【摘 要】車(chē)輛在正常行駛過(guò)程中，根據(jù)車(chē)輛的正常作業(yè)特點(diǎn)，針對(duì)影響車(chē)輛行駛作業(yè)安全性和舒適性的減震系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)解析。根據(jù)車(chē)輛的減震系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)近年來(lái)的一些發(fā)展?fàn)顩r，結(jié)合國(guó)外的油氣懸架系統(tǒng)的一些前沿技術(shù)和特點(diǎn)，本文對(duì)車(chē)輛的減震技術(shù)原理、車(chē)輛減震器的數(shù)學(xué)模型和油氣懸架研究的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了探討解析，并認(rèn)為開(kāi)發(fā)油氣懸架減震系統(tǒng)順應(yīng)了現(xiàn)代車(chē)輛技術(shù)對(duì)懸架系統(tǒng)的要求及未來(lái)發(fā)展方向，對(duì)中國(guó)車(chē)輛技術(shù)升級(jí)與進(jìn)步會(huì)有很好的促進(jìn)作用。

【關(guān)鍵詞】車(chē)輛；減震系統(tǒng)；數(shù)學(xué)模型；油氣懸架

車(chē)輛能夠正常行駛控制，當(dāng)路面狀況較差時(shí)，駕駛員必須忍受來(lái)自路面的強(qiáng)烈震動(dòng)和沖擊，隨著車(chē)輛行駛速度的增加，震動(dòng)強(qiáng)度也會(huì)隨之增強(qiáng)，這就極大的限制了車(chē)輛作業(yè)質(zhì)量及行駛的平穩(wěn)性。為了使車(chē)架和車(chē)身的震動(dòng)得到衰減，改善汽車(chē)行駛過(guò)程的平穩(wěn)性和舒適性，車(chē)輛懸架系統(tǒng)上需要安裝減震器，減震器是汽車(chē)的懸掛系統(tǒng)的核心組成部件，也是車(chē)輛的一個(gè)主要零部件?，F(xiàn)代的減震器結(jié)構(gòu)一頭連接車(chē)身，一頭連接車(chē)輪，使得其既是整個(gè)車(chē)身的受力部件，又能夠減少并吸收車(chē)身的震動(dòng)功能。

一、車(chē)輛減震的工作原理

該減震器是干式、 摩擦片式減震器， 主要由連接臂、 軸、 體、 摩擦片 （內(nèi)齒摩擦片和外齒摩擦片）、 彈子盤(pán)、 滾珠和彈簧組（碟形彈簧）等構(gòu)成。摩擦減震器中共有 39片摩擦片， 其中內(nèi)齒摩擦片20片，可進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)和軸向移動(dòng)， 稱(chēng)為主動(dòng)摩擦片； 外齒摩擦片19片， 可軸向移動(dòng)， 但不能轉(zhuǎn)動(dòng)， 稱(chēng)為被動(dòng)摩擦片。工作過(guò)程中， 減震阻力是通過(guò)摩擦片之間相對(duì)滑動(dòng)形成的摩擦力產(chǎn)生的。

二、車(chē)輛減震器的主要數(shù)學(xué)模型

車(chē)輛減震器數(shù)學(xué)模型的建立一直是汽車(chē)動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域中的重要研究課題。就被動(dòng)懸架減震器的研究而言 ，已建立了三類(lèi)數(shù)學(xué)模型。

第一類(lèi)為復(fù)雜非線(xiàn)性模型。該類(lèi)模型是應(yīng)用流體力學(xué)中的物理定律 ，根據(jù)減震器內(nèi)部油液的流動(dòng)情況建立的。模型中參數(shù)較多，如Segel及Lang模型有82個(gè)參數(shù)。該類(lèi)模型可用于研究減震器本身的特性 ，但不能方便地用于汽車(chē)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)的仿真。

第二類(lèi)是線(xiàn)性化模型 ，如Wallaschek模型。該類(lèi)模型不能比較準(zhǔn)確地描述減震器配特性。

第三類(lèi)是簡(jiǎn)單非線(xiàn)性模型。該類(lèi)模型是通過(guò)試驗(yàn)的方法建立的 ，模型雖然僅含有較少的參數(shù) ，但能比較準(zhǔn)確地描述減震器的性能又 能方便地用于汽車(chē)動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)仿真。該類(lèi)模型的典型代表是劍橋大學(xué)Besinger等人的7參數(shù)模型 。該模型在10Hz以?xún)?nèi)與試驗(yàn)結(jié)果比較吻合，標(biāo)志減震器數(shù)學(xué)模型研究的最新進(jìn)展。

Besinger模型。將真實(shí)的減震器簡(jiǎn)化為某種物理模型。圖1是一種可能的物理模型 ，由一阻尼器與一非線(xiàn)性彈簧組成。阻尼器的阻尼力與輸人速度 及彈簧壓縮速度。之間的差值成分段線(xiàn)性關(guān)系 ，彈簧的彈性力與其位移成非線(xiàn)性關(guān)系。因阻尼器與彈簧串聯(lián) ，阻尼力與彈性力相等，均用F表示 ，該力也是減震器的輸出阻尼力。

模型當(dāng)中僅含有C1、C2、C3、a、Vopen、k1、k2 7個(gè)參數(shù)，能夠得到這些參數(shù)的值，模型就能夠確定了。

三、油氣懸架系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)

油氣懸架的特點(diǎn)如下：油氣懸架的儲(chǔ)能效果好，同時(shí)具有良好的吸震能力，因此可以在重型車(chē)輛上采用油氣懸架，這樣有利于減輕懸架的質(zhì)量。油氣懸架還具有非線(xiàn)性、變剛度和剛度逐漸增加或者減少的一種特性，能夠?qū)崿F(xiàn)在平坦路面的平穩(wěn)行駛，在路面狀況較差的時(shí)候吸收較多的沖擊能量，進(jìn)而保證車(chē)輛的行駛速度。油氣懸架可以實(shí)現(xiàn)剛性閉鎖，即車(chē)輛在承受很大的載荷的情況下，仍能緩慢移動(dòng)，這樣極大的改善了全路面起重機(jī)吊重物就位的靈活性和操作性。針對(duì)幾種缸徑匹配不同的充油量和充氣壓力，可以滿(mǎn)足不同車(chē)輛對(duì)懸架系統(tǒng)的不同需求。

油氣懸架的動(dòng)力學(xué)特性。油氣懸架是一種典型的非線(xiàn)性懸架，理論分析是用來(lái)研究非線(xiàn)性振動(dòng)研究的常用方法。振動(dòng)系統(tǒng)分析的主要數(shù)學(xué)工具是微分方程，而非線(xiàn)性微分方程目前尚無(wú)通用的精確解析求解方法。因此，對(duì)各類(lèi)非線(xiàn)性系統(tǒng)建立相應(yīng)的近似分析方法也成為非線(xiàn)性振動(dòng)理論分析的第一要?jiǎng)?wù)。

當(dāng)車(chē)輛行駛在凹凸不平或者有較大轉(zhuǎn)向力的劣質(zhì)路況的時(shí)候，沒(méi)有按照減震器的車(chē)輛會(huì)有持久的上下振動(dòng)和噪聲。油氣懸架系統(tǒng)能夠很好解決這些問(wèn)題，使車(chē)輛和地面始終能夠保持良好的接觸，并且確保安全可靠的轉(zhuǎn)向控制，提高緊急情況下的制動(dòng)效率，保證行車(chē)安全。學(xué)習(xí)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)，從元件到系統(tǒng)整個(gè)深入研究油氣懸架的性能，掌握關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)提高中國(guó)在汽車(chē)和機(jī)車(chē)的設(shè)計(jì)水平和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)具有重大意義。

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