油氣彈簧懸架設(shè)計(jì)（含CAD圖紙?jiān)次募?/h1>

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懸架系統(tǒng)對(duì)汽車(chē)的行駛平順性、操縱穩(wěn)定性等性能都有非常重要的影響，是現(xiàn)代汽車(chē)的關(guān)鍵總成之一，因此合理選擇懸架設(shè)計(jì)方案、基于整車(chē)性能對(duì)懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化匹配具有十分重要的意義。車(chē)輛懸架從結(jié)構(gòu)功能而言主要由彈性元件、減振裝置及相關(guān)的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)組成。傳統(tǒng)的懸架形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高，但是其空滿載車(chē)身高度變化幅度大，偏頻隨載荷而變【】，無(wú)法實(shí)現(xiàn)懸架參數(shù)與整車(chē)性能在不同承載狀態(tài)下的良好匹配，無(wú)法解決整車(chē)各個(gè)性能要求之間的矛盾。隨著車(chē)輛研究技術(shù)的不斷發(fā)展和人們對(duì)車(chē)輛性能要求的不斷提高，傳統(tǒng)形式懸架將逐漸被各種新型的懸架系統(tǒng)所取代【2】。 本文主要進(jìn)彈簧車(chē)用油氣彈簧的設(shè)計(jì)與分析的研究。油氣彈（Hydro- Pneumatic Spring）是油氣懸架的核心部件，是利用氣體的壓縮來(lái)儲(chǔ)存能量的彈性元件，是在膜式空氣彈簧的基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的。它采用金屬容器作為氣室，以惰性的氮?dú)庾鳛閺椥栽?，并在活塞和氣體之間有油液作為中間介質(zhì)。它擁有車(chē)輛所需理想的非線性彈性特性、良好的減振性能和比較完善的調(diào)節(jié)功能，通過(guò)油氣彈簧的設(shè)計(jì)可以滿足汽車(chē)所需的非線性彈性特性、減振性能，提高乘坐的舒適性。 油氣懸架將液壓和氣壓傳動(dòng)、控制技術(shù)與懸架技術(shù)融合在一起，是一種技術(shù)先進(jìn)、性能優(yōu)良的車(chē)輛懸架，它克服了傳統(tǒng)懸架的上述缺點(diǎn)：其非線性特性可以實(shí)現(xiàn)車(chē)輛在不同承載狀況下的偏頻基本保持不變，從而使懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)與整車(chē)性能在不同承載狀態(tài)下都能達(dá)到良好的匹配，提高了整車(chē)的平順性；油氣懸架可以通過(guò)充油放油的方式實(shí)現(xiàn)車(chē)身的舉升與下降，改變車(chē)身離地間隙，從而提高整車(chē)的通過(guò)性；以車(chē)身傾角和懸架高度為控制信號(hào)，通過(guò)一定的解算方法求出各個(gè)油氣懸架充放油量，可以實(shí)現(xiàn)車(chē)載平臺(tái)的調(diào)平功能；將各輪油氣懸架通過(guò)油液管路進(jìn)行耦連可以改變整車(chē)的側(cè)傾及縱傾剛度，對(duì)車(chē)身姿態(tài)進(jìn)行控制，提高了車(chē)身姿態(tài)的穩(wěn)定性及行駛安全性。由于油氣懸架具有普通懸架所無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)發(fā)展很快，在整車(chē)上的使用率也逐步提高【3】【4】。 油氣彈簧國(guó)內(nèi)外研究應(yīng)用狀況 國(guó)外應(yīng)用現(xiàn)狀 油氣彈簧自20世紀(jì)50年代美國(guó)WABCO公司首次提出，國(guó)外車(chē)輛領(lǐng)域?qū)W者對(duì)此作了大量的研究工作，對(duì)油氣彈簧的密封和阻尼調(diào)節(jié)等技術(shù)作了詳細(xì)的研究，提出了改善油氣彈簧減振特性、提高其密封性能和使用壽命的方法，另外在油氣彈簧的結(jié)構(gòu)研究方面，也取得了一定的成果。而油氣懸架開(kāi)始于60年代后期，并首先應(yīng)用在賽車(chē)和轎車(chē)領(lǐng)域【5】。 20世紀(jì)70年代，油氣懸架以?xún)?yōu)越的性能滿足了多數(shù)車(chē)輛的要求使它們的平順性和操穩(wěn)性得到了較大的提升。在技術(shù)方面，國(guó)外定性定量的研究工作比較全面，對(duì)于如何進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)以及結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化如何影響油氣懸架的性能，都有較好的研究成果，但因?yàn)檫@是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，屬于企業(yè)的商業(yè)機(jī)密，因此很難得到這方面的相關(guān)資料，充其量不過(guò)是油氣懸架的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型、仿真及其仿真結(jié)果的試驗(yàn)驗(yàn)證等。70年代末，Moulton Development Ltd的A.E.Moultin和A.Best發(fā)明了集減振器與支撐彈簧于一體的油氣懸架系統(tǒng)，并于1979年進(jìn)行了油氣懸架的工程應(yīng)用和分析、注冊(cè)了“Hydragas”（油氣）商標(biāo)，并對(duì)油氣液體內(nèi)聯(lián)式懸架進(jìn)行了性能、質(zhì)量、成本和安裝方面的詳細(xì)研究分析，為油氣懸架研究的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)[6]。1980年后，油氣懸架在德國(guó)和日本的重型車(chē)輛上得到了應(yīng)用并迅速發(fā)展[7].在軍用車(chē)輛方面有美國(guó)的AA7VA1兩棲裝甲戰(zhàn)車(chē)、法國(guó)的AMX-10RC輪式運(yùn)兵車(chē)、瑞士Piranha輪式坦克等；在工程及礦業(yè)車(chē)輛上有德國(guó)Liebberr公司的CXP系列和美國(guó)Grove公司的全路面起重機(jī)、日本Hitachi公司的輪式挖掘機(jī)、美國(guó)Cateroillar公司的TS-24B自行鏟運(yùn)車(chē)和瑞典Volvo公司的VME R190型礦用自卸車(chē)等；在賽車(chē)及轎車(chē)方面有法國(guó)雪鐵龍公司的Xantia系列轎車(chē)以及DS19和ID-19型賽車(chē)，并在一些特種車(chē)輛如導(dǎo)彈運(yùn)輸車(chē)、火箭發(fā)射車(chē)、衛(wèi)星運(yùn)輸車(chē)上也有應(yīng)用[8]。 國(guó)外研究現(xiàn)狀 1. 建立新型合理的油氣懸架的數(shù)學(xué)模型。 主要的研究思路是把具有非線性特性的彈性元件如懸架油缸和對(duì)非線性的影響因素如油液、高壓空氣的壓縮膨脹、非線性阻尼、剛度特性納入到數(shù)學(xué)模型中，使得理論懸架系統(tǒng)符合實(shí)際，成為非線性系統(tǒng)。目前建立油氣懸架的數(shù)學(xué)模型方法可以分為參數(shù)化和非參數(shù)化，比較早的有 Worden全面介紹了單筒式油氣懸架的參數(shù)化和非參數(shù)化建模方法，他指出應(yīng)用參數(shù)化方法建立的模型能夠比較精確地描述油氣懸架內(nèi)在狀態(tài)變化，適用于油氣懸架系統(tǒng)特性的研究，但這種方法的缺點(diǎn)是校驗(yàn)時(shí)間長(zhǎng)、計(jì)算速度慢[9]；應(yīng)用非參數(shù)化方法建立模型時(shí)，對(duì)所研究的系統(tǒng)可以一無(wú)所知，只需要在函數(shù)空間中尋找一簇函數(shù)來(lái)逼近系統(tǒng)的特性，然后在某種最佳的準(zhǔn)則意義下計(jì)算出每個(gè)函數(shù)的系數(shù)即可，但非參數(shù)化模型一般建立在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行大量試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)之上。兩者均有其局限性，國(guó)外學(xué)者試圖結(jié)合參數(shù)化和非參數(shù)化兩種建模方式實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣懸架數(shù)學(xué)模型的建模工作。由于各種建模和分析方法都有其自身的特點(diǎn)和局限性，因此，必須針對(duì)具體問(wèn)題采用適當(dāng)?shù)姆椒▽?duì)系統(tǒng)進(jìn)行理論分析和參數(shù)識(shí)別。下面通過(guò)查閱文獻(xiàn)整理出一些比較有代表性的研究。Koenraad 根據(jù)油氣獨(dú)立懸架油缸的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，提出利用有關(guān)物理定律建立油氣懸架油缸初始模型，然后通過(guò)試驗(yàn)對(duì)模型進(jìn)行參數(shù)識(shí)別，建立油氣懸架的參數(shù)化數(shù)學(xué)模型[10]。Kwangjin Lee 建立了單缸單氣室油氣懸架的參數(shù)化模型，指出高速激勵(lì)時(shí)，油氣懸架內(nèi)氣穴現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因是，孔口壓差過(guò)大引起液壓腔壓強(qiáng)低于液壓油的氣化壓強(qiáng)，并通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)對(duì)比了不同溫度下的輸出力-位移曲線[11]。Frank 在綜合考慮氣體多變過(guò)程、孔口紊流出流方程、庫(kù)侖摩擦力、油液的可壓縮性和緩沖限位塊等非線性因素后，建立了油氣懸架的非線性數(shù)學(xué)模型，采用等效線性化方法對(duì)建立的油氣懸架數(shù)學(xué)模型進(jìn)行線性化，并找出影響油氣懸架系統(tǒng)性能的主要因素[12]。Rideout 對(duì)互連式油氣懸架系統(tǒng)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)測(cè)試研究，利用試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立了互連式油氣懸架的線性模型、雙線性模型和慣性模型[13,14]。 Felez 提出了一種建立多軸汽車(chē)起重機(jī)的互連式油氣懸架模型的方法——功率鍵合圖法，指出在多軸起重機(jī)上油氣懸架相比傳統(tǒng)懸架具有諸多優(yōu)勢(shì)，并且互連式結(jié)構(gòu)優(yōu)于獨(dú)立結(jié)構(gòu)的油氣懸架系統(tǒng)[15]。Yousefi 提出一種通過(guò)低階近似的方法對(duì)油氣懸架非線性模型進(jìn)行線性化處理的方法，通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)包括模型特征參數(shù)的狀態(tài)空間，使得狀態(tài)變量及其導(dǎo)數(shù)的近似值均達(dá)到最小[16]。 2. 新型結(jié)構(gòu)形式的油氣懸架的開(kāi)發(fā)和主動(dòng)控制策略的研究。 新型結(jié)構(gòu)形式的油氣懸架的開(kāi)發(fā)，主要是對(duì)半主動(dòng)和主動(dòng)油氣懸架的開(kāi)發(fā)應(yīng)用。利用油氣懸架變阻尼相對(duì)簡(jiǎn)單的優(yōu)勢(shì)，調(diào)節(jié)阻尼實(shí)現(xiàn)懸架的半主動(dòng)和主動(dòng)控制。半主動(dòng)控制的原理主要是控制單元對(duì)各類(lèi)傳感器采集的信號(hào)進(jìn)行處理，再通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼閥口大小，改變油缸和蓄能器之間的阻尼力，實(shí)現(xiàn)懸架輸出力半主動(dòng)控制。主動(dòng)懸架則需要另加動(dòng)力元件如液壓油泵等，油液通過(guò)伺服閥再進(jìn)入液壓缸，實(shí)時(shí)控制懸架輸出力。 國(guó)內(nèi)應(yīng)用現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)研究人員對(duì)油氣懸架的研究起步比較晚，從20世紀(jì)80年代，國(guó)內(nèi)研究人員才開(kāi)始關(guān)注油氣懸架。1984年上海重型汽車(chē)制造廠率先將油氣懸架應(yīng)用到該廠的兩種型號(hào)的礦用自卸車(chē)上【17】 但由于其可靠性和密封性方面的問(wèn)題，沒(méi)能得到廣泛應(yīng)用。此后，湘潭電機(jī)有限公司對(duì)不同噸位礦用自卸車(chē)引進(jìn)國(guó)外油氣懸架，進(jìn)行了一定程度的技術(shù)消化，促進(jìn)了我國(guó)國(guó)內(nèi)油氣懸架技術(shù)的推廣應(yīng)用。徐州工程機(jī)械集團(tuán)有限公司于 1992 年、湖南浦沅工程機(jī)械廠于 1994 年，先后從德國(guó)利勃海爾公司引進(jìn)了 LTM1025、LTM1032 和 LTM1050 型全地面起重機(jī)，促進(jìn)了油氣懸架技術(shù)的推廣和應(yīng)用；近年來(lái)，油氣懸架技術(shù)在軍用車(chē)輛領(lǐng)域的研究投入不斷加大，促使了油氣懸架技術(shù)的迅速發(fā)展，已有許多裝有油氣懸架的軍用車(chē)輛試制、試驗(yàn)，但由于可靠性、經(jīng)濟(jì)性方面的原因，離量產(chǎn)還有一段距離。 總體來(lái)說(shuō)，國(guó)內(nèi)油氣懸架方面的研究多集中在計(jì)算機(jī)仿真、國(guó)外產(chǎn)品分析、原理介紹、臺(tái)架試驗(yàn)和原理樣機(jī)的研制上，目前還沒(méi)有形成一套切實(shí)有效的方法和理論去指導(dǎo)油氣懸架的設(shè)計(jì)和研發(fā)，離國(guó)外的油氣懸架技術(shù)還有一定的差距。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 最早進(jìn)行油氣彈簧研究的是武漢水運(yùn)工程學(xué)院陶又同教授，他用示功圖法辨識(shí)了油氣彈簧模型[18]； 1994年孫求理單獨(dú)對(duì)單氣室油氣懸架進(jìn)行理論研究，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)【19】。同年，高凌風(fēng)探討了互聯(lián)式油氣懸架剛度對(duì)車(chē)輛振動(dòng)響應(yīng)的影響【20】。1998年趙春明以某起重機(jī)為研究對(duì)象，使用功率鍵合圖法對(duì)油氣懸架系統(tǒng)在路面不平度激勵(lì)下的振動(dòng)響應(yīng)特性進(jìn)行分析與研究【21】。2000年吳仁智建立了包含油液可壓縮性等非線性因素的油氣懸架數(shù)學(xué)模型【22】。2001年，河北工業(yè)大學(xué)馬國(guó)清碩士用Matlab/Simulink搭建了油氣懸架系統(tǒng)1/4車(chē)輛模型，分析了油氣懸掛系統(tǒng)的阻尼特性和剛度特性，預(yù)測(cè)了懸架參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)阻尼特性和剛度特性的影響[23]。2002年曹樹(shù)平建立了考慮摩擦的油氣懸架模型，并對(duì)其油氣懸架剛度和阻尼非線性進(jìn)行了分析與研究【24】。2004年上海交通大學(xué)汽車(chē)研究所的鄒游等人對(duì)單氣室油氣懸架的非線性剛度進(jìn)行了數(shù)學(xué)分析，并使用兩自由度的車(chē)輛振動(dòng)模型對(duì)油氣懸架的平順性進(jìn)行仿真分析[25]；另外上海交通大學(xué)的莊德軍博士對(duì)油氣懸架從數(shù)學(xué)建模到驗(yàn)證，使用魯棒性控制建立了主動(dòng)油氣懸架的模型，并對(duì)車(chē)輛的側(cè)向及垂向性能進(jìn)行了研究[26]；2005年，周德成采用了實(shí)際氣體狀態(tài)方程來(lái)建立油氣懸架彈性力模型，通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)對(duì)其數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了驗(yàn)證，并研究了油氣懸架缸摩擦力對(duì)輸出特性的影響[27]。同年，，王智明基于分形理論，對(duì) SGA3550 型礦用汽車(chē)油氣懸架的輸出力特性進(jìn)行了研究[28]。2008年郭孔輝院士結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)和虛擬仿真結(jié)果，驗(yàn)證了油氣消扭懸架的可靠性【29】。2009年燕山大學(xué)甄龍信考慮油氣懸架的密封性以及摩擦等非線性因素，完善了油氣懸架的非線性數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)軟件仿真分析修正了所建立的油氣懸架振動(dòng)模型，驗(yàn)證了油氣懸架振動(dòng)模型的準(zhǔn)確性【30】。北京理工大學(xué)楊杰等人對(duì)油氣懸架的具體閥件進(jìn)行了分析，從仿真結(jié)果詳細(xì)闡述了閥件參數(shù)對(duì)懸架阻尼的影響[31]；吉林大學(xué)借助于國(guó)家汽車(chē)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，對(duì)郭孔輝院士發(fā)明的油氣懸架進(jìn)行了詳細(xì)分析，從理論到試驗(yàn)，比較全面的研究了新油氣懸架的特性[32-35]；北京理工大學(xué)趙玉壯博士在其博士論文中非常詳細(xì)的對(duì)油氣懸架非線性部件進(jìn)行了具體的數(shù)學(xué)建模和分析，并對(duì)阻尼控制技術(shù)在油氣懸架上的應(yīng)用進(jìn)行了硬件設(shè)計(jì)[36]。北京理工大學(xué)張軍偉針對(duì)多支路油氣懸架進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究，利用分?jǐn)?shù)階理論建立了油氣懸架數(shù)學(xué)模型，并對(duì)多支路油氣懸架存在的剛度阻尼耦合性和非一致性進(jìn)行了深入的研究[37]。同年，劉剛在其博士論文中提出一套互聯(lián)式油氣懸掛系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，仿真分析了該系統(tǒng)剛度、阻尼特性，并在此基礎(chǔ)上對(duì)四軸車(chē)輛進(jìn)行了操穩(wěn)性和平順性仿真和實(shí)車(chē)試驗(yàn)，驗(yàn)證了該套系統(tǒng)方案的可行性[38]。 國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)油氣懸架的研究主要集中在以下五個(gè)方面： 1. 油氣懸架設(shè)計(jì)基本理論的研究: 國(guó)內(nèi)研究人員對(duì)這方面研究比較多，主要集中在對(duì)油氣懸架系統(tǒng)的剛度和阻尼非線性化定性研究以及整車(chē)行駛的平順性評(píng)價(jià)方法研究，其中包括：利用油氣彈簧運(yùn)動(dòng)速度、油液流量、阻尼孔大小之間的關(guān)系，建立油氣懸架阻尼特性分段函數(shù)數(shù)學(xué)模型等 2. 特定車(chē)輛的油氣懸架系統(tǒng)仿真以及應(yīng)用: 國(guó)內(nèi)一些高校都在不斷完善自己的油氣懸架模型，并通過(guò)仿真分析和試驗(yàn)分析的方式對(duì)其進(jìn)行修正，以達(dá)到更理想的效果。但相比較國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品的性能，包括平順性、可靠性等都還有較大的差距，而且采用半主動(dòng)、主動(dòng)控制的產(chǎn)品很少。 3. 新型結(jié)構(gòu)形式的油氣懸架的研究: 目前國(guó)內(nèi)還尚未形成一套簡(jiǎn)單易行、切實(shí)可靠的方法和理論去指導(dǎo)油氣懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，仍還處于國(guó)外樣機(jī)類(lèi)比、參考設(shè)計(jì)，試驗(yàn)修改階段。由于油氣懸架試驗(yàn)研究的投資巨大，而且目前國(guó)內(nèi)在油氣彈簧試驗(yàn)方面的投入較少，資金也比較分散。因此，當(dāng)前要形成一套完整的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法是比較困難的。而優(yōu)化設(shè)計(jì)只需要正確的油氣懸架系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，以車(chē)輛的性能力目標(biāo)，通過(guò)適當(dāng)?shù)淖顑?yōu)化算法便可求得油氣彈簧的參數(shù)。相對(duì)于傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法來(lái)說(shuō)，開(kāi)展油氣懸架的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究更具有現(xiàn)實(shí)意義。 4. 油氣彈簧閥系參數(shù)解析優(yōu)化設(shè)計(jì)及CAD軟件開(kāi)發(fā)研究 油氣懸架的特性主要是由油氣彈簧的節(jié)流閥參數(shù)所決定的，即油氣彈簧的節(jié)流閥參數(shù)決定和影響油氣懸架的非線性阻尼特性，影響車(chē)輛的減振效果。目前，山東理工大學(xué)利用所建立的油氣懸架設(shè)計(jì)基本理論，根據(jù)油氣懸架所要求的最佳阻尼特性，利用油氣懸架開(kāi)閥速度點(diǎn)以及油氣彈簧速度、液壓油液流量、節(jié)流壓力和閥片變形之間的關(guān)系，建立了油氣彈簧節(jié)流閥參數(shù)設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型和黃金分割優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，實(shí)現(xiàn)了油氣彈簧節(jié)流閥參數(shù)解析設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)所建立油氣彈簧節(jié)流閥參數(shù)設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)模型和黃金分割優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，利用AutoCAD開(kāi)發(fā)系統(tǒng)平臺(tái)和VC++編程工具軟件，開(kāi)發(fā)了油氣彈簧節(jié)流閥參數(shù)CAD軟件，實(shí)現(xiàn)了油氣懸架現(xiàn)代化CAD設(shè)計(jì)。 5. 利用對(duì)油氣彈簧進(jìn)行實(shí)驗(yàn)所得出的數(shù)據(jù)反求油氣彈黌的參數(shù)。 通過(guò)試驗(yàn)的手段得出最能真實(shí)、準(zhǔn)確反映油氣彈簧特性的數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上，對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行參數(shù)反求，目前，國(guó)內(nèi)主要對(duì)節(jié)流閥參數(shù)進(jìn)行反求。 油氣彈簧的應(yīng)用領(lǐng)域 油氣彈簧目前主要用于一些軍事車(chē)輛、高級(jí)轎車(chē)、豪華客車(chē)、重型載貨汽車(chē)及工程車(chē)輛中。 1. 軍事車(chē)輛。油氣懸架具有良好特性，因此廣泛應(yīng)用于軍事車(chē)輛中，例如，意大利生產(chǎn)的“半人馬座”輪式裝甲車(chē)、法國(guó)生產(chǎn)的AMX-10RC輪式輸送車(chē)、瑞士生產(chǎn)的“鋸脂鋰”輪式坦克等。 2. 全路面汽車(chē)起重機(jī)。如德國(guó)利勃海爾公司生產(chǎn)的LTM系列起重機(jī)、美國(guó)格魯夫公司生產(chǎn)的AT系列起重機(jī)、日本鋼鐵株式會(huì)社生產(chǎn)的RK系列起重機(jī)、徐州重型機(jī)械廠生產(chǎn)的QAY25起重機(jī)。 3. 鏟運(yùn)機(jī)械。如美國(guó)卡特彼勒公司生產(chǎn)的TS-24B自行鏟運(yùn)機(jī)。 4. 輪式挖掘機(jī)。如日本日立建筑機(jī)械有限公司生產(chǎn)的10噸輪式挖掘機(jī)。 5. 礦用自卸車(chē)。如美國(guó)卡特彼勒公司生產(chǎn)的CAT789自卸車(chē)、沃爾沃公司生產(chǎn)的VMER90自卸車(chē)、上海重型汽車(chē)制造廠生產(chǎn)的SH380、SH382自卸車(chē)。 油氣彈簧的特征 油氣彈簧懸架與其他種類(lèi)懸架比較，具有的優(yōu)點(diǎn)： 1） 非線性剛度；2）非線性阻尼；3）車(chē)身高度自由調(diào)節(jié)；4）剛性閉鎖；5）改善車(chē)輛運(yùn)動(dòng)性能；6）單位儲(chǔ)能比大。 油氣彈簧懸架具有以上優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也存在許多不足之處： (1)剛度的非線性和阻尼的非線性，決定了油氣懸架是一個(gè)非常復(fù)雜的系統(tǒng)，大大增加了其建模及 動(dòng)態(tài)特性研究的難度；(2)需要額外的一套供油裝置,如油泵、控制閥等；(3)系統(tǒng)復(fù)雜，維修維護(hù)難度大，且需要專(zhuān)門(mén)的配套設(shè)備；(4)密封要求較高，易出現(xiàn)泄漏；(5)成本高，經(jīng)濟(jì)性不好。 國(guó)內(nèi)亟待解決的問(wèn)題 從油氣懸架的發(fā)展現(xiàn)狀可以看出，國(guó)外已經(jīng)到達(dá)應(yīng)用階段，而國(guó)內(nèi)還處于理論研究，試驗(yàn)修正階段，差距很大，需要做如下幾方面的努力 (1) 系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性研究。這需要增加研究、開(kāi)發(fā)經(jīng)費(fèi)，引進(jìn)和設(shè)計(jì)試驗(yàn)設(shè)備。高校可以借助企業(yè)試驗(yàn)平臺(tái)，既進(jìn)行了油氣懸架理論研究、仿真分析，同時(shí)又研究了油氣懸架具體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出獨(dú)立自主的油氣懸架產(chǎn)品。? (2) 加強(qiáng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的研究。研究油氣懸架的剛度特性、阻尼特性、頻率特性定性定量說(shuō)明，懸架減振效果的定性定量說(shuō)明等。? (3) 規(guī)范研究設(shè)計(jì)規(guī)則。由于油氣懸架系統(tǒng)性、基礎(chǔ)性研究已經(jīng)逐步加強(qiáng)，理論研究、實(shí)際設(shè)計(jì)相結(jié)合模式也在不斷的深入，所以需要建立一套通用的油氣懸架設(shè)計(jì)規(guī)則，使對(duì)油氣懸架的研究設(shè)計(jì)更加規(guī)范化、系列化。? (4) 研制、開(kāi)發(fā)整車(chē)和多橋油氣懸架系統(tǒng)虛擬樣機(jī)，實(shí)現(xiàn)懸架系統(tǒng)的參數(shù)化、可視化設(shè)計(jì)，并針對(duì)油氣懸架系統(tǒng)開(kāi)發(fā)專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)仿真軟件。 (5) 從被動(dòng)懸架技術(shù)向半主動(dòng)懸架、主動(dòng)懸架技術(shù)發(fā)展，選擇微處理器系統(tǒng)，采用電子自動(dòng)化控制，最終實(shí)現(xiàn)油氣懸架的主動(dòng)化自適應(yīng)智能控制系統(tǒng)。油氣懸架系統(tǒng)是一種新型的油氣懸架系統(tǒng)以現(xiàn)代機(jī)械制造技術(shù)為依據(jù)，結(jié)構(gòu)和性能在逐漸地改進(jìn)和完善。油氣懸架系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)車(chē)輛底盤(pán)技術(shù)上的需求也在不斷地增大，應(yīng)用前景非常廣闊。 (6) 油氣懸架的優(yōu)化設(shè)計(jì)。不單純是油氣懸架參數(shù)的優(yōu)化，還應(yīng)該包括不同的油氣懸架結(jié)構(gòu)性能差異的對(duì)比以及對(duì)車(chē)輛各種性能的影響，并在設(shè)計(jì)油氣懸架是將優(yōu)化結(jié)果納入其中，從而大幅度提高車(chē)輛性能。 因此，油氣懸架進(jìn)一步發(fā)展的方向是，建立準(zhǔn)確的模型，在對(duì)懸架系統(tǒng)性能、懸架剛度特性和阻尼特性定性定量分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合微處理器技術(shù)，提出有效的控制算法，進(jìn)一步提升懸架性能和改善整車(chē)性能。 參考文獻(xiàn) 1) 郭孔輝.懸架設(shè)計(jì)[C].郭孔輝院士論文集.長(zhǎng)春:吉林大學(xué)出版社,2005.6:33-100. 2) 王望予.汽車(chē)設(shè)計(jì)(第4版)[M].北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2004: 209-212. 3) 吳仁智.油氣懸架系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模仿真和試驗(yàn)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2000. 4) 陳禹行.油氣耦連懸架系統(tǒng)的建模與仿真分析[D].長(zhǎng)春：吉林大學(xué)，2009.. 5) 仝軍令、李威、管連俊、王愛(ài)兵.礦用車(chē)輛懸架系統(tǒng)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J].煤礦機(jī)械,2000,(12). 6) Emura J, Karlzaki S, et al. 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