油气悬架技术是一种新型的车辆悬架技术

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1、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。

2、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

3、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。图1所示为LTM1032起重机油气悬架与车架、车桥间的外形连接图。2.1油气悬架的特征a非线性刚度

4、。被动悬架因弹性元件的刚度大多为线性的而使其刚度基本保持不变，因此车架的自然振动频率f就会随着车架的质量M变化而变化；而在油气悬架中，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。b单位储能比大。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的单位重量储能的3500倍，这有利于减轻悬架的质量和结构尺寸。c车身高度自由调节。通过悬架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能和行驶性能十分重要。d刚性闭锁。通过切断油缸与蓄能器及其它液压元件的连接油路，利

5、用油液压缩性较小特点，可使油气悬架处于刚性状态，在这种条件下车辆可承受较大载荷并能缓慢移动。e非线性阻尼。可迅速抑制车架的振动，具有很好的减震性。2.2油气悬架的应用领域a军事车辆。如意大利生产的“半人马座”轮式装甲车、法国生产的AMX-10RC轮式输送车、瑞士生产的“锯脂锂”轮式坦克等b全路面汽车起重机。如德国利勃海尔公司生产的LTM系列起重机、美国格鲁夫公司生产的AT系列起重机、日本钢铁株式会社生产的RK系列起重机、徐州重型机械厂生产的QAY25起重机。c铲运机械。如美国卡特彼勒公司生产的TS-24B自行铲运机d轮式挖掘机。如日本日立建筑机械有限公司生产的10吨轮式挖掘机e矿用自卸车

6、。如美国卡特彼勒公司生产的CAT789自卸车、瑞典沃尔沃公司生产的VMER90自卸车、上海重型汽车制造厂生产的SH380、SH382自卸车2.3油气悬架的技术现状油气悬架技术始于上世纪六十年代后期Karnopp发明的油气减震器，它最先应用在德国和日本的重型车辆上，以后逐步推广应用到军用特种车辆及其工程机械车辆上。目前油气悬架的结构有单气室油气分离式、双气室油气分离式和油气混合式等多种商品化型式。在技术方面，国外定性定量研究比较全面，对于如何进行结构参数的设计以及结构参数的变化如何影响油气悬架的性能，应该说都有较好的研究成果，但因为这是结构设计的关键，属于企业的商业秘密，因此很难看到这方面

7、的相关材料，充其量不过是油气悬架的简化数学模型、仿真及其仿真补充回答： 结果的实验验证等。 国内在油气悬架技术研究方面起步较晚，80年代初才引起国内研究人员的关注。1984年上 海重型汽车制造厂通过测绘美国样机的油气悬架而应用到该厂的SH380、SH382矿用自卸车上， 但使用效果较差。后来，徐州工程机械集团有限公司（1992年）、湖南浦沅工程机械厂（1994 年）先后从德国利勃海尔公司引进了LTM1025、LTM1032、LTM1