油气悬架工程车辆的侧翻稳定性研究.pdf

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1、·34·油气悬架工程车辆的侧翻稳定性研究木贾会星，张信群(滁州职业技术学院，安徽滁州239000)摘要：本文建立了单气室油气分隔式油气悬架的非线性数学模型，和车辆瞬态转向的单轴动力学模型并结合油气悬笨和板簧悬架的具体参数对车辆瞬态转向稳定性进行了仿真研究，得出了与板簧悬架相比，油气悬架可以提斋工程车辆的蕞’l__转向行驶侧翻稳定性的结论。。-‘关键词：工程车辆油气悬架侧翻仿真。中图分类号：U461．6文献标识码：B文章编号：I(1Y2—6886(2ol1)02—00B4。05。童薯≥ResearchonRolloverStabilityofEngineer

2、ingVehiclewithHydro-pneumaticSuspensionJIAHuixing，ZHANGXingqunAbstract：Thenonlinearmathematicalmodelofsingleairchamberoil—gassuspensionandthesingleaxletransientsteeringdynam-icmodelofengineeringvehiclewereestablishedinthispaper．Withthepracticalparametersofleaf-springsuspensionandh

3、ydro—pneu-maticsuspension，thesimulationstudyoftransientsteeringWasmade．Theconclusionthathydro—pneumaticsuspensioncanimprovethesteeringrolloverstabilityofengineeringvehiclecomparedwithleaf-springsuspensionhadbeenobtmned．Keywords：engineeringvehicle；hydro—pneumaticsuspension；rollover

4、；simulationO引言重型工程车辆一方面其悬架系统及车身部件技术水1，l0安装耳平较低，另一方面其行驶的道路条件较为恶劣且装载质量2主油室3阻尼孔大，行驶过程中若发生侧翻将会造成很大的危害。故对重4单向阀型工程车辆进行侧翻稳定性研究，对提高其工作的安全性5主活塞意义重大。目前国内工程车辆主要以板簧悬架为主，本文6副油室7浮动活塞主要介绍了一种单气室油气分隔式油气悬架，通过建立其8导向套动力学模型并结合车辆瞬态转向进行仿真，研究其对车辆9气室行驶侧翻稳定性的影响。1油气悬架的数学模型图1单气室油气悬架结构示意图图2单气室油气悬架实物图1．1油气悬架的结

5、构示意图油气悬架是以油液传递压力，用惰性气体(通常为氮图3中，P，A。，气)作为弹性介质的一种悬架系统，它由蓄能器(蓄能器。分别为I腔(气室)内气体相当于弹簧)和悬架油缸(相当于减振器)等组成，气体压力、截面积和将传统悬架系统的弹簧元件和减振器功能集于一体。本初始体积；P2，A，文所研究的是单气室油气分隔式油气悬架，其结构示意图分别为Ⅱ腔(副油室)如图1所示，实物图如图2所示。油液压力、截面积和1．2油气悬架的非线性数学模型初始体积；P3，A，，油气悬架实际工作时，油液的运动和气室内气体的分别为Ⅲ腔(主油室)压缩过程较为复杂。考虑到工作时气悬架的振动频率不

6、油液压力、截面积和是很高，可将油液和气体看作理想流体，忽略油液的压缩初始体积；A分别性，建立单气室油气悬架的受力示意图如图3所示。为阻尼孔的面积和单·35·向阀的有效面积；，莺分别为悬架油缸的位移、速度；F为力严生的压强，相当于悬架的弹性兀件部分；而第二项为悬架油缸活塞杆的输出力(设复原行程为正，压缩行程为液压油流过阻尼孔产生压力，相当于悬架的减振器。由此负)。可得油气悬架的阻尼力：工作时，活塞杆端固定不动，只是缸筒相对于活塞运动；忽略活塞和缸筒、活塞杆和缸筒之间摩擦的影响；忽略={)sigIl㈤油液在缸筒和阻尼孑L中流动时的压力损失；建立油气悬架(9)非

7、线性数学模型如下。油气悬架压缩时的阻尼力FR为：油气悬架活塞杆的输出力方程为：F=P3A(1)-一】，阻尼孔的流量方程为：油气悬架复原时的阻尼力为：P31{LfQ。一Cd[+位(÷一吉sisnc)]=护(cA3"~I⋯)(2)将油气悬架的阻尼力对主活塞的速度圣求导数可得式中，P是油液密度；C是流量系数；是缸简相对于活油气悬架的阻尼系数C为：塞的输出速度；Q。是通过阻尼和单向阀的流量(Q=A。)；sign(k)是符号函数，根据输出信号的速度方向取c=i：-=+∞：(1一lsign())广ign(一)值，复原行程sign(k)=1，压缩行程sign(k)=一1

8、。(12)I腔(气室)的气体状态方程为：P。Vr_P。。V。(3)