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

2017-01-04 16:34:20來(lái)源： 作者：xdnet

    隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，汽車(chē)已經(jīng)作為一種生活的必須品進(jìn)入到千家萬(wàn)戶(hù)。連續(xù)幾年，我國(guó)的汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量一直是居于全球第一。在國(guó)外歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，雖然汽車(chē)總的保有量已經(jīng)接近飽和，汽車(chē)產(chǎn)量也基本保持平穩(wěn)，但是汽車(chē)生產(chǎn)商仍然投入大量的精力在新能源汽車(chē)以及無(wú)人駕駛汽車(chē)等新型汽車(chē)上。在汽車(chē)設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程中，不管是常規(guī)的汽車(chē)還是新型汽車(chē)，無(wú)法避免的一個(gè)問(wèn)題就是汽車(chē)的乘坐舒適性。汽車(chē)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(chē)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(chē)視野盡量開(kāi)闊，噪聲小，娛樂(lè)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(chē)行使過(guò)程應(yīng)盡量的平穩(wěn)，不隨著壞路面以及起伏路面做過(guò)于激烈的振動(dòng)，即汽車(chē)的行駛平順性。在這些年間，我國(guó)的高速公路迅速發(fā)展，在國(guó)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(guó)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(chē)制造，還是對(duì)于科技前沿的新型汽車(chē)，改善汽車(chē)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(chēng)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(xiàn)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(chē)的平順性是舒適性的主要內(nèi)容之一，主要是以行駛過(guò)程中人的主觀感覺(jué)以及貨物的損壞程度來(lái)評(píng)價(jià)的。當(dāng)汽車(chē)在正常路面行駛過(guò)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(jué)到不舒服。在當(dāng)今汽車(chē)不僅作為交通工具，也作為人們休閑娛樂(lè)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(lái)乘員的工作生活等。而貨車(chē)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(chē)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(lái)不好的影響，甚至導(dǎo)致工作故障的發(fā)生。因此，提高汽車(chē)的平順性，對(duì)于汽車(chē)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(chē)輪胎以及隔振性能好的車(chē)架，都能改善汽車(chē)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(chē)懸架部分的隔振性能，對(duì)汽車(chē)平順性有明顯的影響。通過(guò)采用隔振性能良好的隔振元器件，就能明顯改善汽車(chē)的平順性，提升汽車(chē)的綜合性能?，F(xiàn)在在豪華車(chē)以及高端車(chē)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(chē)在一般路面行駛的過(guò)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(wú)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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