基于有限元的商用车膜式空气弹簧垂直刚度特性分析

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1、贵州大学硕士学位论文第一章绪论阀，从而实现车身高度的调节。2)空气弹簧国外的研究现状Benjamin寥鳓第一次提{：lj了空气弹簧有效承压面积的概念，设计了一种挠曲膜式空气弹篝，并在挠蛳膜外设计了一个金属导向板，在空气弹簧的伸张和压缩过程中，蟪此来控制空气弹簧有效承匪面积的变化，并针对空气弹簧的有效承压面积特性作了一系列试验研究。J．R．Evans等人对空气弹簧在火车上的应用作了深入的研究，在1970年作了空气弹簧垂直特性试验，建立了空气弹簧垂直动态特性模型。空气弹簧的侧向特性实验于1994年完成，在大频率和大

2、幅值情况下，测量了空气弹簧在不同载荷下的侧向力和变形，并用正弦波和锯齿波输入来观察速度对侧向特性的影响。GiuseppeQuaglia等人对带有辅助气室的空气弹簧进行了实验研究和理论分析，并进行了计算机模拟研究。KatsuyaYoyofuku等人也通过研究振动频率和弹簧反应之间的关系，分析了管道和辅助气室对弹簧特性变化的影响。AlfHomeyer等人采用有限元法优化了空气弹簧结构，提出了空气弹簧设计的新思想。1．2．2空气弹簧国内的发展历史和研究现状1)空气弹簧国内的发展历史我国空气悬架系统的研究开发工作始于1

3、957年，和当时发达国家的研究几乎同步。在郭孔辉院士的领导下，当时的长春汽车研究所作了大量的试验工作，积累了一些经验。1957年，长春汽车研究所与化工部橡胶工业研究所合作制造出了我国第一辆空气悬架的载重汽车，相继又设计了公共汽车，火车列车等车辆的空气悬架。1958年汽车研究所等单位开发了我国第一只高度控制阀，这种高度控制阀由车门来控制。第二年设计出了高级轿车使用的控制举升系统的高度控制阀。这段时期，我国共设计出了10余种空气弹簧气囊和3种高度控制阀。其中早期的高度控制阀是一种带有油压迟滞机构的延时型阀。但这阶段

4、对高度控制阀的可靠性和整个系统的密封性问题、悬架的稳定性问题、空气弹簧的特性理论问题等没有解决。1980年代初长春汽车研究所再次进行了空气悬架的研究，并为武汉客车厂等几家厂家设计空气悬架，当时汽车自振频率可降低到1．1～1．2HZ，平均车速提高了17％。悬架质量也比钢板弹簧悬架减轻了50～60kg。同年又为沈贵州大学硕士学位论文第一章绪论阳电车公司试制的沈阳SY662空气弹簧无轨电车，运行60000kin，车身、车桥基本没有损伤。1987年长春汽车研究所与沈阳飞机制造公司汽车厂共同开发了CAl51m8空气琴架客

5、车底盘，并装在SF06981A型客车上。这个时期寓旁塞笺蕊榘毒在韵妻曩间穆是橡胶气囊的寿命偏低，高度控制阀的泄漏问题没有解决。进入1990年代，国内客车厂纷纷从国外购置空气悬架及空气悬架底盘装车使用，如桂林大宇、厦门金龙、亚星—奔驰、北方车辆制造厂等二十几家客车生产企业生产的客车上已经装备空气悬架。国外主要的空气弹簧生产企业有德国的大陆公司、美国的费尔斯通公司和固特异公司等，他们的产品在种类、性能、适用范围和质量上都优于国内产品，特别是他们拥有空气弹簧的国际技术标准，在知识产权上具有很大的优势。为满足空气悬架维

6、修配件的需要，近年来国内已有一些企业正在生产空气悬架零部件，如贵州前进橡胶有限公司、浙江瑞安市东欧汽车零件厂、西北橡胶总厂、东风汽车悬架弹簧有限公司、西安晨光橡胶厂等厂家。同时，国内也有一些外资企业在中国进行空气悬架的生产和销售，如美国的Neway公司、德国的SAF公司等。虽然我国对空气悬架进行过一定研究，但对空气悬架特性问题还没很好地解决。由于国外对空气悬架特性研究结果表明，安装有空气悬架的汽车能提高汽车的整体性能。为了提高对空气悬架的自主开发能力，国内各大汽车厂、研究所、大专院校也对空气悬架进行过开发设计和

7、理论研究。如东风汽车研究所对混合式空气悬架进行过设计。中国重型汽车集团公司在斯泰尔车上安装了浮动桥空气悬架。1991年交通部重庆公路科学研究所对大客车非独立空气悬架的导向机构进行了研究。1999年交通部重庆公路科学研究所又对WD6890H型客车安装Neway空气悬架的整车进行了研究。江苏省交通科学研究院与江苏亚星客车厂共同开发中型客车用混合式空气悬架。湖北大学根据振幅的变化范围确定非弹性悬架固有频率域的计算方法，同济大学曾对空气弹簧系统的动特性进行过研究。北京理工大学也进行了日野RC420型客车空气弹簧的台架试

8、验，并进行了空气弹簧静、动特性和气室容积特性的分析。在这段时期沈阳飞机制造公司和交通部重庆公路科学研究所起草了GBll612—89《客车空气悬架用高度控制阀》和GB,ffl3061—91《汽车悬架4贵州大学硕士学位论文第一章绪论用空气弹簧—橡胶气囊》，为高度控制阀和橡胶气囊国产化提供了标准。但是由于受整车技术及空气悬架配套的影响，目前我国对空气悬架系统研究还处于初级阶段。商舄车窑气鳟篝