴雪玲,倪彰,何宇,张兴,顾迪,赵越(江苏理工学院 汽车与交通工程学院,江苏 常州 213000)摘要:按照FSAE 赛事对赛车及悬架系统的设计要求,以整车基本参数和设计规则为参照依据,选定轮胎、轮辋型号,利用CATIA 软件建立了FSAE 赛车悬架系统的几何模型,对减震器、横向稳定杆等进行结构设计,利用Adams/Insight 软件对轮胎跳动时悬架参数变化进行对比分析与优化,并运用ANSYS 软件对悬架的主要受力部件进行分析。
微型电动汽车悬架系统设计与平顺性分析陈鑫;兰凤崇;陈吉清;翁楚滨;曾文波【摘要】为了开发一款微型纯电动汽车,针对其乘坐舒适、安全可靠的设计要求,分析了悬架系统设计参数并完成了初步设计.为了保证汽车有良好的操纵稳定性,基于Adams/Insight对设计的麦弗逊悬架进行了前轮定位参数优化.在3种极限工况下,对设计的扭转梁悬架模型进行有限元强度分析,以验证其可靠性.为评估整车的平顺性,在随机沥青路面上进行仿真,并经过功率谱密度变换和频率加权得到了3个轴向的加权加速度均方根值.结果表明:优化后的前轮定位参数随车轮跳动有着良好的变化特性;设计的扭转梁悬架满足强度要求;设计的悬架系统使汽车具有良好的平顺性.【期刊名称】《重庆理工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2018(032)008【总页数】8页(P24-31)【关键词】微型纯电动汽车;麦弗逊悬架;扭转梁悬架;平顺性【作者】陈鑫;兰凤崇;陈吉清;翁楚滨;曾文波【作者单位】华南理工大学机械与汽车工程学院/广东省汽车工程重点实验室,广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院/广东省汽车工程重点实验室,广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院/广东省汽车工程重点实验室,广州510640;华南理工大学机械与汽车工程学院/广东省汽车工程重点实验室,广州510640;中国电器科学研究院工业产品环境适应性国家重点实验室,广州 510300【正文语种】中文【中图分类】U463.33近年来,微型电动汽车逐渐受到一些消费者的青睐,但其也存在着操纵稳定性和平顺性较差、安全得不到保障等问题,这不仅会影响到乘员的乘坐体验,甚至会危及乘员的生命安全。
汽车悬架系统作为汽车重要的组成部分,对于确保汽车的舒适性和安全性有着重要意义。
国内外关于汽车悬架系统的研究主要围绕以上性能展开,并且多以基准车为基础,针对已有悬架系统以改善性能为目标进行分析和优化。
一方面,在已有悬架系统结构基础上进行结构参数化,根据悬架的综合性能要求进行参数协同设计优化。
《轮毂电机驱动电动汽车悬架分析与优化》篇一一、引言随着科技的发展,电动汽车逐渐成为现代交通的重要组成部分。
轮毂电机作为一种新型的驱动方式,因其高效、紧凑的结构特点,在电动汽车中得到了广泛应用。
然而,电动汽车的悬架系统对其行驶性能、乘坐舒适性及安全性有着至关重要的影响。
因此,对轮毂电机驱动电动汽车的悬架系统进行分析与优化,具有重要的研究价值。
二、轮毂电机驱动电动汽车悬架系统概述轮毂电机驱动电动汽车的悬架系统主要由弹性元件、减震器、导向机构等部分组成。
其中,弹性元件负责承受和传递垂直载荷,减震器则用于减小路面不平度引起的振动和冲击,导向机构则保证车轮按照设定的轨迹运动。
三、轮毂电机驱动电动汽车悬架系统问题分析1. 振动与噪声问题:由于轮毂电机的特殊性,其驱动系统与悬架系统的耦合性较高,容易产生振动和噪声,影响乘坐舒适性。
2. 悬架性能问题:在复杂的路况下,传统的悬架系统可能无法很好地适应轮毂电机驱动的电动汽车,导致行驶性能和安全性下降。
3. 结构优化问题:现有的悬架系统结构可能存在设计上的不足,如结构笨重、耗能大等,需要进行优化以提升整体性能。
四、轮毂电机驱动电动汽车悬架系统分析方法1. 理论分析:通过建立数学模型,对悬架系统的动力学特性进行分析,了解其工作原理及性能特点。
2. 仿真分析:利用计算机仿真软件,对不同路况下的悬架系统进行仿真分析,预测其性能表现。
3. 实验分析:通过实际道路实验,对理论分析和仿真分析的结果进行验证和修正。
五、轮毂电机驱动电动汽车悬架系统优化策略1. 优化振动与噪声问题:通过改进减震器设计、优化悬挂系统结构等方式,减小振动和噪声的产生。
同时,采用先进的材料和技术,提高悬架系统的刚度和阻尼性能。
2. 提升悬架性能:针对复杂路况,通过优化悬挂系统的参数设置,如弹簧刚度、减震器阻尼等,提高行驶性能和安全性。
同时,采用智能控制技术,实现悬架系统的自动调节和优化。
3. 结构优化:对现有的悬架系统结构进行轻量化设计,降低耗能。
电动汽车平顺性及结构性能参数影响的分析的开题报告一、研究背景及意义随着环保意识日益增强以及油价的不断上涨,电动汽车作为一种环保、省油的交通工具,逐渐被人们所关注和接受。
但是电动汽车在行驶过程中存在一定的平顺性问题,这对驾驶体验和乘坐舒适度带来了一定的影响。
此外,电动汽车的结构性能参数也对其行驶性能和可靠性有着至关重要的影响。
因此,深入研究电动汽车平顺性和结构性能问题,对于提高电动汽车的市场竞争力和用户满意度具有重要意义。
二、研究目的和内容本文将从电动汽车的平顺性和结构性能两个角度出发,综合分析电动汽车的行驶特性及其影响因素,探究平顺性和结构性能参数对电动汽车性能的影响,为未来电动汽车的设计和生产提供参考依据。
具体研究内容如下:1.电动汽车平顺性问题的分析:介绍电动汽车平顺性问题的原因和影响因素,分析电动汽车悬架系统、轮胎、减震器等参数对其平顺性的影响。
2.电动汽车结构性能参数的影响分析:结合电动汽车的结构特点,深入分析电动汽车电池、电机、变速器等关键部件的结构性能参数对整车性能的影响。
3.实验研究:对于影响电动汽车平顺性和结构性能参数的关键参数进行实验研究,通过实验数据分析推测影响因素的大小关系,为优化设计提供科学依据。
三、研究方法和技术路线本文将采用实验研究和理论分析相结合的方法,以电动汽车的平顺性和结构性能为主要研究对象,采用多种技术手段和设备进行检测、分析和验证,主要包括:1.电动汽车行驶特性测试:通过道路试验或模拟路况,对电动汽车的加速性、减速性、稳定性和平顺性等方面进行测试和记录。
2.电动汽车结构性能参数测试:对电动汽车的电池、电机、变速器等关键部件进行参数测量,并从理论角度对其结构特点进行分析和总结。
3.数据处理与建模:采用专业的数据处理软件和建模工具,对实验数据进行处理和分析,建立数学模型,找出关键因素之间的联系和影响程度。
四、预期研究成果及意义通过对电动汽车平顺性和结构性能参数的深入研究和分析,本文将得出以下预期成果:1.找出影响电动汽车平顺性和结构性能的关键因素,建立相应的数学模型,为电动汽车的设计和生产提供科学依据。
电动化底盘主动悬架系统高度与阻尼集成控制赵景波;倪彰;贝绍轶;冯俊萍【摘要】为解决电动化底盘主动悬架系统车身高度或可调阻尼的单独控制问题,改善车辆的整车减振性能,提出了一种车身高度与可调阻尼集成控制的主动悬架集成控制系统,以空气包取代传统的螺旋弹簧,以阻尼分级可调的减振器取代传统减振器,车身高度控制在正常车高模式、车身升高模式和车身降低模式之间切换,可调阻尼控制在软压缩软回弹模式、硬压缩软回弹模式、软压缩硬回弹模式和硬压缩硬回弹模式之间切换。
进行了不同模式下车速为60 km/h工况下的蛇行试验实车道路测试,并分析了主动悬架集成控制系统对整车动态特性的影响。
结果表明,不同模式下的方向盘转角分别为74.5150、69.6032、66.3158和65.8907 deg,方向盘转矩分别为4.5238、4.4400、4.5944和4.4709 N · m,车身侧倾角分别为3.2103、3.0899、2.9877和3.1958 deg,车身横摆角速度分别为16.7901、15.9259、15.1080和15.1499 deg/s,侧向加速度分别为0.5700、0.5488、0.5309和0.5418 g;车身高度与可调阻尼集成控制系统实现了主动悬架系统与整车的良好匹配,提升了车辆的综合性能;验证了主动悬架系统集成控制策略及其结构设计的可行性。
对车辆底盘集成控制系统的设计及控制策略的研究具有重要的理论研究价值和工程应用前景。
%In order to solve the individual control problem of body height or adjustable damping for electric chassis active suspension and to improve the full vehicle performance, a kind of integrated control system with body height and adjustable damping was proposed. The traditional spiral spring was replaced by air bag, and traditional shock absorber was replaced by the adjustable damper. The body height was controlled in the switching modes of the normal height mode, the bodyraise mode and the body reduction mode. The adjustable damper was controlled in the soft compression and soft rebound mode, the hard compression and soft rebound mode, the soft compression and hard rebound mode and the hard compression and hard rebound mode. Full vehicle snaking test with 60 km/h was conducted under different modes and the impact of active suspension integrated control system on the vehicle dynamic characteristics was analyzed. The results show that the test results of steering wheel angle under different modes were 74. 515 0、69. 603 2、66. 315 8 and 65. 890 7 deg respectively, the steering wheel torque under different modes were 4. 523 8、4. 440 0、4. 594 4 a nd 4. 470 9 N·m re-spectively, the body roll angle under different modes were 3. 210 3、3. 089 9、2. 987 7 and 3. 195 8 deg respectively, the yaw rate under different modes were 16. 790 1、15. 925 9、15. 108 0 and 15. 149 9 deg/s respectively, the lateral acceleration under different modes were 0. 570 0、0. 548 8、0. 530 9 and 0. 541 8 g respectively. The integrated control system of body height and adjustable damping achieve good matching between the active suspension system and vehicle, and the vehicle comprehensive performance is improved. The feasibility of the integrated control strategy and struc-ture design of active suspension system is verified. It has an important value for theoretical research and engineering application of vehicle integrated control system and its control strategy.【期刊名称】《广西大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】10页(P347-356)【关键词】主动悬架;空气弹簧;阻尼可调减振器;车身高度;集成控制【作者】赵景波;倪彰;贝绍轶;冯俊萍【作者单位】汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林长春 130025; 江苏理工学院汽车与交通工程学院,江苏常州 213001;江苏理工学院汽车与交通工程学院,江苏常州 213001; 人工智能四川省重点实验室,四川自贡 643000;汽车仿真与控制国家重点实验室,吉林长春 130025; 江苏理工学院汽车与交通工程学院,江苏常州 213001;江苏理工学院汽车与交通工程学院,江苏常州 213001; 人工智能四川省重点实验室,四川自贡 643000【正文语种】中文【中图分类】U463.40 引言主动悬架系统是电动化底盘集成控制系统的关键部件之一,影响汽车行驶的操纵稳定性、平顺性和轮胎接地性能。
基于电动汽车能耗优化的汽车悬架设计方法
基于电动汽车能耗优化的汽车悬架设计方法主要包括以下几个方面:
1. 车辆质量和悬架刚度匹配:电动汽车悬架设计需要考虑到车辆质量较大的特点,为此可以通过调整悬架刚度来使悬架与车辆质量匹配,以提高能耗效率。
2. 减小悬架质量:悬架质量会对电动汽车的能耗造成负面影响,因此可以采用轻量化设计,例如使用轻质材料或者减少悬架部件数量,以减小悬架质量,降低能耗。
3. 减小悬架阻尼:悬架阻尼对车辆的动力损耗有很大影响,因此可以通过调整阻尼系数的大小来优化能耗。
在具体设计中,可以根据路况和驾驶条件来选择合适的阻尼系数,以减小悬架阻尼,降低能耗。
4. 优化悬架布置:合理的悬架布置可以减小悬架在行驶过程中的摩擦力和振动,从而降低能耗。
例如,可以采用多连杆或双叉臂等独立悬架结构,以减小悬架的摩擦力和振动。
5. 利用电动汽车特点:电动汽车具有电动动力系统,可以通过电子控制系统来优化悬架工作状态,进一步提高能耗效率。
例如,可以采用主动悬架控制系统,根据车速、路况和车辆负载等参数,实时调整悬架的工作状态,以降低能耗。
综上所述,基于电动汽车能耗优化的悬架设计方法主要着重于
匹配车辆质量和悬架刚度、减小悬架质量、调整悬架阻尼、优化悬架布置和利用电动汽车特点等方面,以降低能耗,提高汽车的能源利用效率。
纯电动汽车悬架系统设计分析①作者:蔡军来源:《科技资讯》2015年第17期摘要:由于我国当前对纯电动汽车的技术方面有所欠缺,导致市场上普遍出现的小型低速电动汽车,其车身和装配都比较简易,内部装饰粗略,仅带有最基础的操控设施和安全配备,与先进汽车的配置相差甚远。
该文主要阐述了纯电动汽车悬架系统设计的具体条件、技术指标、及悬架系统的整体方案,采用麦弗逊悬架系统分析,最终提出悬架系统的主要评估方式。
关键词:纯电动汽车悬架性能驱动中图分类号:U463.33 文献标识码:A 文章编号:2095-2813(2015)06(b)-0113-02由于纯电动汽车相比传统型汽车来说,其对生活环境所带来的危害极其微小,因此占有很广泛的发展前景和发展空间。
但是由于纯电动汽车的操控稳定性和行驶平顺性较差,很难达到消费者的需求。
采用纯电动汽车的悬置系统,则可以很好的减缓车身振动,增强其稳定性和平顺性,因此对纯电动汽车悬置系统的设计和优化是当前十分重要的任务。
1 悬置系统的设计条件悬置系统的具体作用便是将整体车身的动力总成稳定起来,用来削弱车身的波动幅度。
其动力总成主要包括电动机向车身传递时的振动,和车身向动力总成传递时的,经由悬架系统和地面摩擦时所产生的振动。
车身良好的悬架系统不但能够减弱因为振动而导致的车内噪音,还可以优化纯电动汽车的的功效,可以将经由悬架系统的从车身向动力总成传递的振动降到最低,因此,纯电动汽车的悬置系统不仅仅可以作为动力总成的标准配件,又能够作为纯电动汽车良好的减振设备,所以,在对悬架系统进行设计时,需要满足下面的一些约束条件。
1.1 悬置元件的刚度符合要求纯电动汽车悬置系统的主要作用便是承载动力总成,因此在对其进行设计时需要顾及到车身因强重力作用而导致的悬置元件的变形情况。
此外,也要顾及到纯电动汽车车轮的反作用所产生力矩的因素,这便要求所使用的悬置元件稳固良好,性能优异,可以承载普遍范围内的静载荷和动载荷的功效,这便需要悬置元件的刚度符合要求,不能松软易折,如此方能确保悬置系统的持久性,使纯电动汽车的寿命延长,并且能够配合动力总成良好运行。