随着科技的发展和社会的进步,人们对车辆的要求不仅仅局限于一种简单的交通运输工具,对乘坐舒适性和操纵稳定性有了更高的要求,这也意味着对悬架刚度特性、车身高度调节以及阻尼控制有更严格的要求。液压悬架具备车高可调、刚度非线性、阻尼可控等有优越特性极大满足高端汽车对悬架性能的特殊要求。而油气弹簧是液压悬架最为重要组成部分,油气弹簧刚度则是悬架系统最为重要的参数指标之一。因此,研究油气弹簧刚度的特性具有重要意义。

基于一种适用于特种车辆的液电式馈能油气弹簧减振器,通过理论分析建立其数学模型和MATLAB/Simulink仿真模型,并分析不同因素对其力学特性的影响规律。首先以流体力学理论和气体状态方程建立减振器粘性阻尼力模型,其次设计一套馈能电机控制电路,结合液压马达工作原理建立减振器电磁阻尼模型,最后分析外界激励频率、液压马达排量和占空比对减振器示功特性的影响。结果显示,减振器阻尼力随外界激励频率的增大而增大,且频率较大时阻尼力趋于过大;阻尼力随液压马达排量的增大而减小,且小排量时对阻尼力影响较大;阻尼力随占空比的增大而增大,但占空比较大时对阻尼力影响较小。

为了满足重型越野车辆对大行程弹性元件的要求,创新设计了一种双气室油气弹簧。根据结构和工作特性,建立了两种工作状态下的油气弹簧数学模型,并分析了其刚度特性。加工油气弹簧样件,进行台架试验,获得了不同频率下的油气弹簧作用力和位移数据。分离弹簧作用力中静摩擦力、阻尼力和弹性力。利用弹性力和位移数据,通过曲线拟合方式,识别油气弹簧工作气体不同工况下的多变指数。设计的双气室油气弹簧结构、油气弹簧理论模型,对油气弹簧在大行程越野车上的应用提供了支撑。

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。

油气弹簧用于车辆底盘,起到缓冲减震的作用,可保持车体在崎岖路面行驶的平稳性。油气弹簧是公司的重点产品,在运输型底盘上大量应用,由于其重量较大,搬运困难,工序较多,工艺路线复杂,流转过程耗费的人工成本高。对于批量化生产的现状,建设自动化流转系统具有重大的现实意义。该文通过对油气弹簧的结构特点和生产过程分析,设计了一种基于AGV的流转方案,利用助力臂实现产品的快速抓取、放置,利用AGV实现产品在不同工位上的流转,既满足了生产要求,提高流转效率,又节约了人工成本。

提出了油气弹簧弹性力值解析计算的一种研究方法。给出了单筒式油气弹簧的结构简图，针对其结构特点，运用范德瓦尔实际气体状态方程，根据工程设计中可能出现的已知和未知气室初始高度的两种情况分别对系统弹性力进行了推导，同时创建了计算密闭容器内气体质量的求解方程式。对试制样件进行弹性特性试验，与方程解析解对比验证了研究方法的正确性，同时开展了相关参数对油气弹簧弹性力影响规律的研究，所得结论为气体弹簧的设计提供了参考。

针对某重型特种车辆平顺性研究中单气室油气弹簧阻尼特性的研究问题，基于薄壁小孔理论和范德瓦尔实际气体状态方程，同时根据单气室油气弹簧的结构特点和阻尼的组成建立了相应的阻尼力特性模型，并推导了阻尼系数方程。利用MATLAB软件进行仿真，研究了单气室油气弹簧阻尼特性以及激振频率、幅值、自身结构参数对阻尼系数速度特性的影响。研究结果表明：单气室油气弹簧阻尼特性具有较好的非线性，在压缩阶段的阻尼力较拉伸阶段的大，能够较好地缓解冲击，达到减振效果从而改善车辆行驶平顺性；激振频率和幅值属于外因，仅影响阻尼系数的取值范围，而对其取值及曲率几乎无影响；阻尼系数随活塞杆外径、油管直径的减小而增大，随油管长度的减小而减小。研究结果能对整车振动特性研究中阻尼参数的选取及油气弹簧阻尼特性设计...

该文在介绍某典型油气弹簧产品结构和工作原理的基础上，根据产品在底盘研制及使用中的重要性，提炼出影响油气弹簧可靠性的三个关键特性，每个关键特性设置了3个水平，运用田口直交试验设计法进行因素水平的验证，得到最优响应预测。再结合蒙特卡洛法进行因素水平预测和容差分析，灵敏度分析等，对油气弹簧可靠性试验进行研究【1】。按蒙特卡洛分析结果试制的100根产品，质量稳定，可靠性高，产品合格率达到了100%。该研究可用于对产品关键特性的风险控制及管理分析。

基于Matlab编制了针对油气弹簧台架试验的数据处理程序，采用四阶多项式分别对压缩及拉伸行程力位移数据进行拟合，得到动静态特性曲线。利用三角函数拟合时间位移数据，通过函数关系得到速度数据，进一步得到油气弹簧阻尼力特性。采用该程序可批量处理台架试验数据，具有较高精度，提高了数据处理分析的效率。

该文介绍了油气弹簧的结构与工作原理，对油气弹簧台架可靠性试验过程中温升影响因素进行定性分析并进行温度测试。测试结果表明，在循环水冷却条件下，台架试验各工况油气弹簧内部温度可达到热平衡，且在密封件允许温度范围内。