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準(zhǔn)零剛度隔振器在機(jī)動(dòng)車輛上的應(yīng)用

2017-01-04 16:34:20來源: 作者:xdnet

    隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,汽車已經(jīng)作為一種生活的必須品進(jìn)入到千家萬戶。連續(xù)幾年,我國的汽車產(chǎn)銷量一直是居于全球第一。在國外歐美等發(fā)達(dá)國家,雖然汽車總的保有量已經(jīng)接近飽和,汽車產(chǎn)量也基本保持平穩(wěn),但是汽車生產(chǎn)商仍然投入大量的精力在新能源汽車以及無人駕駛汽車等新型汽車上。在汽車設(shè)計(jì)研發(fā)過程中,不管是常規(guī)的汽車還是新型汽車,無法避免的一個(gè)問題就是汽車的乘坐舒適性。汽車作為一種與人們生活緊密相連的交通工具,那就必須要注重使用者的感官體驗(yàn):汽車內(nèi)的布局應(yīng)盡量讓駕駛員以及乘員操作方便,色彩搭配讓人心情舒暢,汽車視野盡量開闊,噪聲小,娛樂設(shè)施完備,這些都能提高乘員的乘坐舒適性。還有一個(gè)重要方面,汽車行使過程應(yīng)盡量的平穩(wěn),不隨著壞路面以及起伏路面做過于激烈的振動(dòng),即汽車的行駛平順性。在這些年間,我國的高速公路迅速發(fā)展,在國內(nèi)建設(shè)了大量的高速公路網(wǎng),路面質(zhì)量都相當(dāng)好,但是在許多的鄉(xiāng)村公路、國道以及部分的城市道路仍然是僅僅相當(dāng)于級(jí)公路,容易造成乘員的乘坐不舒適,而城市道路中的減速帶、壞路面等也容易引起乘員不舒服。因此不論是對(duì)于迅速發(fā)展的汽車制造,還是對(duì)于科技前沿的新型汽車,改善汽車的平順性都是具有十分重要的意義。
    準(zhǔn)零剛度系統(tǒng),顧名思義,其在平衡位置時(shí)候剛度近似等于零,故稱其為準(zhǔn)零剛度。準(zhǔn)零剛度隔振系統(tǒng)是采用正負(fù)彈簧相互結(jié)合,系統(tǒng)剛度具有非線性特性,并且系統(tǒng)具有大的靜剛度和小的動(dòng)剛度特性。準(zhǔn)零剛度隔振器是一種被動(dòng)隔振器,由于它的準(zhǔn)零特性,即在平衡位置時(shí),隔振系統(tǒng)有大的靜剛度和小的動(dòng)剛度,因此能夠?qū)崿F(xiàn)低頻甚至超低頻的隔振;而且準(zhǔn)零剛度隔振器對(duì)阻尼的敏感性使得在共振區(qū)間能有效抑制共振,有利于隔振。

    汽車的平順性是舒適性的主要內(nèi)容之一,主要是以行駛過程中人的主觀感覺以及貨物的損壞程度來評(píng)價(jià)的。當(dāng)汽車在正常路面行駛過程中,乘員都會(huì)由于路面的不平而上下振動(dòng),當(dāng)路面的突然變化而減振系統(tǒng)的減振效果有限而使得振動(dòng)超出了一定范圍,乘員就會(huì)感覺到不舒服。在當(dāng)今汽車不僅作為交通工具,也作為人們休閑娛樂工具而使用的時(shí)候,乘坐的不舒服就會(huì)直接影響接下來乘員的工作生活等。而貨車只有保證良好的平順性,才能保證在運(yùn)送貨物的時(shí)候貨物的完整性。汽車作為一個(gè)復(fù)雜的工作系統(tǒng),像發(fā)動(dòng)機(jī)等很多重要的部分在振動(dòng)時(shí)都會(huì)對(duì)它的工作性能帶來不好的影響,甚至導(dǎo)致工作故障的發(fā)生。因此,提高汽車的平順性,對(duì)于汽車部件的使用可靠性以及使用壽命也有極大的意義。采用好的汽車輪胎以及隔振性能好的車架,都能改善汽車的行駛平順性,但是它們對(duì)平順性的影響都較小,而且現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)取得了較為好的效果,技術(shù)上很難有突破。

    汽車懸架部分的隔振性能,對(duì)汽車平順性有明顯的影響。通過采用隔振性能良好的隔振元器件,就能明顯改善汽車的平順性,提升汽車的綜合性能?,F(xiàn)在在豪華車以及高端車上,采用的空氣彈簧懸架就取得了很好的平順性。但是由于空氣彈簧成本較高,控制復(fù)雜,并不能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的應(yīng)用。具有準(zhǔn)零剛度特性的彈性系統(tǒng),本身具有大的靜剛度和小的動(dòng)剛度,在低頻振動(dòng)尤其是大幅振動(dòng)時(shí)候隔振效果十分明顯,而且在阻尼的作用下能有效的消除隔振系統(tǒng)的共振。汽車在一般路面行駛的過程中,振動(dòng)多為低頻大振幅的振動(dòng),因此準(zhǔn)零剛度隔振器的應(yīng)用有望實(shí)現(xiàn)較為良好的隔振效果。加上準(zhǔn)零剛度隔振器為被動(dòng)隔振,無需復(fù)雜的控制系統(tǒng)即可實(shí)現(xiàn)較好的隔振,因此具有極大的應(yīng)用前景。

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