越野車油氣懸架設計分析

戚磊 李鵬飛 郝健 陜西汽車集團股份有限公司

傳統的懸架結構主要是借助彈簧元件和減震器維持車身的穩定性，但是，受到阻尼力、振動速度等參數的影響，無法有效隔離高頻干擾問題，為了提升設計方案整體應用效果，就要對懸架控制技術和方案予以優化。

一、越野車油氣懸架的結構

油氣懸架主要是將氣體作為主要彈性元件，有效連接氣體和活塞之間的引入油液，維持中間介質應用的合理性。其基礎的工作缸主要包括氣室和阻尼閥，若是按照結構模式進行劃分，分為單氣室、兩級壓力式等。

1）單氣室，主要分為油氣分隔式和油氣混合式。其中，油氣分隔式能在伸張過程中降低氣壓，從而減少剛度參數，但是，這種模式容易出現活塞和缸體端部碰撞的問題。此時，利用裝伸張形成止回閥就能有效避免閉塞問題的蔓延。

2）兩級壓力式，主要是利用并列的氣室完成對應操作，其中一個氣室要維持充氣壓力和單氣室油氣彈簧壓力一致。另一個氣室則充滿高壓氣體。在低負載環境中，主氣室完成工作任務，對應的副氣室處于不工作狀態，只有在荷載達到一定參數后，才會利用兩個氣室共同調節懸架的剛度[1]。

二、越野車油氣懸架工作原理

（一）被動控制原理

在懸架系統被動控制模式中，常規化的比例閥控制電流分為3個基礎級別。能利用駕駛人員或者是計算機系統傳感器信號進行自動選擇模式的稱為阻尼級別，是整個級別模式中維持懸架性能最優級別。其應用過程中，針對路況情況不佳、起動制動不到位等問題，能合理調控比例閥，將阻尼調節數值控制在最優模式內，借助油氣彈簧就能完成氣室吸收振動能量的處理，保證安全性和應用效果。

（二）半自動控制原理

在越野車尤其懸架體系中，半自動控制模式較為常見，主要是借助計算機配置的傳感器完成速度參數、位移參數以及加速度信號參數的采集匯總，從而結合最優控制律進行阻尼數值的計算分析，從而獲取輸出控制信號，并將其應用在比例閥中，維持比例閥節流孔面積，實現半自動控制[2]。

（三）車身高度的調控原理

目前，較為常見的控制方式主要分為人工處理和自動化處理。

人工處理模式，駕駛員要結合越野車的實際載重以及對應的車身高度利用觸摸屏的接通或者是斷開實現高度調節閥的實時性控制處理，并且維持應用的規范性。若是1高速開關閥處于接通模式，而并聯的2高速開關閥處于斷電模式，則車身實現提高處理；若是2高速開關閥處于接通模式，而并聯的1高速開關閥處于斷電模式，則車身實現降低處理。

圖1 越野車單租控制回路示意圖（1、2表示高速開關閥）

自動處理模式，駕駛員只需要借助電子觸摸屏進行對應車身高度的設置，就能利用計算機配置的傳感器結合實際情況測定實際高度，從而按照規律有序調控高速開關閥，維持車身的高度始終在標準數據范圍內。

（四）油氣懸架平衡原理

為了維持越野車油氣懸架處理效果，要整合平衡方案，維持分組局部平衡處理水平，確保同側軸油氣彈簧和油氣室連接的穩定性。在平衡模式中，因為油室本身就是利用對應的處理元件完成連接處理，因此，相連的兩個基礎油氣彈簧荷載參數能保持一致。在一個油氣彈簧荷載量增大后，另一個油氣彈簧的荷載量也會隨之變化，而此時的總荷載量維持不變，結石借助這種“此消彼長”的模式完成平衡處理，從而 提升各個軸結構載荷分配的實時有效性，也能盡量減少單個油氣彈簧過載問題產生的安全隱患[3]。

三、越野車油氣懸架的設計內容

為了保證越野車油氣懸架設計的規范性和合理性，要從細節出發，確保對應設計內容和設計要點都能得到落實，強化綜合處理效果。在保證油氣彈簧分析選擇工作有序開展的基礎上，利用合理性的手段實現油氣懸架平衡控制，并有效調控車身高度、維持油氣懸架導向機構設置和液壓系統布置等工作，最大程度上提升越野車油氣懸架設計的規范性。

（一）優選油氣彈簧的基礎形式

油氣彈簧結構中，單氣室結構較為簡單，且對應的工作可靠性高，但是因為加工要求不高因此伸張過程中的剛度參數較低，且行程較大，這就會增加撞缸的概率。而兩級壓力式能有效結合荷載參數的變化情況進行兩級剛度的處理和調控，不僅能滿足性能應用的標準，還能維持越野車空載狀態和滿載狀態的自然振動頻率，為綜合結構處理提供保障，但是造價較高。綜上所述，在選擇油氣彈簧形式的過程中，要結合應用效率、經濟成本等多元因素完成選擇工作[4]。

（二）油氣懸架平衡方案設計要點

在明確油氣懸架平衡應用原理的基礎上，要將均衡分布載荷數值作為根本，有效提升平衡體系設計的時效性。在彈簧處于油氣彈簧應用狀態時，結構得到了簡化，傳統的平衡桿結構被油缸和氣缸之間的平衡管路所取代，能有效維持油氣彈簧的支點承載效果，提升均勻性和應用效果。與此同時，平衡系統要具備維持油氣彈簧支點承載力均勻分布的能力，從而利用同側油氣彈簧聯通或者是分組油氣彈簧連通進行控制，匹配不同的連接模式，從而維持剛度特性的合理性。

（三）車身高度調整設計方案要點

在越野車運行過程中，要保證汽車高度能合理性調控，改善汽車運行的穩定性，并維持氣體容積的定值結構，有效在最優荷載參數范圍內實現振動頻率的應用優化。最關鍵的是，借助車身高度調控方案也能改善汽車行駛的平順性。系統在氣柱高度出現變化后就會造成系統振動頻率出現相應的變化，為了維持汽車行駛的穩定性，就要在氣壓調控過程中利用其它的調控單元維持調節平衡，從而避免氣柱高度出現性能偏差，因此，要利用對應處理措施維持系統剛度和偏頻問題。

第一，在齒輪泵位置配備對應的自動卸裝裝置。

第二，在柱塞泵結構位置設置自動卸載裝置[6]。

第三，利用變量柱塞泵完成控制處理，保證應用平衡。

第四，針對不可調柱塞泵配備溢流閥，有效選取分析和比較對比模式，維持綜合應用的水平。

四、結束語

總而言之，為了滿足設計要求，要整合具體設計內容，建立健全完整的設計應用方案，確保在明確對應系統應用運行原理的同時，結合運行要求和目標落實對應的設計方案，并且匹配控制結構的合理性，維持綜合應用效率，建構完整的尤其彈簧運動控制體系，滿足平衡負載的標準。