摘要：针对液压参数对液压互联悬架输出响应影响强度大小的问题，在Matlab中建立了液压互联悬架半车侧倾耦合频域模型，根据系统的传递函数和路面输入得到了垂直和侧倾输出加速度谱密度并将其与传统悬架进行对比，分析对比结果.采用Morris灵敏度分析方法计算得到各液压参数的灵敏度值并进行灵敏度排序.结果表明，由于在侧倾振动中液压油频繁地流进和流出蓄能器，蓄能器参数及与蓄能器连接的阻尼阀压力损失系数对侧倾振动模态有较大影响；与作动器上下腔连接的阻尼阀压力损失系数对垂直振动模态有较大影响，所得结果为进一步的悬架优化中设计变量的选取提供了理论依据.
关键词：车辆工程；液压互联悬架；功率谱密度；灵敏度分析；Morris法
中图分类号：U463.4 文献标识码：A
综上所述，目前互联悬架的研究集中于合理模型的建立和对动态特性及操纵稳定性的考察，没有单独分析液压参数对耦合系统的影响.本文研究中考虑到液压互联悬架系统中引入了蓄能器等液压元件，因此液压互联悬架的频域动态响应不仅仅依赖于机械系统的相关特性，也与液压系统的特性有关，液压元件相关参数的选取影响着系统的动态输出响应.本文建立了侧倾半车模型及路面频域模型，分析了蓄能器相关参数和阻尼阀相关参数对输出响应的影响，明确了其中哪些参数对系统的总体输出和动态影响较大并做出排序和分析，为悬架优化提供了理论依据.
1半车侧倾模型的建立
1.1机械系统建模
液压互联悬架示意图如图1所示.
液压互联悬架作动器示意图如图2所示.
设仿真速度为72 km/h，得到的车辆加速度响应输出谱密度曲线如图6和图7所示.
传统悬架和液压悬架的对比图应用了双对数曲线图，从图中不难看出，在垂直响应中，由于模型中附加的液压系统导致了悬架整体的刚度和阻尼均发生变化且减小了垂直方向的刚度，故传统悬架曲线优于液压互联悬架曲线.在侧倾响应中，液压互联悬架的峰值明显下降并后移，这是因为在该频率范围内，附加的阻尼矩阵增强了悬架侧倾刚度；在相同路面等级不同车速下，传统悬架和液压悬架在垂直振动方面都表现出随着车速的减小，高频区的振动比较密集，液压悬架在高速低频区出现两个峰值而在低速低频区只有一个峰值；侧倾振动中，高速低频区的曲线斜率大于低速低频区，随着速度的增加在低频区内液压悬架抗侧倾能力明显优于传统悬架，液压悬架的波谷远低于传统悬架的波谷，在高频区液压悬架的抗侧倾能力下降明显.
3液压系统参数对液压互联悬架响应
Morris法灵敏度分析
灵敏度分析是指当系统的输入发生变化时，系统的输出对此变化的敏感程度，即指对系统性能因设计变量或参数的变化的敏感程度的分析[17].局部灵敏度分析只检验单个设计变量变化对模型结果的影响程度，以模型在单个设计变量变化时的输出结果作为评价指标得到灵敏度结论，本文中采取局部灵敏度分析法得到相关结论.
为得到6个变量对车身垂直响应谱密度影响的准确结果，选择灵敏度分析法中Morris方法进行分析.在Isight软件中进行试验设计，随机采取试验数据点，选择车身垂直响应加速度的输出谱密度作为目标函数进行试验设计，其中各参数的取值范围见表2.
计算得到垂直响应影响因子的结果见表3.
垂直响应灵敏度影响因子的柱状分析图如图8所示.
结果表明，连接作动器上下腔的阻尼阀对垂直响应的影响较大，储能器及连接储能器的阻尼阀对垂直响应影响较小.由于车身垂直振动时，流进与流出储能器的油液较少，而大部分油液通过连接上下腔的阻尼阀在左右作动器之间进行交换，所以垂直振动模态中，与储能器相关的设计变量对响应的影响都比较小.此时作动器的作用主要是为垂直振动提供衰减振动的阻尼.
3.2车身侧倾振动模态下参数局部灵敏度分析计算
与垂直振动模态的分析类似，得到车身侧倾振动模态下的灵敏度分析结果，见表4.
sensitivity for roll response
根据表4，得到各个参数对侧倾响应影响程度的排序，从大到小依次为：储能器工作压力、储能器预充压力、与储能器连接的阻尼阀、储能器预充体积、与作动器下腔连接的阻尼阀、与作动器上腔连接的阻尼阀.在车身侧倾运动中，车体在侧向力的作用下挤压或拉伸液压缸使得油液频繁地流进与流出储能器，此时液压油路的压力随之增大或减小从而在液压缸处产生合力阻止车身的侧倾.在侧倾振动模态中，储能器存储和释放能量产生弹簧力和阻尼力，因此储能器及与之连接的阻尼阀的各个设计变量对侧倾响应的影响比较大.综上所述，连接上下腔的阻尼阀对垂直振动的影响较大而对侧倾振动的影响较小；储能器及连接储能器的阻尼阀对侧倾振动影响较大而对垂直振动的影响较小.因此，针对不同的优化目标要求，本文的结论为悬架优化提供了理论依据.
4结论
建立了机械液压耦合系统模型和路面模型，得到了各加速度响应的输出谱密度曲线，随着频率增大，垂直及侧倾响应加速度功率谱密度减小.垂直模态加速度输出谱密度减小的过程中，在频率为1.19 Hz处出现峰值；侧倾模态加速度输出谱密度减小的过程中，在频率为4.89 Hz处出现峰值.利用灵敏度分析Morris法得到液压系统的参数对于车身垂直加速度响应及车身侧倾加速度响应的影响程度，结果表明，储能器参数对侧倾加速度响应影响较大而油管上的阻尼阀参数对垂直加速度响应影响较大.在车身的模态分析中，液压系统的参数对侧倾响应的影响大于对垂直响应的影响.
参考文献
[2]BASTOW D， HOWARD G， WHITEHEAD J P. Car suspension and handling[M]. 4th ed. Hoboken， New Jersey： Wiley & Sons Ltd， 2004.
[4]GARROTT W， HOWE J， FORKENBROCK G. Results from NHTSA’s experimental examination of sel
[6]陶又同.液压悬挂系统的示功图法模型辨识[J]. 武汉理工大学学报：交通科学与工程版，1985（4）：95-103.
TAO You-tong. The indicator diagram method of hydraulic suspension system model identification[J]. Journal of Wuhan University of Technology： Transportation Science & Engineering， 1985（4）：95-103.（In Chinese）
[7]赵春明.油气悬架系统动力学理论及其相关控制技术研究[D]. 大连：大连理工大学运载工程与力学学部，1998.
CHEN Guo-chun. Simulation and analysis of hydropneumatic elimination torsion suspension based on ADAMS[D]. Changchun： College of Automotive Engineering， Jilin University， 2005： 16-63.（In Chinese）
[9]陈禹行. 油气耦连悬架系统的建模与仿真分析[D]. 长春：吉林大学汽车工程学院，2005： 15-67.
CHEN Yu-hang. Modeling and simulation analysis of hydro-pneumatic coupled suspension system[D]. Changchun： College of Automotive Engineering， Jilin University， 2005： 15-67. （In Chinese）
DU Da-hua. Frequency domain characteristics analysis of hydraulic fluid system[J]. Machine Toll & Hydraulics， 2006（10）：86-91. （In Chinese）
LI Yong-li， ZHOU De-jian， HUANG Hong-yan. The structural characteristic analysis of flexibility circuit module based local sensitivity analysis[C]//Proceedings of 2008 BBS on China’s Electronics Manufacturing Technology.Taiyan：Second Institute of China Electronics Technology Group Corporation， 2008： 14-17.（In Chinese）