汽车悬架系统的测试

课程名称：自动控制课程设计

设计题目：汽车悬架系统性能分析院系：

专业：

年级：

姓名：

指导教师：

西南交通大学峨眉校区

20010年7月23 日

课程设计任务书

专业姓名学号

开题日期：年月日完成日期：年月日题目汽车悬架系统性能分析

一、设计的目的

进一步使学生了解汽车悬架的基础知识。掌握建立实际机构的力学模型的分析方法。

二、设计的内容及要求

在汽车行驶过程中，保证汽车行驶的平顺性有重要意义。通过对汽车悬架系统组成组件对系统固有频率，稳定性，快速性的影响以及路面不平度响应的分析来为汽车悬架系统个元件参数的选着提供理论依据。

三、指导教师评语

四、成绩

指导教师(签章)

年月日

摘要：本课程设计通过对汽车悬架系统力学模型的建立求出系统传递函数在通过MTLAB进行图形处理，通过图形分析各参数对系统性能和振动的

影响再根据振动对人的影响从而为汽车悬架系统组成元件指标提供理论

依据。

关键词：汽车悬架振动传递函数固有频率

目录

绪论 (1)

第一章汽车悬架系统 (2)

1.1汽车悬架系统基础知识 (2)

1.2汽车悬架系统的力学模型建立 (3)

第二章各参数对系统性能的影响 (5)

2.1求传递函数 (5)

2.2各参数对系统固有频率的影响 (5)

2.3系统连续脉冲响应 (11)

第三章对汽车悬架性能分析的意义 (19)

3.1振动对人的影响 (19)

3.2振动对人体影响的主要因素 (19)

3.3汽车悬架性能确定 (20)

第四章悬架系统加速度分析 (21)

4.1地面不平度 (21)

4.2加速度对人的影响 (21)

4.3垂直加速度分析 (22)

总结 (24)

绪论

测试是通过对研究对象进行具有试验性质的测量以获取研究对象有关信息的认识过程。要实现这一认识过程，通常需要使被测对象处于某种预定的状态下，将被测对象的内在联系充分地暴露出来以便进行有效的测量；然后，拾取被测对象所输出的特征信号，使其通过传感器被感受并转换成电信号；再经后续仪器进行变换、放大、运算等使之成为易于处理和记录的信号，这些变换器件和仪器总称为测量装置。经测量装置输出的信号需要进一步进行数据处理，以排除干扰、估计数据的可靠性以及抽取信号中各种特征信息等，最后将测试、分析处理的结果记录或显示，得到所需要的信息。

实际的测试系统，根据测试的目的和具体要求的不同，可能是很简单的系统，也可能是一个复杂的系统。例如，温度测试系统可以由被测对象和一个液柱式温度计构成，也可以组成复杂的自动测温系统。上述测试系统中的各种装置，具有各自独立的功能，是构成测试系统的子系统。信号从发生到分析结果的显示，流经各子系统中的某个子系统甚至是子系统中的某个组成环节，测量装置或测量装置的组成部分如传感器、放大器、中间变换器、电器元件、芯片、集成电路等，都可以视为研究对象。因此，测试系统的概念是广义的，在信号流传输通道中，任意连接输入、输出并有特定功能的部分，均可视为测试系统。

测试的基本任务是获取有用的信息，而信息又是蕴涵在某些随时间或空间变化的物理量（即信号）之中的。因此，首先要检测出被测对象所呈现的有关信号，再加以分析处理，最后将结果提交给观察者或其他信息处理装置或控制装置等。

信号，就其具体的物理性质而言，有位移信号、速度信号、加速度信号、力信号、光信号和电信号等。从信息的提取和信息的采用来看，目前以电信号最为方便。因此，各种非电信号多被转换为电信号，再传输、处理或运用。

工程信号多随时间或空间而变化。为用数学工具对信号作准确、定量的描述、分析及研究，测试技术中将信号统一抽象为时间的函数。

第一章汽车悬架系统

1.1汽车悬架系统的基础知识

悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。

典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减震器等组成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别高级轿车则使用空气弹簧。

悬架是汽车中的一个重要总成，它把车架与车轮弹性地联系起来，关系到汽车的多种使用性能。从外表上看，轿车悬架仅是由一些杆、筒以及弹簧组成，但千万不要以为它很简单，相反轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成，这是因为悬架既要满足汽车的舒适性要求，又要满足其操纵稳定性的要求，而这两方面又是互相对立的。比如，为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动，这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵不稳定等。

汽车的悬挂系统分为非独立悬挂和独立悬挂两种，非独立悬挂的车轮装在一根整体车轴的两端，当一边车轮跳动时，另一侧车轮也相应跳动，使整个车身振动或倾斜；独立悬挂的车轴分成两段，每只车轮由螺旋弹簧独立安装在车架下面，当一边车轮发生跳动时，另一边车轮不受影响，两边的车轮可以独立运动，提高了汽车的平稳性和舒

适性。由于现代人对车子乘坐舒适性及操纵安定性的要求愈来愈高，所以非独立悬挂系统已渐渐被淘汰。而独立悬挂系统因其车轮触地性良好、乘坐舒适性及操纵安定性大幅提升、左右两轮可自由运动，轮胎与地面的自由度大，车辆操控性较好等优点目前被汽车厂家普遍采用。常见的独立悬挂系统有多连杆式悬挂系统、麦佛逊式悬挂系统、拖曳臂式悬挂系统等等。

1.2汽车悬架系统的力学模型建立

汽车在路面行驶时，路面和汽车组成一个相互耦合的振动系统。当这个系统的振动频率达到汽车悬架系统的固有频率时，系统发生共振。实验室可建立测试台，简图如下：

1.车轮；

2.测力传感器；3激振台面；4.储能飞轮；5.驱

动电机；6.激振弹簧；7.振动架；8.偏心轮；9.测速齿圈；

10.传动轴

测试台的工作原理：电动机带动储能飞轮旋转‘同时也驱动偏心轮转动，只能上下活动的支承车轮的振动架紧压在偏心轮外缘上，随偏心轮的转动而上下振动，装在振动架和激振台面之间的传感器可测得车轮与激振台面之间的垂直接地的力。测速传感器可根据安装在传动轴上的测速齿圈