油气悬架系统介绍

悬架系统是车辆的重要总成之一,可以提高车辆的行驶平顺性、操纵稳定性、以及减少由动载荷引起零部件损坏。根据车辆的工作环境与性能,选择合适的悬架种类非常重要。

传统的悬架系统以钢板弹簧和筒式减震器为主要部件,其结构简单,有较高的可靠性,但是固有频率随着载荷的变化而变化,由于车辆各种性能之间往往是互相冲突的,因此不能很好地实现车辆性能与悬架参数的匹配。

伴随着制造业、运输行业需求的发展,传统的钢板弹簧悬架已不能满足一些道路运输的需求,迫切需要新型的悬架系统来改善车辆的性能。

油气悬架系统介绍
油气悬架

油气悬架目前已经成为矿用自卸车的标配,这是因为矿用自卸车常年工作在矿山和工地上,驾驶室的振动比一般车辆大很多,驾驶员长时间处于这种工作环境中容易感到疲劳,严重的可能会对驾驶员的身体健康造成危害。油气悬架系统有良好的非线性特性,这有效地改善了矿用车辆的平顺性。另外,油气悬架系统有较强的承载能力,可以满足矿用自卸车的使用要求。

油气悬架结构组成

油气悬架系统一般由蓄能器、油气弹簧液压缸、液压控制元件及相关导向杆系组成,油气弹簧和横向稳定杆是其核心部件。

油气弹簧是空气弹簧的一种特例。与空气弹簧一样,油气弹簧以惰性气体(通常为氮气)作为弹性介质,但区别于一般空气弹簧的是,油气弹簧采用液压油作为传力介质。横向稳定杆是最常用的横向稳定器,作为导向杆,横向稳定杆影响前轮的定位参数;作为防倾杆,横向稳定杆影响整车的侧倾刚度,而前轮定位参数和侧倾刚度的变化都直接影响整车的平顺性和操纵稳定性。

目前国内外学术层面对横向稳定杆的研究主要集中在:横向稳定杆自身的几何构造和刚度、横向稳定杆对前后悬架刚度匹配的影响、横向稳定杆对整车侧倾刚度和不足转向度等操纵稳定性的影响、横向稳定杆的主动控制技术等方面。

油气悬架系统介绍
适用于卡车的液压悬架

而生产制造层面的研究主要集中于如何根据现有的设计结构更好地与车辆产品匹配、提升可靠性、降低成本,能够在更多的车型上进行推广。

传统悬架系统一般是指筒式减振器和钢板弹簧组成的悬架系统,这种悬架具有线刚度特性,即车辆载荷与悬架动行程之间是线性关系,称为线性弹性特性,而油气悬架系统具有变刚度特性,能更好的改善恶劣工况下工作的车辆的行驶平 顺性,因此广泛的应用于对载重有较大需求的车辆。

油气悬架的分类

常常根据关键部件油气弹簧的结构和形式的不同对油气悬架系统进行分类。

根据蓄能器个数分:

如图所示(从左到右),根据蓄能器的个数可分为单气室(a)、双气室(b)和两级气压室(c)。

油气悬架系统介绍
三种不同的油气弹簧结构

(a)单气室油气弹簧的结构简单、工作可靠性高,维修维护比较简便,但是在车辆空载或低载时弹簧的伸长量会比较大,而且伸长量越大,刚度越小,容易在车辆转弯时造成很大的侧倾或增加撞击限位块的几率。

(b)双气室油气弹簧相当于在单气室油气弹簧的基础上再加一个方向相反的小的油气弹簧,从而提高了空载时的刚度,可以获得较为理想的刚度特性,但相对于单气室油气弹簧则存在着结构复杂,成本高,保养不便的缺点。

(c)两级气压室油气弹簧的两个气室不同时参加工作,当弹簧载荷不大时,主气室单独起作用,主气室气压随着载荷的增加而逐渐升高,当主气室的压力大于补偿气室的气压时,两个气室将会同时工作,这样可以保证车辆在空载和满载时有基本相同的固有振动频率。

根据各个油气弹簧是否互相连通分:

如图所示,根据各个油气弹簧是否互相连通分为独立式油气悬架系统(a)和互联式油气悬架系统(b):

油气悬架系统介绍
独立式油气悬架与互联式油气悬架

对于互连式油气悬架,就是按照悬架系统总体设计目标,采用液压软管将各个独立的油气悬架缸进行合理的连通,使得油液可以在各个悬架缸中按照一定的要求流动,产生所期望的刚度与阻尼特性。

互连式油气悬架不仅具有独立式油气悬架的优点,而且各个相连的悬架可相互抑制,使整车保持平衡状态。互联式油气悬架系统相对独立式油气悬架系统有较低的振动频率,较高的侧倾角刚度。

基本的互连式油气悬架的连通形式大致可以分为4类,即:桥间平行互连形式、左右交叉互连形式、混合互连形式、X 型互连形式。因为互连式油气悬架良好的性能,在用于大件运输的液压平板运输车上有着广泛的应用。

油气悬架目前只在重型车辆中有着广泛的应用,近几年随着市场的需求与GB7258等政策法规的要求,油气悬架作为空气悬架的一种,未来在挂车等运输车辆中将会有广阔的应用前景!

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  • 71221
    71221 2022-07-30 17:41

    我有个专利是多桥的一种油气悬挂不知道您们感兴趣吗。本人电话13703507122

  • 71221
    71221 2022-08-02 17:23

    我有个专利是替代多桥车钢板弹簧的一种油气悬挂,这个油气悬挂有三种功能,一种是弹簧功能,一种是减震器功能,一种是压袁压功能。电话13703507122