[發(fā)明專利]油氣懸架系統(tǒng)、工程車輛及起重機

在審

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• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN104442267A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發(fā)明（設計）人: 鐘明輝;王欣;沈川
• 申請（專利權）人: 三一汽車起重機械有限公司
• 主分類號: B60G17/04
• 分類號: B60G17/04;B60G17/056
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及油氣懸架技術領域，特別涉及一種油氣懸架系統(tǒng)、工程車輛及起重機。

背景技術

懸架(也常稱為懸掛，Suspension)是車架(或車身)與車橋之間一切傳力連接裝置的總稱，其作用是把路面作用于車輪上的垂直反力(支承力)、縱向反力(牽引力和制動力)和側向反力以及這些反力所造成的力矩按人們預定的目的傳遞到車架上，以保證車輛的正常行駛。

現(xiàn)代車輛的懸架盡管有各種不同的結構形式，但一般都包括彈性元件、減振器和導向機構等裝置。具體而言，彈性元件用于使車架與車橋(或車輪)之間做彈性聯(lián)系，在車輪受到大的沖擊時，彈性元件將其動能轉化為彈性勢能儲存起來，并在車輪下跳或恢復原行駛狀態(tài)時釋放出來，因而在彈性元件在發(fā)揮作用時，將產(chǎn)生振動，持續(xù)的振動容易使車上人員感到不舒服和疲勞。減震器用于起到減振作用，使前述振動迅速衰減。導向機構的作用是傳遞力和力矩，同時兼起導向作用，即當車輪和車架跳動時，導向機構能夠使車輪按一定的軌跡相對于車架跳動，以免影響車輛的某些性能(尤其是操縱穩(wěn)定性)。

當然，并非所有的懸架都必須設置或者包含上述這些單獨的裝置。例如：在采用鋼板彈簧形成的懸架中，鋼板彈簧除了作為彈性元件起緩沖作用外，當它在車輛上縱向安置，并且一端與車架固定鉸接時，既可負擔起傳遞所有各向力和力矩，以及決定車輪運動軌跡的任務，因而就無需另行設置導向機構。此外，一般鋼板彈簧是多片疊成的，它本身即具有一定的減振能力，因而在對減振的要求不高時，在采用鋼板彈簧作為彈性元件的懸架中，也可以不裝減振器。

從上述可知，懸架無論采用什么方案，均具有適當彈性支撐和減振的作用，因而懸架的性能通常可以由包括彈性剛度(也稱為懸架剛度)和阻尼(對應于消振的速度)在內(nèi)的特性進行表征。

其中：1、由懸架剛度和懸架彈性支撐的質量(簧載質量)所決定的車架自然振動頻率(或稱振動系統(tǒng)的固有頻率)是影響車輛的行駛平順性的懸架重要性能指標之一，人體所習慣的頻率為步行身體上下運動的頻率，約為1～1.6Hz。車架自然振動頻率應當盡可能地處于或接近這一頻率范圍，根據(jù)力學分析，如果將車輛看作一個在彈性懸架上作單自由度振動的質量，則懸架系統(tǒng)的自然振動頻率(固有頻率)為：式中：

g為重力加速度；

f為懸架垂直變形(撓度)；

M為懸架簧載質量；

K(＝M/f)為懸架剛度(不一定等于彈性元件的剛度)指使車輪中心相對車架向上移動的單位距離(即使懸架產(chǎn)生單位垂直壓縮變形)所需加于懸架上的垂直載荷。

由上式可知：(1)在懸架所受垂直載荷一定時，懸架剛度愈小，則車輛自然振動頻率愈低，但懸架剛度愈小，在一定載荷下懸架垂直變形就愈大，這對于簧載質量大的車輛如貨車等，在結構上難以保證達到理想狀態(tài)，因而實際上貨車的車架自然振動頻率往往偏高，而大大超過上述理想的頻率范圍。(2)當懸架剛度一定時，簧載質量愈大，則懸架垂直變形愈大，而自然振動頻率愈低，因而空車行駛時的車架自然振動頻率要比滿載行駛時高，簧載質量變化范圍愈大，則頻率變化范圍也愈大。

2、減振的阻尼越大，振動消減得越快，對于車架振動的衰減，有助于改善汽車的行駛平順性以及提高車上人員的舒適度。

早期的懸架系統(tǒng)的彈性剛度和減振阻尼一般按經(jīng)驗或優(yōu)化設計的方法予以確定，根據(jù)這些參數(shù)設計的懸架結構(如前述例舉的由鋼板彈簧形成的懸架)，在汽車行駛過程中，其性能不變，也難以調節(jié)，使得車輛行駛平順性和乘坐舒適性受到一定影響。故通常將傳統(tǒng)的懸架系統(tǒng)稱為被動懸架系統(tǒng)。如果懸架系統(tǒng)的剛度和阻尼特性能夠根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)(如車輛的運動狀態(tài)和路面狀況等)進行動態(tài)自適應調節(jié)，使懸架系統(tǒng)始終處于較佳或者最佳的彈性減振狀態(tài)，則稱為主動懸架系統(tǒng)。

主動懸架系統(tǒng)的設計初衷可從前述“1”和“2”兩點引申推出，即：為了使車架自然振動頻率在簧載質量相當于車輛從空載到滿載的范圍內(nèi)變化時，保持不變或變化很小，就需要將懸架的剛度設計成可變的，即空車時懸架剛度小，而載荷增加時，懸架的剛度隨之增加；另外，減振器的阻尼力越大，振動消減得越快，但卻使并聯(lián)的彈性元件的作用不能充分發(fā)揮，同時，過大的阻尼力還可能導致減振器連接零件及車架損壞，因而，理想的狀態(tài)是，在懸架壓縮行程(車橋和車架相互移近的行程)內(nèi)，減振器的阻尼力應小，以便充分利用彈性元件的彈性，以緩和沖擊，在懸架伸張行程內(nèi)(車橋與車架相互遠離的行程)內(nèi)，減振器的阻尼力應大，以求迅速減振。