油气悬架结构参数对胶轮车行驶平顺性影响的研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com煤炭工程2013年第7期doi：10．11799／ee201307035油气悬架结构参数对胶轮车行驶平顺性影响的研究刘杰，陈永峰(中国煤炭科工集团太原研究院煤矿采掘机械装备国家工程实验室，山西太原030006)摘要：文章介绍了胶轮车油气悬架系统结构特点及工作原理，利用多体系统动力学的理论和虚拟样机技术，应用ADAMS软件建立了胶轮车油气悬架简化振动模型。通过模拟煤矿井下随机路面激励，对胶轮车的行驶平顺性进行了仿真分析，并在油气悬架主要结构参数变化的情况下，分析了振动模型加速度响应的变化规律，得出了油气悬架结构参数对胶轮车行驶平顺性的影响程度，为油气悬

2、架结构参数的优化奠定了基础。关键词：油气悬架；胶轮车；平顺性；振动；加速度中图分类号：TH137文献标识码：A文章编号：1671—0959(2013)07-0102-03随着现代化矿井的发展，胶轮车在煤矿采掘行业扮演架系统由悬架油缸、活塞杆组件、蓄能器、阻尼阀四部分着越来越重要的角色，其主要用来运输设备、材料、人员组成。用蓄能器作为专用气室，既保证了缓冲气体的密封等，保证煤炭采掘的顺利进行⋯。煤矿井下特殊的行驶条性，又使悬架油缸变短，减小了油缸的连接尺寸。阻尼阀件决定胶轮车必须有良好的减振机构，以衰减来自路面的外置，包括单向阀与节流阀，方便更换与维修，同时易于冲击、振动，最大程度减小车

3、体的颠簸。油气悬架是以油实现阻尼可调，以满足胶轮车在不同路面行驶的需要。液作为传力介质，用气体作为弹性介质的一种悬架形式，当悬架油缸受压缩时，活塞挤压I腔油液，此时，单具有良好的非线性刚度和阻尼特性，能够提高车辆的行驶向阀开启，阻尼力较小，其中一部分油液通过单向阀进入平顺性1，因此，油气悬架能够很好的适应胶轮车的行驶Ⅱ腔，另一部分油液进入蓄能器，压缩气体，起到缓冲振工况，应用前景非常广阔。近年来，胶轮车生产厂家尝试动的作用。当悬架油缸受拉伸时，活塞挤压Ⅱ腔油液，此将油气悬架技术开始应用于胶轮车中，但是设计时缺少时，单向阀关闭，Ⅱ腔油液通过节流阀进入I腔，产生较相应的理论指导，设计人员对

4、胶轮车油气悬架技术的研究大阻尼力，起到衰减振动的作用，与此同时，由于I腔压更是薄弱。为此，本文通过建立胶轮车油气悬架振动模型力降低，蓄能器内高压油液迅速返回I腔，防止I腔出现开展悬架减振性能方面的研究，以期掌握油气悬架主要结瞬时真空现象。构参数对胶轮车行驶平顺性的影响规律。2胶轮车油气悬架虚拟振动模型的建立及仿真1胶轮车油气悬架系统介绍2．1井下路面激励模型的构建胶轮车由于长期在煤矿井下行驶作业，为适应巷道的为建立尽量符合胶轮车实际行车工况的路面模型，通要求，一般整车较低矮，给悬架的布置带来一定困难，传过查阅相关资料可知，发现D级路面与井下路面比较相统的气室内置式悬架油似，在对胶轮车的

5、行驶平顺性进行仿真分析时，可采用D缸。很难适应胶轮车的级路面来模拟井下路面激励。根据有理函数参数估计建立结构特点。只有开发悬架仿真路面的方法，用以下数学方程来描述单个车轮受到D油缸较短的油气悬架系统，级路面随机激励的时域数学模型。才有可能将油气悬架技术q(t)+otuq(￡)=(￡)成功应用到胶轮车上。胶式中g(t)——车轮所受到的路面激励；轮车油气悬架系统结构示W(t)——白噪声；意图如图1所示。整个悬图1油气悬架结构示意图“——车速(根据胶轮车常见实际行驶车速，取收稿日期：2012—11—08作者简介：刘杰(1981一)，男，河南商丘人，硕士学位，助理研究员，现中国煤炭科工集团太原

6、研究院从事煤矿井下无轨辅助运输车辆设计、研发及试验研究工作。1O2学兔兔www.xuetutu.com2013年第7期煤炭工程25km／h)；器模型时要注意初始压力的设置，初始压力是指簧载质量——由所选路面不平度功率谱密度决定的有理函数作用在悬架上的静平衡压力，而非蓄能器初始充气压力。参数估计值，对应D级路面：d：0．1007(L／最后，用管路将各元件按照油气悬架液压原理图连接，确m)。保各元件参数设置的正确性。在MATLAB／SIMULINK中对上述方程进行求解，运行时间为50s，得到单轮D级路面随机激励的位移如图2所示。将该路面激励信号导入ADAMS中，即可用来驱动建立的胶轮车振动

7、模型。0·O3O-02图4油气悬架液压模型0．01姜2．4仿真结果。簧载质量在垂直方向上的振动加速度响应曲线如图5一0．01所示，加速度响应最大值为1．7m／s。以簧载质量的加速度均方根值作为评价指标，用来衡量胶轮车的行驶平顺性—0·O2能。ADAMS的后处理模块能够根据加速度响应曲线计算出．0．03加速度均方根值，由图5可以得出簧载质量加速度均方根O51O1520253035404550H,~I'BI／s值为0．54m／s。图2单轮D级路面时