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1、目录 一、绪论 5 1.1概述5 1.2油气悬架特性6 1.3国内外研究现况7 1.4本课题研究意义和研究内容9二、油气悬架的结构形式和工作原理 10 2.1系统分类10 2.2单气室油气弹簧10 2.3双气室油气弹簧12 2.4两级压力气室油气弹簧12三、油气悬架系统建模 13 3.1概述13 3.2单气室油气弹簧非线性模型13 3.2.1单气室油气悬架物理模型的建立13 3.2.2单气室油气悬架数学模型的建立14 3.2.3单气室油气悬架参数的确定21 3.3双气室油气弹簧非线性模型22 3.3.1双气室油气悬架物理模型的建立23 3.3.2双气室油气悬架数学模型的建立24 3.3.3双气
2、室油气悬架参数的确定26四、油气悬架系统特性分析30 4.1概述30 4.2非线性特性影响因素30 4.3刚度特性31 4.3.1 油气悬架刚度特性公式推导 31 4.4阻尼特性32 4.4.1 油气悬架阻尼特性公式推导 32五、一种单气室阻尼可变油气分离式弹簧的设计35 5.1设计背景说明35 5.2设计内容及构成35 5.3附图说明36 5.4具体工作过程41六、总结42 参考文献 43致谢44汽车油气悬架系统设计摘要 车身的原有的振动决定了汽车的舒适性和平顺性，车身的固有振动频率特性与悬架的特性有关。车架和车桥之间的传输力和力矩的连接装置叫做悬架，用来缓冲车辆行驶过程中遇到的路面颠簸带给
3、车身或车桥的振动，同时降低由其带来的冲击。油气悬架有很好的非线性刚度特性和非线性阻尼特性，车辆采用这种悬架系统可达到汽车平稳运行，减少道路的颠簸，缓解驾驶疲劳，提高车辆的乘坐舒适性。因此，对油气悬架系统性能的设计与研究对车辆的乘坐舒适性具有重要的意义。 在单汽缸油气弹簧为基础的研究对象上，主要工作集中在以下几个方面：首先悬架系统的发展历程，实际应用，研究现况，然后叙述了悬架的分类和各自的技术特点。然后建立了粗糙的油气悬架的物理模型和数学模型，分析油气悬架系统特性的影响因素，在此基础上，设计了一种新型结构的基于整车油气悬架的试验台，它的负载量是可变的、油气是分离式的。关键词：油气悬架 非线性特性
4、 整车油气悬架结构设计 Research and design on vehicle hydro pneumatic suspension systemAbstract The original vibration body determines the vehicle ride comfort, the inherent characteristics of vibration characteristics of car body and suspension of relevant. Suspension is the frame and the axle between all gen
5、eral force transmission connection device, buffer in automobile driving process caused byroad excitation and transmitted to the frame or body of the impact force, while attenuating vibration caused by it. Oil air suspension has good nonlinear stiffness and damping characteristics, the suspension of
6、vehicles run smoothly, reduce the road bumps, relieve fatigue, improve vehicle ride comfort. Therefore, study on the performance of hydro pneumatic suspension system has important practical significance to improve vehicle ride comfort. Based on the single cylinder oil gas spring as the research obje
7、ct, research work is carried out mainly in the following aspects:First introduced the development course, suspension system application,research status at home and abroad, then expounds the suspension classification and respective technical characteristics. Then a mathematical model of the physical
8、model of oil gas suspension based on rough set, analyze the influencing factors of hydro pneumatic suspension system characteristics,design a new structure of single chamber damping force variable separation of oil and gas spring and on this basis, hope to provide some reference for other colleagues
9、 to further research and accurate design.Key words：hydro-pneumatic suspension modeling Nonlinear characteristics Structure design第一章 绪论1.1油气悬架系统简述 悬架是现代汽车上重要的总成之一，它把车架与车轴之间弹性的连接起来其主要任务是传递作用在车轮和车架之间的一切力和力矩，缓和路面传给车架的冲击载荷，保证汽车行驶的平顺性，使车轮在路面不平和载荷变化时有理想的运动特性，保证汽车操作稳定性，使汽车获得高速行驶能力。悬架一般是由弹性元件、导向装置、横向稳定器、减振器
10、和导向机构等机构构成。按车辆行驶过程中悬架是否能被控制，可分为被动悬架、主动悬架和半主动悬架三种类型。不需要外部输入力的悬架叫做被动悬架；通过外部能量输入实现控制力调节的可控悬架叫做主动悬架；输入少量调节阻尼系数的可控阻尼悬架称为半主动悬架。油气悬架的支撑的压力通过液体传递，用惰性气体作为弹性媒介，用弹簧阻尼对车辆的振动和用蓄能器存储或者释放能量的系统。弹簧阻尼的内部节流孔、单向阀等代替了通常的减振器元件形成一种独特的悬架系统。油气悬架弹簧把弹性元件和阻尼元件集中一体，具有很好的非线性弹性特性的和优秀的阻尼性能。油气悬架老早以前就出现在飞机的起落架上，可以提升飞机着陆的安全性和平稳性。后时期，
11、设计师把悬架用于汽车上来提高汽车驾驶的舒适性和操作稳定性。油气悬架是液体和气体组合，利用油液的流动阻力实现减振作用，利用气体的可以被压缩作为悬架的弹性元件，同时用油液的不能压缩实现运动和力的传递。因此，油气悬架不仅具有良好的阻尼特性，更好的是它可以很好地控制汽车的运动状态。1.2油气悬架特性（1）非线性刚度 传统的车辆大多是以钢板弹簧和阻尼元件为主的悬架，其刚度特性是固定不变的，油气悬架的弹性介质是惰性气体，其刚度特性不是固定不变的、可以随外部的变化而变化的。（2）非线性阻尼 车架与车轴相对速度主要与油气悬架的阻尼有关,改变减振器阻尼振动，可减轻或车身变化，防止起步或急加速汽车下沉；防止紧急刹
12、车时车头下降；防止汽车急转弯时横向倾斜；防止汽车换挡时纵向摇动等，提高行驶平顺性和操纵稳定性，具有很好的减振性。 （3）车身高度自由调节 不管车辆荷载的大小，可以使车辆保持高度基本不变，当车辆在颠簸路面上，能主动提升高度，防止车桥与道路碰撞；当汽车在状况良好的路面上行驶时，又可以降低车身，以降低空气阻力。这对改善车辆的行驶性能十分有益。 （4）结构紧凑、易于布置 油气悬架的弹簧阻尼没有附带专用的减振器，而是把减振器融进悬架缸内，用浮动活塞将液气分开，更适应车辆大距离行程的需要。同时，油气弹簧系统具有体积小，结构简单，易于拆卸等优点。1.3油气悬架发展史和国内外研究现况 1.3.1油气悬架在国内
13、外发展与现况 对比国内外的发展现状可以看出，国外处于应用阶段，国内还处于理论研究阶段，差距明显，需在以下方面努力:（1） 系统性、基础性研究，这需要研究、设计生产单位增加开发费用，引进和设计试验设备，高校可以借用企业的试验台进行参数研究。既要进行油气悬架理论，仿真方面的研究。又要重视!油气悬架具体结构设计方面的研究。开发独立自主的油气悬架产品（2） 加强结构设计和优化设计方面的研究：如刚度特性，阻尼特性，频率特性的定性定量说明。悬架减振效果的定性定量说明等；（3） 油气悬架的优化设计：不单纯是油气悬架参数的优化，还应该包括不同的油气悬架结构性能差异的对比以及对车辆各种性能的影响。并在设计油气悬架时将优化结果纳入其中。从而大幅度提高车辆性能；（4） 制定通用的研究设计规则：随着油气悬架系统性，基础性研究的加强。理论研究和实际设计的结合以及优化研究的不断深入。需要建立一套通用的油气悬架的研究设计规则。使油气悬架的研究设计逐渐规范化，系列化；（5）
