气模

第４５卷第５期机械工程学报

Ｖ０１．４５ＮＯ．５２００９年５月

ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ

Ｍａｙ

２００９

ＤＯＩ：１０．３９０１／ＪＭＥ．２００９．０５．２７６

双气室油气悬架特性研究宰

杨波

陈思忠

王勋杨杰赵玉壮

（北京理工大学机械与车辆工程学院．北京１０００８１）

摘要：为改善越野车辆的行驶平顺性，提出一种双气室油气悬架。对双气室油气悬架的结构进行了分析，阐述其工作原理，并建立其数学模型。基于某越野车的参数，建立１／４车辆振动模型，通过仿真分别研究双气室油气悬架的各个参数对其车身加速度、悬架动挠度及车轮相对动载的影响。结果表明，内置蓄能器对车轮相对动载影响大于外置蓄能器；外置阻尼器对平顺性的影响大于活塞上阻尼孔的影响。通过对结果的优化确定了双气室油气悬架的参数，分别在时域和频域内对装有双气室油气悬架、单气室油气悬架以及螺旋弹簧的车辆的平顺性进行了对比。仿真结果表明，与单气室油气悬架和被动悬架相比，采用双气室油气悬架可明显改善车辆的行驶平顺性，更适合于越野车辆。关键词：越野车辆双气室油气悬架平顺性中图分类号：Ｕ４６３．３４４．３

ＲｅｓｅａｒｃｈｏｆＴｗｉｎ－－ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒＨｙｄｒｏ－－ｐｎｅｕｍａｔｉｃＳｕｓｐｅｎｓｉｏｎ

ＹＡＮＧＢｏ

ＣＨＥＮＳｉｚｈｏｎｇ

ＷＡＮＧＸｕｎＹＡＮＧＪｉｅ

ＺＨＡＯＹｕｚｈｕａｎｇ

（Ｓｃｈｏｏｌ

ｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＶｅｈｉｃｌｅ

Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ

ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８１）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏ

ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｉｄｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｏｆｆ－ｒｏａｄｖｅｈｉｃｌｅ，ａｔｗｉｎ－ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒｈｙｄｒｏ－ｐｎｅｕｍａｔｉｃｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｉｓ

ｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｉｔｓ

ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ

ｉｓ

ａｎａｌｙｚｅｄ，ｉｔｓｗｏｒｋｉｎｇｐｒｉｎｃｉｐｌｅｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ａｎｄｉｔｓｍａｔｈｅｍａｔｉｃｍｏｄｅｌｉｓｂｕｉｌｔ．Ｂａｓｅｄ

ｏｎ

ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆ

ａｎｏｆｆ－ｒｏａｄｖｅｈｉｃｌｅ，１／４ｖｅｈｉｃｌｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｂｕｉｌｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｅａｃｈｐａｒａｍｅｔｅｒｏｆ

ｔｗｉｎ—ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ

ｈｙｄｒｏ－ｐｎｅｕｍａｔｉｃｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ

ｏｎ

ｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｂｏｄｙ

ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ，ｄｙｎａｍｉｃｄｅｆｌｅｃｔｉｏｎｏｆｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｄｙｎａｍｉｃｌｏａｄｏｆｗｈｅｅｌ

ｉｓ

ｓｔｕｄｉｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｉｎｔｅｒｉｏｒａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒｈａｓｇｒｅａｔｅｒｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅ

ｄｙｎａｍｉｃｌｏａｄｏｆｗｈｅｅｌ

ｔｈａｎｔｈｅｏｕｔｓｉｄｅ

ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ，ａｎｄｔｈｅｏｕｔｓｉｄｅｄａｍｐｅｒｈａｓｇｒｅａｔｅｒｉｎｆｌｕｅｎｃｅ

ｏｎ

ｔｈｅｒｉｄｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｈａｎｔｈｅｄａｍｐｉｎｇｈｏｌｅ

ｏｎ

ｔｈｅ

ｐｉｓｔｏｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｗｉｎ－ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒｈｙｄｒｏ－ｐｎｅｕｍａｔｉｃｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎａｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ．Ｔｈｅ

ｒｉｄｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｗｉｔｈｔｗｉｎ －ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒｈｙｄｒｏ －ｐｎｅｕｍａｔｉｃｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎｉｓｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｏｓｅｏｆｖｅｈｉｃｌｅｓｗｉｔｈｐａｓｓｉｖｅ

ｈｙｄｒｏ—ｐｎｅｕｍａｔｉｃ

ｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎａｎｄｗｉｔｈｃｏｉｌｓｐｒｉｎｇｉｎｂｏｔｈｔｉｍｅｄｏｍａｉｎａｎｄｆｒｅｑｕｅｎｃｙ

ｄｏｍａｉｎ．Ｔｈｅ

ｒｅｓｕｌｔｓ

ｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅａｄｏｐｔｉｏｎ

ｏｆｔｗｉｎａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒｓｙｓｔｅｍ

ｃａｌｌ

ｏｂｖｉｏｕｓｌｙ

ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｒｉｄｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｖｅｈｉｃｌｅ，ａｎｄｉｔｉｓｍｏｒｅｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｏｆｆ－ｒｏａｄｖｅｈｉｃｌｅ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｏｆｆ－ｒｏａｄｖｅｈｉｃｌｅ

Ｔｗｉｎ－ａｃｃｕｍｕｌａｔｏｒ

Ｈｙｄｒｏ—ｐｎｅｕｍａｔｉｃｓｕｓｐｅｎｓｉｏｎ鼬ｄｅ

ｐｃｒｆｏｍｍｃｅ

半主动悬架在大多数情况下性能接近主动悬架，并

０前言

且其成本等远远低于主动悬架，因此在近年内备受关注。刚度、阻尼分级可调的悬架系统是半主动悬平顺性和操纵稳定性是车辆悬架系统设计需架的一种，相对于主动悬架，它结构简单、能耗小、要同时考虑的两个方面，’为了使这两方面的性能同成本低，在车辆上容易实现【４Ｊ。ＫＡＲＮＯＰＰ等［２－３，５】时达到最优，主动悬架和半主动悬架被广泛讨

从理论上提出了基于油气悬架的刚度阻尼分级可调论㈣Ｏｌ。主动悬架由于结构复杂、成本高、功耗大

半主动悬架的概念，从理论上分析了基于油气悬架等特点，目前除了赛车和高级轿车外，应用很少‘２一¨。

的半主动悬架的可行性。ＡＢＤ．Ｅ１．ＴＡＷＷＡ［６－ｓｌ详细地讨论了双气室油气悬架相对于单气室油气悬架的’国家部委预研瓷助项目ｆ１０３００２０４４∞０２１。２００８０５１３收到初稿，优点，并基于线性最优控制理论，采用开关控制方

２００９０２２０收到修改稿

万　

方数据