基于两级蓄能器结构油气悬架的特性研究

针对重型车辆在空载和满载工况下载荷差距较大的特点,在传统液压弹簧悬架基础上设计了适合车辆作业要求的两级蓄能器结构的油气悬架系统,建立了液压弹簧悬架与两级蓄能器结构油气悬架刚度和阻尼的数学模型以及单悬架的振动模型,对比分析了在模拟随机路面输入下,悬架在空载与满载工况下的振动特性。仿真与试验结果表明:通过对两级蓄能器参数的合理匹配,能够使悬架系统的固有频率在两种不同工况下基本一致,验证了改进后的两级蓄能器油气悬架在改善车辆行驶的平顺性和稳定性效果显著。     

某地铁车辆油气弹簧外特性分析与计算

为准确描述油气弹簧力学特性,基于流体力学原理,完整建立了某型城市客运车辆双蓄能器式油气弹簧的力学模型,仿真得到了该型油气弹簧的速度特性与位移特性;详细介绍了不同于一般车辆液压悬架阀片式的实体式阻尼阀;讨论油气弹簧关键参数对其外特性的影响,发现振动速度、蓄能器气压等因素对油气弹簧外特性影响较大。双蓄能器式油气弹簧是一类集变刚度特性与非线性阻尼力的气、液耦合体。适合载重量变化较大的城市客运车辆,有利于改善车辆平顺性。     

越野车用两级压力式油气弹簧的建模与仿真

两级压力式油气悬架可有效地解决传统单气室油气悬架在不同载荷状态下的动力学性能矛盾。为进一步提高越野车辆的行驶性能,提出一种越野车用两级压力式油气弹簧,建立考虑油液压缩性的油气弹簧非线性数学模型,并通过台架试验验证数学模型的准确性。建立1/4车辆模型,在随机路面激励下进行平顺性仿真。结果表明,良好路面的满载工况和一般路面的空载工况下,相对于单气室油气悬架,两级压力式油气悬架的车身加速度均方根值分别下降了20.1%和10.7%,轮胎动载荷均方根值分别下降了36.8%和10.4%,两级压力式油气悬架的动行程均方值分别增加了11.8%和1.9%,其撞击限位块的概率小于0.1%,能够满足车辆的使用要求。     

同侧耦连油气悬架车辆平顺性分析

针对同侧耦连油气悬架对多轴车辆行驶平顺性的影响,建立同侧耦连油气悬架液压系统模型和整车与油气悬架耦合动力学模型。开展油气悬架台架试验,验证了油气悬架模型的正确性。安装同侧耦连油气悬架和独立悬架车辆在随机路面输入下进行了行驶平顺性仿真分析,并对同侧耦连油气悬架车辆平顺性进行参数化分析。结果表明,随机路面输入下,同侧耦连油气悬架各油缸刚度特性一致,因此车身俯仰角较独立悬架较小,且能够平衡各轴轮胎动载荷;随着车速的增加,车身质心加权加速度和轮胎动载荷均呈增加趋势,但车身质心加权加速度在车速为50~60 km/h过程中稍有下降,在车速为60~80 km/h过程中基本保持不变;蓄能器静平衡初始体积减小,刚度增大,车身质心加权加速度随蓄能器静平衡初始体积减小呈增大趋势,但在车速为60~80 km/h过程中不同初始体积对加速度影响不同,蓄能器静平衡初始体积变化对轮胎动载荷影响不明显。     

横风条件下重载货车直线区段运行安全性研究

针对直线区段横风载荷对重载货车动力学性能影响规律开展研究.基于车辆动力学理论,建立了考虑横风载荷的三连挂重载货车单元三维仿真模型,计算分析空载和满载两种状态下车辆运行速度与横风风速对轮轨相互作用的影响.研究结果表明:货车轮轨力和各项安全性指标均随车辆运行速度和风速的增大而增大,轮轨横向相互作用受横风载荷影响尤为显著;空载货车受强风载荷作用具有较高倾覆风险,满载货车在横风载荷作用下依旧满足车辆运行安全需求;列车开行通过多风区段应适当限速运行,强风区域设置挡风墙,以降低横风载荷对行车安全的威胁.     

新型轨道车辆双蓄能器式油气悬架特性研究

为准确描述双蓄能器式油气悬架力学特性,基于流体力学原理,完整建立了某型城市客运车辆双蓄能器式油气悬架的力学模型,仿真得到了该型油气悬架的速度特性与位移特性;详细介绍了不同于一般车辆液压悬架阀片式的实体式阻尼阀;讨论了油气悬架关键参数对其外特性的影响,发现振动速度、蓄能器气压等因素对油气悬架外特性影响较大。双蓄能器式油气悬架是一类集变刚度特性与非线性阻尼力的气、液耦合体,适合载重量变化较大的城市客运车辆,有利于改善车辆平顺性。     

自行式载重车自适应悬架组群系统顺应性

对自行式载重车悬架组群系统进行了顺应性描述和顺应效果评价,针对目前传统的液压弹簧悬架系统,设计改进了一种自适应悬架组群系统,建立了整车和自适应悬架组群系统的非线性数学模型;在额定载荷为3200kN的两纵列六轴线自行式载重车的基础上,以随机路面激励为输入,在空载和满载工况下建立了液压弹簧悬架系统和自适应悬架组群系统的仿真模型。仿真分析和现场试验对比结果表明,改进后的自适应悬架组群系统在空载和满载工况下顺应系数分别提高了103.8%与55.1%,系统液压缸输出力更加平缓,具有更好的顺应性,采用改进后的自适应悬架组群系统的自行式载重车在行驶过程中的抗冲击振动能力和改善车辆平顺性方面效果显著。     

特种车辆油气弹簧漏气故障的识别与预测

针对特种车辆实现基于状态的维修和自主保障需求,首次对特种车辆悬挂系统的核心部件油气弹簧进行了基于数据驱动方法的状态识别和故障预测研究。对油气弹簧的主要故障模式和机理进行了分析,针对发生频率最高的漏气故障,提出了一种适用于不同工况下的基于相同位移下气压变化的特征提取方法。提出了一种基于支持向量分类机和回归机的故障识别和预测框架,采用该框架能适应实车应用环境的要求,无需增加额外传感器,只利用车辆现有的测试环境就能实现油气弹簧漏气故障的实时监测和预防性维护,与其他基于振动信号的方法相比更具有实用性。在试验室内进行了模拟状态退化试验,利用采集的数据验证了方法的可行性,可用于特种车辆油气悬架的在线状态监控和预测。     

重型挂车油气弹簧平衡悬架系统设计

车辆油气悬架系统是决定车辆行驶过程中平顺性,在车辆的行驶过程中提供操作稳定性。油气弹簧是汽车油气悬架的不可缺少的一部分,在对油气弹簧进行系统分析时,对于提高自主研发油气弹簧的能力并且改善油弹簧的质量具有重要意义。本设计对油气弹簧平衡悬架的特点,油气弹簧及平衡悬架的结构和设计研究方法进行阐述。     

空气弹簧动态特性拟合及空气悬架变刚度计算分析

为深入研究车辆空气悬架的性能,在悬架系统动力学模型的建立和仿真计算过程中,需要考虑空气弹簧的刚度随弹簧载荷和工作高度改变而变化的特点。根据空气弹簧的动态特性试验数据构成一簇有规律曲线的特点,分别以弹簧工作高度和初始载荷为自变量进行两次曲线拟合,用非线性曲线拟合方法代替气体状态方程,得到空气悬架使用条件下空气弹簧的刚度工作曲线方程。在悬架半车离散状态空间模型仿真的每个计算步长开始时,随悬架动挠度的实时状态来确定模型中空气弹簧的刚度计算数值,从而达到对空气悬架进行变刚度仿真分析的目的。采用此方法计算的某客车空气弹簧气压瞬态响应与滚下法悬架固有频率试验时测到的空气弹簧气压曲线更接近,提出的空气弹簧变刚度特性拟合处理和悬架模型变刚度仿真方法有效。     

多轴工程车辆油气悬架系统参数仿真

建立了多轴越野车辆的平面力学模型,对其参数进行了计算机仿真,仿真参数包括悬架弹簧变刚度和变阻尼,分析涉及的车辆模型有弹簧悬置的车体和4个车桥,研究了车辆系统的6个自由度的运动方程及动态特性,分析了车辆在粗糙路面上的油气弹簧刚度和阻尼特性的非线性变化规律,获得了多轴车辆的悬架系统在路面激励下的响应特性,提出提高车辆平顺性的途径．     

跨坐式单轨车辆的横向平稳性研究

为减小转向架相对轨道梁的摇头角,在车辆通过曲线时,跨坐式单轨车辆的辅助导向装置的输出力矩与二系悬挂摇头力矩相互抵消,直接影响车辆运行的横向平稳性。通过动力学仿真,分析车辆运行速度,以及辅助导向装置油气弹簧预压力对转向架和车体的横向振动加速度功率谱密度影响,确定不同预压力下油气弹簧对横向平稳性的影响。仿真结果表明：横向平稳性处于优秀等级,受车速影响较大,受油气弹簧预压力的不利影响较小;随着油气弹簧预压力增加,横向振动功率谱密度的谱值均略有增加,但影响较小。     

空气弹簧大客车前悬架的前轮定位参数仿真研究

空气弹簧具有变刚度、高吸振、低噪声等优良特性,现在正被广泛应用于各种高档类型车辆.对豪华大客车用空气弹簧的特性进行了计算分析,结果表明,空气弹簧在多种载荷工况下特性曲线具有相似性,说明一种空气弹簧适合于多种载荷的汽车.同时,利用ADAMS/CAR软件,对空气弹簧大客车前悬架进行运动学特性仿真分析.     

铰接式自卸车橡胶弹簧悬架系统的动力学建模与分析

基于XAD250铰接式自卸车悬架结构拓扑关系，建立了橡胶弹簧悬架系统及整车的非线性数字化模型；在ADAMS软件中生成了等级路面后，以不同载荷和车速对样机进行了动力学仿真分析。分析结果表明：前悬架橡胶弹簧刚度的非线性特性能满足驾驶室在不同载荷下具有等支承频率，从而保证稳定的行驶平顺性要求；后悬架系统在轻载荷下较之重载荷具有较高的支承频率，这会影响到车辆的整体行驶平顺性。对后悬架橡胶弹簧刚度进行了优化，优化后橡胶弹簧的非线性刚度曲线能够使车辆保持稳定且有良好的平顺性。     

工程机械液压稳定系统动态特性与实验研究

为了提高装载机整车结构的可靠性与稳定性,设计了一套具有蓄能器、电磁换向阀、可调节流阀的液压行驶稳定系统,建立了简化的整车动力学模型,分析了蓄能器的容积和预充压力对油缸刚度的影响,研究了不同车速、不同载荷等参数下整车结构的刚度变化规律.仿真结果表明加入行驶稳定系统之后,满载和空载工况下垂直方向车架的振动加速度得到了明显的降低.实验结果表明,蓄能器能够较好的跟随液压系统完成工作任务,起到了较好的减震效果.经过正交实验得到了蓄能的性能参数MAP图,为控制策略设计提供了数据参考.     

重型越野车辆油气弹簧设计与验证

为了满足重型越野车辆对大行程弹性元件的要求,创新设计了一种双气室油气弹簧。根据结构和工作特性,建立了两种工作状态下的油气弹簧数学模型,并分析了其刚度特性。加工油气弹簧样件,进行台架试验,获得了不同频率下的油气弹簧作用力和位移数据。分离弹簧作用力中静摩擦力、阻尼力和弹性力。利用弹性力和位移数据,通过曲线拟合方式,识别油气弹簧工作气体不同工况下的多变指数。设计的双气室油气弹簧结构、油气弹簧理论模型,对油气弹簧在大行程越野车上的应用提供了支撑。     

七自由度车-路耦合模型设计及试验研究

针对车辆在行驶状态下车轮对路面的动载荷变化情况，根据车辆对路面的动力学响应理论建立了七自由度车-路耦合数值仿真模型。为进一步证明车辆前后车轮产生的动载荷具有相干性和规律性，搭建了车-路耦合模型试验装置并进行了相关试验研究。装置设计包括：车辆模型基于四轮七自由度车辆模型搭建；路面模型基于Kelvin地基上的Kichhoff薄板理论搭建。试验结果表明：所设计的模型试验装置能够证明车辆在不同载荷和速度下产生的动载荷具有相干性和规律性，仿真数据与试验数据幅值基本吻合，证明数值仿真方法合理，可对工程设计提供参考。     

基于AMESim与MATLAB联合仿真的车辆换挡缓冲技术研究

以国产某型履带车辆为研究对象,利用AMESim建立整车的液压模型,并与MATLAB联合仿真,分析影响机械式缓冲阀缓冲特性的因素,即研究油温、蓄能器弹簧、节流阀孔、泵四个方面对缓冲特性的影响；确定节流阀孔面积、油温、蓄能器弹簧弹性系数等与操纵油路油压之间的动态关系.并对缓冲时间对换挡品质的影响进行了仿真分析,为进一步对车辆换挡缓冲技术进行研究奠定基础.     

液压互联悬架系统关键参数对车辆动力学响应影响及试验验证

液压互联悬架系统能有效改善车辆的操纵稳定性与安全性,因此分析其关键设计参数对车辆动力学响应的影响具有重要意义。以某SUV为应用对象,设计一套侧倾互联式液压悬架系统。在机械液压耦合边界处,车辆将其运动状态量传递至液压系统,引起蓄能器内气体体积变化,从而改变液压回路中系统油压,进而引起耦合边界处作用力变化。将该作用力引入车辆运动方程,提出一种机械液压耦合车辆动力学模型。开展相关试验验证该模型应用于车辆动力学研究的有效性。选取蛇行试验工况,分析液压互联悬架系统关键参数对车辆响应的影响。仿真结果表明,侧倾角和轮胎动载荷的幅值与系统油压、液压作动器上下腔面积差和面积比呈负相关,与蓄能器初始气体体积呈正相关;各关键参数对车辆侧向加速度峰值影响不明显。考虑开展相关试验研究的可行性,对车辆进行实车测试及数据分析,验证仿真分析结论。     

连通式油气悬挂车辆三种行驶状况下数学模型的建立

介绍了连通式油气悬挂车辆在正常行驶、两侧车轮载荷不同及车辆转弯时三种不同状态下数学模型的建立。同独立式油气悬架相比较,能够大大增强整车的侧倾角刚度,减小车辆转弯时车架的侧倾角。通过不同的连接方式,还可以起到抗点头作用,从而提高了车辆行驶的稳定性。