[发明专利]基于车辆参数的馈能悬架发电机功率的设计方法

摘要

本发明涉及基于车辆参数的馈能悬架发电机功率的设计方法，属于馈能悬架技术领域，其特征在于根据车辆参数及悬架杠杆比，确定悬架系统的最佳阻尼比及阻尼速度特性，通过对最佳阻尼速度特性计算，对汽车馈能悬架发电机的功率进行设计。利用本发明可简便、准确地对馈能悬架发电机的功率进行设计，得到可靠的发电机功率设计值，使车辆悬架达到最佳阻尼匹配，提高车辆行驶平顺性；同时，还可加快产品开发速度，降低馈能悬架发电机的设计和试验费用，提高馈能悬架发电机的设计水平。

主权项

基于车辆参数的馈能悬架发电机功率的设计方法，其具体设计步骤如下：(1)确定车辆悬架系统最佳阻尼比ξo:A步骤：确定基于舒适性要求的车辆悬架系统最佳阻尼比ξoc：根据车辆单轮悬架的簧上质量m2，悬架刚度k2，簧下质量m1及轮胎刚度kt，确定基于舒适性要求的车辆悬架系统最佳阻尼比ξoc，即：ξoc=121+rmrmrk;]]>式中，rm＝m2/m1，rk＝kt/k2；B步骤：确定基于安全性要求的车辆悬架系统最佳阻尼比ξos：根据车辆单轮悬架的簧上质量m2，悬架刚度k2，簧下质量m1及轮胎刚度kt，确定基于安全性要求的车辆悬架系统最佳阻尼比ξos，即：ξos=1(1+rm)R4rmrk;]]>式中，rm＝m2/m1，rk＝kt/k2，R＝rmrk(rmrk‑2‑2rm)+(1+rm)3；C步骤：确定基于舒适性和安全性要求的车辆悬架系统最优阻尼比ξo：根据A步骤中的ξoc和B步骤中的ξos，确定基于舒适性和安全性要求的车辆悬架系统最优阻尼比ξo，即：ξo＝ξoc+0.618(ξos‑ξoc)；(2)车辆馈能悬架所需最佳阻尼速度特性的计算：I步骤：根据车辆单轮悬架的簧上质量m2，悬架刚度k2，确定悬架系统固有频率f0，即：f0=12πk2m2;]]>II步骤：根据车辆馈能悬架系统的杠杆比i，步骤(1)中所确定的最佳阻尼比ξo，及I步骤中确定的固有频率f0，确定馈能悬架复原行程在低振动速度Vk1下的平顺性阻尼系数cd1，即：cd1=4πξ0f0m2i2;]]>III步骤：根据车辆馈能悬架的最大振动速度Vk2，平安比ηps，及II步骤中所确定的cd1，确定馈能悬架复原行程在大于Vk1速度下的安全性阻尼系数cd2，即：cd2=cd1ηps+cd1(1-1ηps)Vk1Vk2;]]>IV步骤：根据在相同速度情况下的馈能悬架压缩行程与复原行程的双向阻尼比β，II步骤中所确定的cd1，及III步骤中确定的cd2，确定馈能悬架压缩行程在低振动速度Vk1y下的平顺性阻尼系数cd1y和在大于Vk1y速度下的安全性阻尼系数cd2y，分别为：cd1y＝βcd1；cd2y=βcd2=βcd1ηps+βcd1(1-1ηps)Vk1Vk2;]]>V步骤：根据II步骤中所确定的cd1，III步骤中确定的cd2，及IV步骤中所确定的cd1y和cd2y，确定馈能悬架所需的最佳阻尼速度特性，即：Fd=cd1V,V∈[0,Vk1]cd2V,V∈(Vk1,Vk2]cd1yV,V∈[-Vk1y,0)cd12yV,V∈[-Vk2y,-Vk1y);]]>式中，Vk2y为车辆馈能悬架压缩行程的最大振动速度，大小等于复原行程的最大振动速度Vk2，即Vk2y＝Vk2；(3)馈能悬架发电机功率P的设计：根据车辆馈能悬架系统的杠杆比i，及步骤(2)中所确定的最佳阻尼速度特性，对所确定的最佳馈能悬架发电机的功率P进行设计，即：P=i2[(Fdk1+|Fdk1y|)Vk1+(Fdk2+Fdk1+|Fdk2y|+|Fdk1y|)(Vk2-Vk1)]4;]]>式中，Fdk1＝cd1Vk1，Fdk2＝cd2Vk2，|Fdk1y|＝cd1yVk1y，|Fdk2y|＝cd2yVk2y；(4)馈能悬架发电机功率设计值P的计算验证：通过原车载减振器的阻尼特性试验及分析计算，对所设计的馈能悬架发电机功率进行验证，其步骤如下：a步骤：利用减振器特性试验台，对该车原车载减振器的阻尼特性进行试验，其中，试验的加载幅值为A，加载频率为f，最大速度为Vmax；试验所测得的原车载减振器的位移数组及阻尼力数组，分别为：X＝{x(i)}，Fd＝{Fd(i)}，其中i＝1，2，3，…，N；其中，N为一个周期循环中所采集的位移数据的个数或阻尼力数据的个数；b步骤：根据a步骤中所测量得到的位移数组X＝{x(i)}和阻尼力数组Fd＝{Fd(i)}，其中i＝1，2，3，…，N，对馈能悬架在一个周期循环中所做的功W进行计算，即：W=Σj=1N-1|Fd(j)|.|x(j+1)-x(j)|;]]>c步骤：根据阻尼特性试验的加载频率f，及b步骤中计算得到的W，对馈能悬架发电机的功率设计值P进行计算验证，即：P＝Wf。