被动悬架设计
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传统的悬架系统的刚度和阻尼是按经验或优化设计的方法确定的,根据这些参数设计的悬架结构,在汽车行驶过程中,其性能是不变的,也是无法进行调节的,使汽车行驶平顺性和乘坐舒适性受到一定影响。
故称传统的悬架系统为被动悬架系统。
如果悬架系统的刚度和阻尼特性能根据汽车的行驶调节(车辆的运动状态和路面状况等)进行动态自适应调节,使悬架系统始终处于最佳减振状态,则称为主动悬架。
主动悬架系统按其是否包含动力源可以分为全主动悬架(有源主动悬架)和半主动悬架(无源主动悬架)系统两大类。
全主动悬架全主动悬架是根据汽车的运动状态和路面状态,适时地调节悬架的刚度和阻尼,使其处于最佳减振状态。
它是在被动悬架(弹性元件、减振器、导向装置)中附加一个可控作用力的装置。
通常由执行机构、测量系统、反馈控制系统和能源系统4部分组成。
执行机构的作用是执行控制系统的指令,一般为发生器或转矩发生器(液压缸、气缸、伺服电动机、电磁铁等)。
测量系统的作用是测量系统各种状态,为控制系统提供依据,包括各种传感器。
控制系统的作用是处理数据和发出各种控制指令,其核心部件是电子计算机。
能源系统的作用是为以上各部分提供能量。
半主动悬架目前,主流的半主动悬架不考虑改变悬架的刚度,而只考虑改变悬架的阻尼,因此它无动力源且只由可控的阻尼元件组成。
由于半主动悬架结构简单,工作时几乎不消耗车辆动力,而且还能获得与全主动悬架相近的性能,故有较好的应用前景。
半主动悬架按阻尼级又可以分成有级式和无级式两种。
(1)有级式半主动悬架它是将悬架系统中的阻尼分为两级、三级或更多级,可由驾驶员选择或根据传感器信号自动进行选择悬架所需要的阻尼级。
也就是说,可以根据路面条件(好路或坏路)和汽车的行驶状态(转弯或制动)等来调节悬架的阻尼级,使悬架适应外界环境的变化,从而可以较大幅度地提高汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。
半主动悬架中的三级阻尼可调减振器的旁路控制阀是由调节电动机来带动阀芯转动,使控制阀孔具有关闭,小开和大开3个位置,产生3个阻尼值。
油气悬架技术是一种新型的车辆悬架技术,是发展现代特种车辆及大型工程车辆的关键技术,本文结合由徐州工程机械集团公司从德国利勃海尔公司引进的LTM系列全路面汽车起重机为例对油气悬架系统的结构、原理和特征作一初步介绍关键词:油气悬架结构原理1 悬架概述悬架是指车架与车桥之间一切传力连接装置的总称,一般是由弹性元件、减振器和导向机构三部分组成,其作用是把路面作用于车轮上的垂直反力(支承力)、纵向反力(牵引力和制动力)和侧向反力以及这些反力所造成的力矩按人们预定的目的传递车架上,以保证汽车的正常行驶。
按车辆在行驶过程中,悬架的性能是否受到控制,可将悬架分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架三种基本类型。
凡不需要输入能量进行控制的悬架称为被动悬架;输入少量能量调节阻尼系数的可控阻尼悬架称为半主动悬架;通过输入外部能量实现控制力调节的可控悬架称为主动悬架。
当然,一些文献并不严格区分半主动悬架和主动悬架的界限。
认为只要有外部能源改变动力特性,该悬架系统就称作是“主动”的。
被动悬架是发展最早、应用最为普遍的一种悬架,经过百余年的发展与不断完善,被动悬架的设计、制造已比较成熟,其成本也比较低廉,但是被动悬架的弹性元件、减振器一旦安装在车辆上,悬架的性能就固定不变,不可再施加控制;半主动悬架和主动悬架是目前乘坐动力学领域的研究热点,采用半主动悬架和主动悬架后,车辆乘坐动力学性能确实得到提高,但与被动悬架相比其成本高、可靠性差,仅用于高档轿车、赛车及重要的载重车辆中。
2 油气悬架的特性及其应用现状油气悬架类属于被动悬架,但油气悬架又具有主动悬架的结构型式,达到了只有主动悬架才能实现的部分功能和性能。
1992年徐州工程机械集团有限公司从德国利勃海尔公司引进的LTM系列全路面汽车起重机以及2002年徐州重型机械厂设计生产的QAY25全路面汽车起重机使用的都是油气悬架。
所谓油气悬架是指以油液传递压力、用惰性气体(通常为氮气)作为弹性介质,悬架油缸内部的节流孔、单向阀等作为减振器元件的一种悬架。