油氣懸掛的性能特點(diǎn)及研究現(xiàn)狀

旺旺貍 · 發(fā)表于 2011-1-2 19:33:23

油氣懸掛一般是以惰性氣體（氮）作為彈性介質(zhì),，以油液作為傳力介質(zhì),，呈現(xiàn)出很好的非線性特性,，對(duì)重型越野車輛以及載貨汽車都具有很好的匹配效果,，同時(shí)儲(chǔ)能比很大,，約為330000Nm/kg（以6MPa氮?dú)獬錃鈮毫槔�,，重量比鋼板彈簧輕50%，比扭桿彈簧輕2O%,，從而使它擁有了廣闊的發(fā)展前景,。

1、油氣懸掛性能特點(diǎn)及其研究的必要性
油氣懸掛主要由油氣彈簧組成,，集彈性和阻尼元件于一身,，同時(shí)缸體具有一定的導(dǎo)向作用，所需車體布置空間較小,，以其優(yōu)越的非線性彈性特性和良好的減振功能,，能夠最大限度地滿足工程車輛的平順性要求。從其整體結(jié)構(gòu)看,，目前工程車輛上應(yīng)用的油氣懸掛系統(tǒng)主要有獨(dú)立式和互連式兩種類型,；從油氣彈簧的形式看，則分為單氣室油氣分離式,、雙氣室油氣分離式,、多級(jí)壓力式和油氣混合式等。與其他懸掛系統(tǒng)相比,，油氣懸掛具有如下特點(diǎn),。

1）非線性變剛度特性，油氣懸掛具有非線性變剛度,、漸增性的特點(diǎn),。當(dāng)車輛在平坦路面行駛時(shí)，懸掛動(dòng)行程較小,，彈性介質(zhì)承受瞬時(shí)壓力所產(chǎn)生的剛度也就小,，能夠滿足平順性的要求；當(dāng)車輛在起伏地行駛時(shí),，彈性力呈非線性變化且幅值增加，可以吸收較多的沖擊能量,，發(fā)揮出氣體單位質(zhì)量?jī)?chǔ)能比大的特點(diǎn),，有效起到緩沖作用，避免了能量直接傳遞到車身以及“懸掛擊穿”現(xiàn)象的出現(xiàn),，從而提高車輛的越野速度,，改善其機(jī)動(dòng)性。例如安裝油氣懸掛與安裝扭桿懸掛的M60坦克在美國(guó)阿伯丁試驗(yàn)場(chǎng)第三號(hào)越野跑道（地面不平度為90mm）上進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),，前者平均時(shí)速達(dá)到了38.62km/h,，而后者僅為14.48km /h,。另外，對(duì)于載荷變化較大的車輛,，其必要性也很明顯,。若懸置質(zhì)量變化，剛度不變,，則固有頻率會(huì)隨著載荷發(fā)生改變,。例如解放牌汽車滿載時(shí)，后懸掛質(zhì)量約為空車的四倍多,，倘若使用線性懸掛系統(tǒng),，則滿載與空載的車身振動(dòng)頻率分別為1.6HZ和3.2HZ。固有頻率的大范圍變化會(huì)導(dǎo)致車輛行駛性能變差,；而油氣懸掛的非線性剛度特性能夠有效克服這一缺點(diǎn),，將車身固有頻率保持在一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的范圍，這對(duì)載重型車輛是至關(guān)重要的,。

2）非線性阻尼特性,，安裝阻尼閥后，與普通液壓減振器相同,，油氣彈簧的阻尼系數(shù)也具有非線性特征,，懸掛阻尼力和阻尼比均隨著車架與車橋相對(duì)速度的變化而變化。

3）車姿調(diào)整功能,，可調(diào)式油氣懸掛可以使車體升降,，前后俯仰和左右傾斜，但需附加一套車姿調(diào)節(jié)系統(tǒng),，主要通過(guò)對(duì)懸掛缸的補(bǔ)油或排油實(shí)現(xiàn)上述功能,，以改善車輛的越障能力，提高通過(guò)性,；裝有可調(diào)式油氣懸掛的兩棲作戰(zhàn)車輛涉水時(shí)可以將車輪收起,，減少水流阻力；另外還可以使行駛系統(tǒng)維修方便,，無(wú)需液壓千斤頂即可拆裝車輪,，但調(diào)節(jié)高度有限，一般不超過(guò)300mm,。對(duì)于車姿調(diào)節(jié)功能通常只有在主動(dòng)懸掛中才能實(shí)現(xiàn),，體現(xiàn)了油氣懸掛的優(yōu)越性能。

4）懸掛閉鎖功能,，將油氣懸掛中的動(dòng)力缸和蓄能器分置,，并在連接它們的高壓管路上加裝鎖止閥即可實(shí)現(xiàn)懸掛閉鎖功能，這對(duì)工程車輛具有重要價(jià)值，例如全路面起重機(jī),、吊車,、挖掘機(jī)等，在特殊作業(yè)時(shí)通過(guò)閉鎖形成剛性懸掛,，便于運(yùn)載和移動(dòng)重物另外還可以減輕或消除坦克和自行火炮等軍用車輛在射擊時(shí)產(chǎn)生的車體俯仰振動(dòng),，提高射擊精度。

5）結(jié)構(gòu)緊湊,，加裝阻尼閥后,，油氣懸掛不再需要單獨(dú)的減振器，尤其針對(duì)單缸式油氣彈簧,，結(jié)構(gòu)上更加簡(jiǎn)便,，通常把氣室設(shè)在活塞桿內(nèi)，通過(guò)浮動(dòng)活塞將油氣分離,，以適應(yīng)重型越野車輛動(dòng)行程大的特點(diǎn),，克服了膜片隔離式油氣彈簧動(dòng)行程小的缺點(diǎn)。同時(shí)該套系統(tǒng)體積小,，重量輕,，便于拆裝。

6）不足之處,，由于工作壓力較高,，需選用性能良好的組合密封，同時(shí)還要配備專用充氣裝置,。對(duì)加工精度和裝配工藝要求嚴(yán)格,，增加了生產(chǎn)和維護(hù)成本。隨著機(jī)械加工等相關(guān)技術(shù)的不斷完善和成熟,，上述不足一定能夠被有效解決,，也必將使油氣懸掛得到更大范圍的推廣和應(yīng)用�,？傊�,，油氣懸掛與其它懸掛系統(tǒng)相比能夠充分改善車輛的機(jī)動(dòng)性、舒適性以及操縱穩(wěn)定性,，尤其能滿足特種車輛,、工程車輛和軍用車輛的指標(biāo)要求，具有良好的發(fā)展前景,，成為國(guó)內(nèi)外同行研究的主要方向之一,。

2、國(guó)內(nèi)外油氣懸掛研究現(xiàn)狀及應(yīng)用

2.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀及應(yīng)用
在理論方面,，國(guó)外定性定量的研究工作已經(jīng)開展得比較全面，并已有較為完善的CAD軟件可供產(chǎn)品研發(fā)，但由于涉及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié),，屬于企業(yè)核心技術(shù),，所以很難看到相關(guān)的資料。
從所掌握的信息表明,，國(guó)外學(xué)者曾對(duì)如何建立油氣彈簧合理的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了大量的理論探討,，油氣彈簧數(shù)學(xué)模型通常可以分為參數(shù)化和非參數(shù)化兩種形式,，worden較為系統(tǒng)地介紹了單缸式油氣彈簧的參數(shù)化和非參數(shù)化建模方法,，指出參數(shù)化建模需要以油氣彈簧內(nèi)部結(jié)構(gòu)參數(shù)和有關(guān)物理定律為依據(jù)，能夠較為準(zhǔn)確地描述懸掛缸工作時(shí)的內(nèi)特性,，清楚地分析相關(guān)因素對(duì)系統(tǒng)外特勝的影響規(guī)律,，從而為油氣彈簧的設(shè)計(jì)提供參考，但由于其所含參數(shù)較多,，往往存在校準(zhǔn)時(shí)間長(zhǎng),、計(jì)算速度慢等缺點(diǎn)；非參數(shù)化模型實(shí)際上具有反求的性質(zhì),，通常利用預(yù)先確定的函數(shù)表達(dá)形式對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合來(lái)描述油氣彈簧的非線性特性,，克服了參數(shù)化模型待定系數(shù)多以及校準(zhǔn)和計(jì)算慢的缺點(diǎn)，但非參數(shù)化模型的建立往往需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究,，消耗成本巨大,。由于各種分析和識(shí)別方法都有其各自的特點(diǎn)和局限勝，因此必須針對(duì)具體問(wèn)題,，采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)系統(tǒng)進(jìn)行理論分析和參數(shù)識(shí)別,。
在油氣懸掛的技術(shù)應(yīng)用方面，國(guó)外自20世紀(jì)50年代后期由美國(guó)WABCO公司首次提出以來(lái),，人們從實(shí)踐中逐漸認(rèn)識(shí)到該項(xiàng)技術(shù)重大的開發(fā)潛力,，后經(jīng)過(guò)多年努力，已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展和進(jìn)步,。從國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局檢索到的信息表明,，國(guó)外在涉及油氣懸掛方面的各項(xiàng)發(fā)明專利多達(dá)幾千項(xiàng)，占據(jù)了這一領(lǐng)域的絕對(duì)主導(dǎo)地位,，并且主要集中在上世紀(jì)80年代,，說(shuō)明其早已進(jìn)人了成熟和實(shí)用階段，從搜集的資料來(lái)看,，國(guó)外在以下車輛中應(yīng)用了油氣懸掛系統(tǒng),。

1）軍事特種車輛
包括輪式輸送車、裝甲車,、坦克及導(dǎo)彈運(yùn)輸車等,。例如美國(guó)和德國(guó)合作研制的MBT-70坦克裝有可調(diào)式油氣懸掛,，還可實(shí)現(xiàn)懸掛的液壓閉鎖；美國(guó) UET-A型萬(wàn)能履帶式裝甲工程牽引車,，采用的油氣懸掛具有閉鎖功能,，在推土作業(yè)時(shí)可保持車身呈水平穩(wěn)定狀態(tài)；美國(guó)M107自行火炮具有懸掛閉鎖裝置,，發(fā)射時(shí)可實(shí)現(xiàn)懸掛閉鎖,；美國(guó)HSTV-L輕坦克試驗(yàn)樣車以及AAV7AI兩棲裝甲戰(zhàn)車也采用了可調(diào)式油氣懸掛；前蘇聯(lián)自T-72坦克裝備部隊(duì)后,，大力改善其懸掛裝置,，在后來(lái)研制的T-80坦克、“雷神”導(dǎo)彈防空車,、別拉斯和SSU-20移動(dòng)式導(dǎo)彈發(fā)射車以及空降兵部隊(duì)使用的BMD車上也采用了可調(diào)式油氣懸掛,；法國(guó)AMX-10RC（帶炮）輪式戰(zhàn)車（6*6）、AMX-10C履帶式戰(zhàn)車和輪式“響尾蛇”導(dǎo)彈發(fā)射車（4*4）均裝有可調(diào)式油氣懸掛,，前者重15T,，正常行駛時(shí)最小離地距離為0.35m，可在0.21-0.47m范圍內(nèi)調(diào)節(jié),，后者振動(dòng)頻率可降低到1HZ以下,，平順性接近轎車水平；日本74式主戰(zhàn)坦克裝有可調(diào)式油氣懸掛,，車體可上下升降200mm,，前后俯仰6度，左,、右側(cè)傾9度,，是目前唯一能夠全面實(shí)現(xiàn)上下升降、左右側(cè)傾和前后俯仰的坦克；瑞典無(wú)炮塔的STRV103式S坦克上，采用了可調(diào)式油氣懸掛,，是最早以可調(diào)式油氣懸掛裝備部隊(duì)的坦克。另?yè)?jù)報(bào)道,，英國(guó)的“挑戰(zhàn)者”主戰(zhàn)坦克、法國(guó)的勒克萊爾主戰(zhàn)坦克,、日本的90式主戰(zhàn)坦克,、韓國(guó)的88式主戰(zhàn)坦克、瑞士的“鋸脂鯉”,，包括4*4,、6*6、8*8 等多種輪式裝甲車,、巴西的EETI奧索里奧坦克,、意大利的“半人馬座”24T輪式裝甲車（最大時(shí)速可達(dá)108km/h),，均采用了可調(diào)式油氣懸掛系統(tǒng)。

2）工程,、礦山機(jī)械（車輛）
主要包括各類礦用自卸卡車,、全地面起重機(jī)、鏟運(yùn)機(jī)械和輪式挖掘機(jī)等,。如美國(guó)卡特彼勒(Caterpillar）、日本小松（Komatsu）等公司的重型礦用自卸車,，德國(guó)利勃海爾（Liebherr）,、美國(guó)格魯夫（Gove）、德國(guó)克虜伯(Krupp）等公司的全地面起重機(jī),，日本神戶鋼鐵株式會(huì)社（KOBELCO）的越野輪胎起重機(jī),，美國(guó)卡特彼勒(Caterpillar）公司的TS-24B型鏟運(yùn)機(jī)，日本日立建筑機(jī)械有限公司（Hitachi）的輪式挖掘機(jī)等,。

3）賽車及轎車,，如法國(guó)雪鐵龍（Citroen）公司Citroen DS19、ID-19型賽車,，德國(guó)的BENZ 450EL6.9,，法國(guó)的Citron CS、CX系列轎車等,。

2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀及應(yīng)用
國(guó)內(nèi)對(duì)油氣懸掛的研究也始于20世紀(jì)50年代末期,，北京工業(yè)學(xué)院率先在1959年做出了樣件，進(jìn)行了臺(tái)架試驗(yàn),，1960年又進(jìn)行了裝車試驗(yàn),，取得了國(guó)內(nèi)最早的第一手資料。但直到80年代初期國(guó)內(nèi)才真正有實(shí)際產(chǎn)品出現(xiàn),，技術(shù)儲(chǔ)備與國(guó)外相比整體差距較大,，仍舊處在引進(jìn)樣機(jī)、測(cè)繪和類比仿真階段,，自主研發(fā)能力較弱,。資料顯示，武漢水運(yùn)工程學(xué)院陶又同教授的文章是較早用示功圖法研究油氣懸掛的文獻(xiàn),，1984年上海重型汽車廠測(cè)繪了美國(guó)的單氣室油氣懸掛,，并應(yīng)用于上海重型汽車廠生產(chǎn)的SH380\SH382礦用自卸車上，但使用效果并不理想,，主要是密封險(xiǎn)能不好,，可靠性差；90年代初中期,，徐州工程機(jī)械集團(tuán)有限公司（1992年）,、湖南浦玩工程機(jī)械廠（1994年）先后從德國(guó)利勃海爾公司引進(jìn)LTM1025,、LTM1032、LTM1050全地面底盤汽車起重機(jī),，促進(jìn)了油氣懸掛技術(shù)的推廣應(yīng)用,。而后在我國(guó)期刊雜志上出現(xiàn)了許多介紹油氣懸掛系統(tǒng)的文獻(xiàn)，國(guó)內(nèi)一些高校也開始進(jìn)行油氣懸掛技術(shù)的研究,。

1994年北京理工大學(xué)的高凌風(fēng)對(duì)互連式油氣懸掛動(dòng)剛度和車輛振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了分析計(jì)算,，同年同濟(jì)大學(xué)的孫求理對(duì)單筒式油氣懸掛缸進(jìn)行了理論研究和優(yōu)化設(shè)計(jì)；1998年大連理工大學(xué)的趙春明利用功率鍵合圖法建立了描述全路面起重機(jī)互連式油氣懸掛系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型,，利用數(shù)字仿真對(duì)車輛在路面不平度激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)進(jìn)行了研究,；2000年浙江大學(xué)的吳仁智對(duì)LTM1032型汽車起重機(jī)雙氣室油氣彈簧進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真和試驗(yàn)研究，建立了雙氣室油氣彈簧的非線性數(shù)學(xué)模型,；2003年吉林大學(xué)的趙登峰以3303B型自卸汽車油氣懸掛系統(tǒng)作為研究對(duì)象,，對(duì)其動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了研究；2005年吉林大學(xué)的周德成對(duì)礦用自卸車油氣懸掛系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真與試驗(yàn)研究,，并運(yùn)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立了油氣彈簧的數(shù)學(xué)模型,；中國(guó)礦業(yè)大學(xué)的封士彩對(duì)德國(guó)CXPIO32型汽車起重機(jī)油氣懸掛單元?jiǎng)討B(tài)性能進(jìn)行了研究。清華大學(xué)的金達(dá)峰等開展了主動(dòng)油氣懸掛的研究,。
使用油氣懸掛的車輛幾個(gè)廠家的工程自卸車外,，主要集中在軍工方面，如：航天15所研制的固定型號(hào)移動(dòng)式導(dǎo)彈發(fā)射車,，采用了混合式油氣彈簧,，無(wú)車高調(diào)整功能，并使用了簡(jiǎn)易的負(fù)荷平衡措施,，即將車輛兩側(cè)油氣彈簧的氣腔連通,；重慶256廠研制的自行榴彈炮車采用了隔離式油氣彈簧，具備靜態(tài)車姿調(diào)節(jié)功能,，主要用于調(diào)整車輛的發(fā)射狀態(tài),；北京理工大學(xué)研制的某型裝甲輸送車，采用了雙缸式帶反壓氣室的油氣彈簧,，并附加了整車調(diào)節(jié)系統(tǒng),，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)懸掛的剛性閉鎖；北方車輛研究所研制的某型導(dǎo)彈發(fā)射車,，吸收了俄羅斯相關(guān)車輛的底盤技術(shù),，具有整車車姿調(diào)節(jié)系統(tǒng)。
從國(guó)內(nèi)油氣懸掛的研究現(xiàn)狀來(lái)看,，主要存在以下問(wèn)題：

l）由于缺乏試驗(yàn)設(shè)備和經(jīng)費(fèi),，以及國(guó)外取得的先進(jìn)理論成果和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)很少見諸于文獻(xiàn)的緣故，只有少量研究單位有能力對(duì)油氣懸掛進(jìn)行基礎(chǔ)性和系統(tǒng)性的研究,，但所得結(jié)論要達(dá)到指導(dǎo)設(shè)計(jì)和生產(chǎn)實(shí)際產(chǎn)品的要求還有一定距離,；

2）目前國(guó)內(nèi)的研究工作更多地還是停留在引進(jìn)成熟樣機(jī)的基礎(chǔ)上開展相關(guān)理論分析,，導(dǎo)致自主研發(fā)能力不強(qiáng)。到目前為止,，只有徐工集團(tuán),、北方車輛研究所等少數(shù)單位研制的產(chǎn)品達(dá)到了裝車要求，但要與世界先進(jìn)水平接軌,，還有很長(zhǎng)的路要走,。
綜上所述，導(dǎo)致了國(guó)內(nèi)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面研究的匾乏,，安裝有油氣懸掛的車輛品種較少,，而且更多地還是應(yīng)用在軍工方面。

3,、研究方向
人們對(duì)油氣懸掛的評(píng)價(jià)主要體現(xiàn)在性能和使用壽命兩個(gè)方面，性能通常是指油氣彈簧的力學(xué)特性,，包括阻尼特性和彈性特性,；使用壽命則包括懸掛缸零部件抗沖擊的可靠性及密封件的耐久性等。現(xiàn)有技術(shù)中,，國(guó)內(nèi)學(xué)者在產(chǎn)品力學(xué)性能方面的研究居多,，不過(guò)方法和手段較為單一，集中在測(cè)繪或引進(jìn)樣件的仿真與試驗(yàn)分析上,，且精確度不高,，雖然所得結(jié)論具有一定的參考價(jià)值，但還無(wú)法有效指導(dǎo)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作,，所以只有對(duì)不同閥系結(jié)構(gòu)的受力狀態(tài)及其節(jié)流現(xiàn)象進(jìn)行系統(tǒng)研究,，并歸納出完整的解析計(jì)算方法，才能有效逼近減振裝置的標(biāo)準(zhǔn)阻尼特性,，從而達(dá)到準(zhǔn)確設(shè)計(jì)相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)的目的,；在彈性特性方面，國(guó)內(nèi)學(xué)者普遍使用絕熱狀態(tài)下的理想氣體狀態(tài)方程展開研究,，但絕熱指數(shù)與溫度等諸多客觀因素有關(guān),，為便于分析人們通常取其中的某一平均值，容易造成較大誤差,，后來(lái)有人參照國(guó)外研究成果使用8個(gè)常數(shù)的BWR實(shí)際氣體狀態(tài)方程對(duì)彈隆力值進(jìn)行推算,，由于參數(shù)過(guò)多且方程形式復(fù)雜，也不利于工程應(yīng)用,。另外,，國(guó)內(nèi)在產(chǎn)品使用壽命方面的理論探討還很匱乏，相關(guān)報(bào)道和成果也較少,，實(shí)踐表明,，由于阻尼閥承擔(dān)著衰減來(lái)自地面隨機(jī)激勵(lì)的作用,，其所處工作環(huán)境相對(duì)惡劣，且易受到頻繁的交變沖擊,，所以研究如何減小沖擊力值及其交變次數(shù)對(duì)提高阻尼閥的疲勞強(qiáng)度具有重要價(jià)值,；同時(shí)油氣彈簧的泄漏問(wèn)題也是限制其發(fā)展的主要瓶頸之一，這與缸體的溫升有很大關(guān)系,，需要開展較為系統(tǒng)的熱學(xué)研究,，并分析內(nèi)在機(jī)理，找出規(guī)律,，減小其對(duì)密封件耐久性的影響,。
油氣懸掛與其它懸掛形式相比雖然具有明顯的優(yōu)越性，但仍舊屬于傳統(tǒng)的被動(dòng)懸掛范疇,，其阻尼參數(shù)一經(jīng)選定,，便無(wú)法再進(jìn)行更改，從車輛的舒適性和操縱穩(wěn)定性來(lái)看,，只能針對(duì)不同路況采取某種折中方案,，限制了系統(tǒng)性能的充分發(fā)揮。現(xiàn)有技術(shù)中,，半主動(dòng)懸掛的研究主要體現(xiàn)在對(duì)阻尼參數(shù)的控制方面,，通過(guò)調(diào)節(jié)減振裝置的阻尼系數(shù)，改變阻尼比,，以達(dá)到懸掛系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能與車輛行駛狀態(tài)實(shí)時(shí)匹配的目的,，這樣的方式簡(jiǎn)單、可靠且易于實(shí)現(xiàn),，是取代傳統(tǒng)懸掛的新型產(chǎn)品,。
國(guó)外對(duì)半主動(dòng)油氣懸掛的研究重點(diǎn)已從理論探討轉(zhuǎn)入實(shí)際應(yīng)用階段，并制訂了明確的規(guī)劃和進(jìn)度要求,。資料顯示,，美軍規(guī)劃中的“未來(lái)作戰(zhàn)系統(tǒng)” (FCS）將安裝最先進(jìn)的智能油氣懸掛（HASS)，提出的戰(zhàn)技指標(biāo)是使坦克的機(jī)動(dòng)性提高50％,、車身平穩(wěn)性提高30%,，公路時(shí)速達(dá)120km/h，最高越野速度達(dá)100kln/h,；另外,，韓國(guó)的88式坦克已經(jīng)安裝了半主動(dòng)肘內(nèi)式油氣懸掛系統(tǒng)，俄羅斯也進(jìn)行了將油氣懸掛發(fā)展為可控懸掛的研究,。
由于國(guó)內(nèi)在半主動(dòng)油氣懸掛方面的研究還處于起步階段,，所以急需開展相關(guān)工作以提高自身的能力和水平。

4、結(jié)論
總的來(lái)講,，油氣懸掛從理論的提出至今已經(jīng)有幾十年的歷史,，而且也應(yīng)該是今后相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)期業(yè)內(nèi)人士所研究的重點(diǎn)、熱點(diǎn)課題,。國(guó)內(nèi)的眾多專家學(xué)者在懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面做了大量工作,，理論上的探討也常見于各大期刊，為我國(guó)的車輛懸掛事業(yè)做出了很大貢獻(xiàn),。有人說(shuō)我們?cè)谟蜌鈶覓斓睦碚撗芯糠矫嬉呀?jīng)很成熟,，但從嚴(yán)格意義上來(lái)講，我們的理論還遠(yuǎn)不能用“成熟”二字來(lái)形容,，還不能很好地指導(dǎo)設(shè)計(jì)工作,，還需要進(jìn)一步的探索，需要一種“百花齊放”的現(xiàn)象出現(xiàn),，從而帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展,。

車輛半主動(dòng)懸架技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)

　懸架系統(tǒng)是汽車的重要組成部分之一。汽車懸架系統(tǒng)是指連接車身和車輪之間全部零部件的總稱,，主要由彈簧,、減振器和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)三大部分組成，其作用是傳遞車輪和車架之間的一切力和力矩,，并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車架(或車身)的沖擊載荷，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng),，以保證汽車的平順行駛,。

半主動(dòng)懸架是指懸架彈性元件剛度和減振器阻尼力之一或兩者均可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的懸架。由于半主動(dòng)懸架在控制品質(zhì)上接近于主動(dòng)懸架,，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，能量損耗小，成本低,，因而具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/font>

　半主動(dòng)懸架技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

根據(jù)懸架的阻尼和剛度是否隨著行駛條件的變化而變化,，可將懸架分為被動(dòng)懸架、半主動(dòng)懸架和主動(dòng)懸架,。隨著生活水平的不斷提高,，用戶對(duì)汽車舒適性的要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的汽車懸架系統(tǒng)已不能滿足人們的要求,。人們希望汽車車身的高度,、懸架的剛度、減振器的阻尼大小能隨汽車行駛速度以及路面狀況等行駛條件的變化而自動(dòng)調(diào)節(jié),，從而達(dá)到乘坐舒適性的提高,。

1973年，美國(guó)加州大學(xué)戴維斯分校的D.A.Crosby和D.C.Karnopp首先提出了半主動(dòng)懸架的概念,。其基本原理是：用可調(diào)剛度彈簧或可調(diào)阻尼的減振器組成懸架,，并根據(jù)簧載質(zhì)量的加速度響應(yīng)等反饋信號(hào),，按照一定的控制規(guī)律調(diào)節(jié)彈簧剛度或減振器的阻尼，以達(dá)到較好的減振效果,。半主動(dòng)懸架分為剛度可調(diào)和阻尼可調(diào)兩大類,。目前，在半主動(dòng)懸架的控制研究中,，以對(duì)阻尼控制的研究居多,。阻尼可調(diào)半主動(dòng)懸架又可分為有級(jí)可調(diào)半主動(dòng)懸架和連續(xù)可調(diào)半主動(dòng)懸架，有級(jí)可調(diào)半主動(dòng)懸架的阻尼系數(shù)只能取幾個(gè)離散的阻尼值,，而連續(xù)可調(diào)半主動(dòng)懸架的阻尼系數(shù)在一定的范圍內(nèi)可連續(xù)變化,。

有級(jí)可調(diào)減振器

有級(jí)可調(diào)減振器阻尼可在2-3檔之間快速切換，切換時(shí)間通常為10-20ms,。有級(jí)可調(diào)減振器實(shí)際上是在減振器結(jié)構(gòu)中采用較為簡(jiǎn)單的控制閥,，使通流面積在最大、中等或最小之間進(jìn)行有級(jí)調(diào)節(jié),。通過(guò)減振器頂部的電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)閥的旋轉(zhuǎn)位置,，使減振器的阻尼在“軟、中,、硬”三檔之間變化,。有級(jí)可調(diào)減振器的結(jié)構(gòu)及其控制系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，但在適應(yīng)汽車行駛工況和道路條件的變化方面有一定的局限性,。
連續(xù)可調(diào)減振器
連續(xù)可調(diào)減振器的阻尼調(diào)節(jié)可采取以下兩種方式：

1.節(jié)流孔徑調(diào)節(jié)

早期的可調(diào)阻尼器主要是節(jié)流孔可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)的油液阻尼器,。通過(guò)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)減振器的閥桿，連續(xù)調(diào)節(jié)減振器節(jié)流閥的通流面積來(lái)改變阻尼,，節(jié)流閥可采用電磁閥或其它形式的驅(qū)動(dòng)閥來(lái)實(shí)現(xiàn),。這類減振器的主要問(wèn)題是節(jié)流閥結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高,。

2.減振液粘性調(diào)節(jié)

使用黏度連續(xù)可調(diào)的電流變或磁流變液體作為減振液,，從而實(shí)現(xiàn)阻尼無(wú)級(jí)變化，是當(dāng)前的研究熱點(diǎn),。電流變液體在外加電場(chǎng)作用下,，其流體材料性能，如剪切強(qiáng)度,、粘度等會(huì)發(fā)生顯著的變化,，將其作為減振液，只需通過(guò)改變電場(chǎng)強(qiáng)度,，使電流變液體的粘度改變,，就可改變減振器的阻尼力。

電流變減振器的阻尼可隨電場(chǎng)強(qiáng)度的改變而連續(xù)變化，無(wú)須高精度的節(jié)流閥,，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,，制造成本較低，且無(wú)液壓閥的振動(dòng),、沖擊與噪聲,，不需要復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，作為半主動(dòng)懸架的執(zhí)行器是一個(gè)非常好的選擇,。但電流變液體存在著一些問(wèn)題,，如電致屈服強(qiáng)度小，溫度工作范圍不寬,，零電場(chǎng)粘度偏高,，懸浮液中固體顆粒與基礎(chǔ)液體之間比重相差較大，易分離,、沉降,，穩(wěn)定性差，對(duì)雜質(zhì)敏感等,。要使電流變減振器響應(yīng)迅速,、工作可靠，必須解決以下幾個(gè)問(wèn)題：①設(shè)計(jì)一個(gè)體積小,、重量輕,、能任意調(diào)節(jié)的高壓電源。②為保證電流變液體的正常工作溫度,，有一個(gè)散熱系統(tǒng),。③高壓電源的絕緣與封裝。國(guó)外如德國(guó)Bayer公司和美國(guó)Lord公司都已有電流變減振器產(chǎn)品,。

窗體頂端

小蝦1111 · 發(fā)表于 2011-1-2 20:01:27

我感覺。我國(guó)的油氣懸掛系統(tǒng)瓶頸在液壓密封,。

qb5952181 · 發(fā)表于 2011-4-20 10:06:30

回帖是美德,，又能賺威望！�,�,！

811258097 · 發(fā)表于 2011-4-20 21:36:50

回帖是美德，又能賺威望�,。,。�

zhenhua1978 · 發(fā)表于 2012-4-22 20:44:56

樓主了解的比較細(xì)呀佩服

306969554 · 發(fā)表于 2012-4-28 12:10:54

油氣懸掛發(fā)展不好主要是在認(rèn)識(shí)不上去。

306969554 · 發(fā)表于 2012-4-28 12:13:12

懸架是解決車輛品質(zhì)的關(guān)鍵,。我國(guó)汽車只是解決有無(wú)問(wèn)題,。下一階段就看懸架的表現(xiàn)了。

cken · 發(fā)表于 2012-4-29 17:52:11

輕型車已經(jīng)發(fā)展到線性馬達(dá)主動(dòng)懸掛了

小憩の港灣 · 發(fā)表于 2012-4-30 10:56:33

不錯(cuò)的帖子

西山向日葵 · 發(fā)表于 2012-8-21 20:48:43

這東西在我國(guó)還很前衛(wèi)啊,，哈哈

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油氣懸掛的性能特點(diǎn)及研究現(xiàn)狀

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