油气悬挂系统在特种车辆的应用解决方案(转自 液压传动与控制)
如果大家对军事感兴趣,或者留意那些重大场合的阅兵仪式,一定注意到某些庞大的特种车辆。而在这些庞大车辆的身后,少不了液压技术的支持。今天所谈到的油气悬挂技术就是一例,其应用在这些特种车辆上,提高了在山野地运行的机动性、舒适性以及作战能力。
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油气悬挂系统的典型应用如下图,即使两侧车轮高度不一样,但是驾驶室依然保持水平。除此之外,右侧的图例也告诉我们,油气悬挂将有更多的功能。
这些功能所带来的的优势,具体来说,包括:
› 适应于不同驾驶条件下最优的轴荷分配
› 极佳的车辆稳定性
› 与传统悬挂比较而言,重量更轻
› 底盘的调平功能从而卸载稳定性更好更多的功能选项,如比例阻尼、越野模式等
回归专业本质,我们来谈谈油气悬挂的组成:
Ø 动力单元
Ø 控制阀块
Ø 悬挂油缸
Ø 阻尼阀
Ø 蓄能器
Ø 高度传感器
Ø 控制器及软件
Ø 诊断设备
悬挂油缸
• 基于安装空间及轴荷等信息,每根车桥2或4支油缸
• 油缸规格取决于应用
• 可提供不同的安装型式
• 可集成内置位移传感器(可选项)
蓄能器是油气悬挂系统最重要的组成之一,其相当于机械板簧悬挂的弹簧功能,通过改变充气压力也即改变了弹簧刚度。
• 可选柱塞式或隔膜式
• 预充惰性气体:N2
• 尺寸规格与预充压力取决于应用
阻尼阀的应用主要在高级的油气悬挂系统,可以是固定式的,电比例调节的。但是关于阻尼阀的应用,即需要理论模型的推导,也需要实践经验的总结,是一个非常复杂的过程。目前对于大多数被动悬挂来说,阻尼都是固定的或者几档可选的。随着主动悬挂技术的得到不断的探索,比例调节阻尼的技术逐渐在应用。
基于国外的实践经验,一套油气悬挂系统既要调节刚度又要调节阻尼是相当复杂的。因此通常的做法是调节阻尼,但是固定刚度(即蓄能器充气压力)。即便如此,对于可变阻尼的研究和应用,还是在摸索阶段。
高度控制阀块。在液压油路上,通过左右油缸的或者前后油缸的交叉连接,取消了稳定杆的设计,或者提高了系统抗点头或后仰的功能。
• 标准的高度提升阀块
• 驾驶高度,左侧/右侧升降控制
• 全部阀集成于阀块减少管路及维护
• 集成压力过滤器
无论是被动悬挂还是半主动还是主动悬挂,都少不了动力供油单元。目前市面也有一些所谓的“油气悬挂”,是不需要供油的,但是其只能实现某些非常简单的悬挂功能,不会成为未来市场的主流。
• 最大压力:250bar(根据具体情况)
• 最大流量:30L/min. (具体取决于应用)
• 外部电机控制器,或者与主控器集成在一起
• 电机转速由软件控制,按需供油。可采用伺服电机+变速泵的组合,是一种EHA的应用。
• 可选低噪声油泵
高度传感器用以检测悬挂油缸的高度,相继转化为车身高度。作为检测环节,用以控制的目的。
控制器ECU。悬挂的控制“中枢”,具有不同于工业级别的应用需求。
标定和诊断:测试标定以及诊断所用。
油气悬挂的特征
标准功能
• 自动标定与高度调节
• 手动升/降调节
• 侧跪(前/左/右)
可选项
• 抗点头(制动时)
• 轴提升
• 储能(采用蓄能器)
• 额外驾驶高度(避免障碍物)
• 额外的稳定性提升(抗侧倾)
• 集成于整车(显示或者按钮)
• 水平控制(卸载)
• 越野模式(低稳定性,无稳定性,或3点控制)
• 恒定高度控制(装载或卸载时保持恒定高度)
• 阻尼切换选择
• 牵引辅助
• 车辆载重显示
• 车轮提升(轮胎更换)
• Etc
由此可见,悬挂功能很多,这通常取决于客户的定位和需求,毕竟不同的功能需求,相应的硬件和软件配置不一样,成本肯定也有差异。
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