某輪式車輛車姿調節系統截止閥必要性分析

侯友山，孫曉光，陳宇，曹宇

(1. 中國北方車輛研究所，北京100072;2. 空軍氣象中心，北京100843)

某輪式車輛車姿調節系統在油氣彈簧充放油口處分別安裝一個截止閥，設計初衷在于保證正常行車時隔離油氣彈簧與車姿調節系統，防止車姿調節系統不間斷地向油氣彈簧供油，從而實現定容積充油。但在每次調節車姿時，都需要事先將4 個截止閥手動打開，給實際行車使用帶來不便。實際上，高速行駛中的車輛在越過障礙物時，油氣彈簧活塞桿會有個瞬間回縮的趨勢，無桿腔內會瞬間產生較高壓力沖擊，懸掛振動頻率計幅值越高，沖擊脈動越嚴重，沖擊問題很容易導致軟管爆裂。文中建立了油氣彈簧－截止閥－ 液壓管路－ 液壓鎖的局部物理系統的數學模型［1－2］，并借助Simulink［3］建立了仿真模型，就上述局部物理系統的瞬間動態響應情況進行仿真分析。

1 仿真模型

油氣彈簧－截止閥－液壓管路－液壓鎖局部物理模型如圖1 所示。

圖1 物理模型簡圖

參照參考文獻［4－5］，采用功率鍵合圖建模方法建立局部系統的鍵圖模型，如圖2 所示。圖2 中，液壓管路的模型采用分段集中參數建模方法，在此將管路分為3 段進行建模。

圖2 鍵圖模型

圖2 中，v 為彈簧振動速度，m/s;Ap為活塞面積，m2;Rf1、Rf2、Rf3為靜摩擦液阻，N·s/m5，層流時一般表達式為(ρ 為流體的密度，kg/m3;ν 為流體的運動黏度，m2/s;l 為管路的長度，m;d 為管路的直徑，m);Rd1、Rd2、Rd3為動摩擦液阻，N·s/m5，層流時一般表達式為Rd=1 304.987 (l/r)－0.6392Rf;Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ3為管路液感，kg/m4，線性表達式為(ρ 為流體密度，kg/m3;l 為管路長度，m;A 為管道截面積，m2);C0、C1、C2、C3為液容，m5/N，其線性表達式為 C =為管壁彈性模量，Pa;Kf為流體體積彈性模量，Pa;因Ew＜＜Kf，文中忽略Ew的影響);Rr為液壓鎖端液阻，N·s/m5。……