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原文传递带附加空气室空气弹簧垂向刚度及阻尼特性实验研究

论文题名：	带附加空气室空气弹簧垂向刚度及阻尼特性实验研究
关键词：	空气弹簧;附加空气室;垂向刚度;阻尼特性
摘要：	为了提高空气悬架对车辆运行工况的适应性，可采用附加空气室调节悬架的刚度和阻尼，即在空气弹簧(主气室)的基础上，增加一个附加空气室(副气室)，在主、副气室之间设置节流孔，通过调节节流孔的开度调节弹簧的刚度和阻尼。那么节流孔的开度改变后，空气弹簧的刚度和阻尼究竟如何变化?在带附加空气室的条件下，空气压力对空气弹簧刚度和阻尼有什么影响?或者说，空气弹簧的刚度和阻尼随节流孔开度及空气压力变化的规律是什么?综合分析已有的研究结果可以看出，目前在这方面的研究还很不充分，难以为带附加空气室空气弹簧设计和控制提供可靠的依据。本文以美国Firestone公司的1T15M-2型膜式空气弹簧为基础，与容积为22L的附加至气室构成带附加空气室空气弹簧。用自由衰减振动法实验研究了空气压力、节流孔孔径大小对空气弹簧垂直刚度和阻尼的影响，在此基础上，研制了带附加空气室空气弹簧孔口连续可调装置，用自由衰减振动法、激振法进一步研究了有孔口连续调节装置时，空气压力、节流孔面积大小、激振频率对带附加空气室空气弹簧垂直刚度和阻尼的影响。最后，用开发的控制软件对该空气弹簧振动系统进行了控制买验。研究结果表明：调节空气弹簧(主气室)与附加空气室(副气室)之间节流孔的开度大小可以显著改变空气弹簧的垂向刚度和阻尼。在相同气体压力条件下，在主、副气室之间使用不同孔径的节流阀片，节流孔孔径从关闭状态逐渐增大时，当节流孔孔径小于φ3mm时，空气弹簧的垂向刚度基本保持不变，为刚度较大状态，当节流孔孔径从φ3mm变化到φ10mm时，空气弹簧的刚度值迅速减小，当节流孔孔径大于φ10mm时，空气弹簧的刚度又基本保持不变，为刚度较小状态；而空气弹簧的阻尼随着节流孔的增大出现先增大，后减小的趋势，在节流孔关闭时，空气弹簧的阻尼很小，为小阻尼状态，当节流孔孔径从0变化到φ20mm时，空气弹簧的阻尼先迅速增大，当节流孔孔径在φ5mm附近时，空气弹簧的阻尼达到最大值，当节流孔孔径大于φ5mm时，空气弹簧的阻尼值又迅速减小，当节流孔孔径大于φ20mm时，阻尼又基本保持不变，为小阻尼状态；改变空气弹簧中的气体压力对空气弹簧的刚度和阻尼改变也有比较大的影响，空气弹簧中的气压越大，空气弹簧的刚度越大，而阻尼反而越小。在相同气体压力条件下，在主、副气室之间使用孔口连续调节阀，节流孔开度从关闭状态逐渐增大时，当节流孔面积小于21mm<'2>时，空气弹簧的垂向刚度基本保持不变，为刚度较大状态，当节流孔面积从21mm<'2>变化到112mm<'2>时，空气弹簧的刚度值迅速减小，当节流孔面积大于112mm<'2>时，空气弹簧的刚度又基本保持不变，为刚度较小状态；而空气弹簧的阻尼随着节流孔开度的增大出现先增大，后减小的趋势，在节流孔关闭时，空气弹簧的阻尼很小，为小阻尼状态，当节流孔面积从0变化到57mm<'2>时，空气弹簧的阻尼先迅速增大，当节流孔面积在57mm<'2>附近时，空气弹簧的阻尼达到最大值，当节流孔面积增大，阻尼减小，当节流孔面积大于263mm<'2>时，阻尼不再变化，为小阻尼状态；改变空气弹簧中的气体压力对空气弹簧的刚度和阻尼改变也有比较大的影响，空气弹簧中的气压越大，空气弹簧的刚度越大，而阻尼反而越小。本文对带附加空气室空气弹簧垂向刚度及阻尼特性进行了大量的实验研究，研制了孔口连续可调的空气弹簧实验装置，为今后半主动空气悬架的实车实验提供了一定的参考依据。
作者：	贺亮
专业：	机械设计及理论
导师：	朱思洪
授予学位：	硕士
授予学位单位：	南京农业大学
学位年度：	2006
正文语种：	中文