以矿用宽体车前悬单气室油气悬挂缸为研究对象,对悬挂缸非线性动态特性进行了深入分析,建立了悬挂输出力数学模型,搭建了单气室油气悬挂缸AMESim仿真模型;在此基础上研究了工作参数对动载压力随行程变化的影响规律和悬挂系统的缓冲原理。结果表明:初始气室充气容积越大,达到额定动载压力时的行程长度越长;当悬挂行程恒定时,初始气室充气容积与悬挂输出力及刚度呈反比。以某型号悬挂缸为例,当预充气体积为1.25 L,预充气压力为5.2 MPa时,缓冲效果适中,且行程长度不宜超过67 mm。研究为产品设计及其使用寿命提供了理论依据及重要手段。

为研究油气悬架对车辆行驶平顺性的影响,针对某90 t宽体矿车,建立车辆动力学模型,搭建前悬1/4车油气悬架AMESim仿真模型,研究在随机路面输入下车辆行驶平顺性机制。在被动悬架模型的基础上加入主动控制系统,与被动悬架进行对比分析,并利用AMESim/设计探索功能对主动悬架进行优化。结果表明:当车速不超过40 km/h、初始气室压力为7.7 MPa时,车辆平顺性较好;主动悬架相比被动悬架能更好地衰减振动,极大地提高了车辆行驶平顺性;在保证约束条件不变的基础上,优化后加权加速度均方根降低了18.72%,有效提高了矿车的行驶平顺性和乘坐舒适性。研究结果为油气悬架的设计及优化提供参考。