油气悬挂器是一种利用油液和惰性气体(通常为氮气N2)作为传力和弹性介质的悬挂系统。其工作原理主要基于以下几点:
弹性介质 :油气悬挂器使用惰性气体作为弹性介质,通常为氮气。这种气体在受压缩时能够储存能量,并在需要时释放,从而起到弹簧的作用。传力介质:
油液则作为传力介质,在悬挂缸内流动,传递车辆行驶中的各种力和振动。
结构组成:
油气悬挂器通常由蓄能器(相当于气体弹簧)和具有减振器功能的悬挂缸组成。蓄能器负责储存能量,而悬挂缸则通过油液的流动来控制悬挂的刚度和阻尼特性。
工作过程
静止状态:
在静止状态下,悬挂缸内的压缩氮气产生足够的力支托住车辆,保持其稳定。
受力状态:当车辆遇到障碍物(如坑洞、岩石)时,产生的冲击力使悬挂缸内的内杆筒向上滑向外缸筒,压缩氮气并吸收能量。同时,油液从主油室经活塞杆壁上的孔口流入阻尼室,进一步吸收冲击力。
恢复状态:在冲击力被吸收后,增加的气压使内杆筒向下运动返回到原位,准备再次承受载荷。
特点
非线性刚度特性:油气悬挂器具有良好的非线性刚度特性,能够在不同载荷和速度下提供适当的支撑力,保证车辆的平顺性和稳定性。
非线性阻尼特性:通过控制油液在悬挂缸内的流动,油气悬挂器能够提供非线性阻尼,有效吸收和减少振动。
高储能比:油气悬挂器的储能比较大,约为330000Nm/kg(以6Mpa氮气充气压力为例),使得其重量比钢板弹簧轻50%,比扭杆弹簧轻20%。
油气悬挂器因其独特的非线性刚度特性和非线性阻尼特性,在重型车辆和特殊用途车辆(如大吨位矿山卡车)中得到了广泛应用,以提高车辆的平顺性和承载能力。