理论教育 油气弹簧特点总结:车辆悬架弹性力学解析计算理论

油气弹簧特点总结:车辆悬架弹性力学解析计算理论

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:油液作为介质,可以起到润滑作用,同时,油液通过节流阀的阻尼,还可起到减振器的作用,因此可以省去专门的减振器。油气弹簧与高度控制阀配合,控制汽车车身的高度和姿势。油气弹簧的液压油液流经圆孔式节流阀或阀片式节流阀时,油气弹簧阻尼呈现良好的非线性,可满足车辆对悬架阻尼特性的要求,可迅速抑制车架的振动,具有很好的减振特性。

油气弹簧特点总结:车辆悬架弹性力学解析计算理论

油气悬架已经应用到多种型号的特种车和工程机械车辆上,大大提高了车辆的性能。油气悬架的关键部件油气弹簧,是以可压缩的气体作为气体弹簧和减振元件合在一起的弹性元件。油液作为中间介质,起传递作用力和衰减振动的作用。它具有非线性的工作特性,随着所传递作用力的增加,刚度也急剧增大,这样就避免了非悬架部分对车体的撞击,大大提高了车辆的行驶平顺性。可调式油气悬架系统是一种车辆用新型悬架装置,为可控制型,集弹性元件和阻尼元件于一体,具有车辆所需的理想非线性特性,除能提高车辆的通过性和平顺性以外,还具有比较完善的调节功能,如无论在空载或满载时,都能保持车辆距地高度不变,进而使悬架刚度适应空载或满载的变化要求;可实现弹性悬架的切换(即闭锁功能),还可调整车辆的姿态,如实现车辆的前倾后仰、上升下降等。

1.油气弹簧的优点

油气弹簧与传统的被动悬架相比,基本功用是相同的,但是加入液压传动控制技术后,与传统的被动悬架区别较大。油气弹簧的优点如下所述。

1)单位储能比大。采用钢筒作为气室,气体压力可以很高,在氮气充气压力为6MPa的条件下,油气弹簧的单位重量储能是钢板弹簧单位重量储能的3500倍,这有利于减轻悬架的质量和结构尺寸。因此,油气弹簧体积小,质量也小,单位储能比大。

2)具有减振器作用。油液作为介质,可以起到润滑作用,同时,油液通过节流阀的阻尼,还可起到减振器的作用,因此可以省去专门的减振器。

3)车身高度控制作用。油气弹簧与高度控制阀配合,控制汽车车身的高度和姿势。通过悬架油缸的同时或单独调节,车架高度可上、下升降,前、后升降或左、右升降,这对改善车辆的通过性和行驶性十分重要。

4)非线性刚度特性。被动悬架因弹性元件的刚度大多为线性而使其刚度基本保持不变,因此车架的自然振动频率f就会随着车架质量mu的变化而变化;而在油气弹簧中,弹性元件的刚度具有非线性、渐增(减)的特点,这就有可能通过参数优化设计来保持车体的振动频率不随车体质量的变化而变化或变化很小。

5)非线性阻尼特性。油气弹簧的液压油液流经圆孔式节流阀或阀片式节流阀时,油气弹簧阻尼呈现良好的非线性,可满足车辆对悬架阻尼特性的要求,可迅速抑制车架的振动,具有很好的减振特性。(www.daowen.com)

6)刚性闭锁作用。通过切断油缸与蓄能器及其他液压元件的连接油路,利用油液压缩性较小的特点,可使油气弹簧处于刚性状态,在这种条件下车辆可承受较大的载荷并能缓慢移动。

2.油气弹簧的缺点

油气弹簧与传统的被动悬架相比,尽管具有很多优点,但也具有如下缺点。

1)主要缺点是,结构复杂,制造成本高,维修困难。

2)需要额外配置液压、电子电气等诸多辅助控制组件。

3)油气弹簧油、气的密封性要求高,因而加工精度、装配精度要求高,维修、保养比较困难,并需配置一定的专用设备(如充气设备等)。

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