矿用自卸车油气悬挂系统性能

. . 硕 士 学 位 论 文 MASTERS DISSERTATION 论文题目 矿用自卸车油气悬挂系统性能研究 作者姓名 田 兴 学科专业 机械电子工程 指导教师 赵静一 教授 2014 年 5 月 . . 中图分类号：TH137.7 学校代码：10216 UDC：621 密级：公开 工学硕士学位论文 矿用自卸车油气悬挂系统性能研究 硕士研究生 ： 田 兴 导师 ： 赵静一 教授 申请学位 ： 工学硕士 学科专业 ： 机械电子工程 所 在 单 位 ： 机械工程学院 答 辩 日 期 ： 2014 年 5 月 授予学位单位 ： 燕山大学 . . . . A Dissertation in Mechanical and Electronic Engineering STUDY ON THE PERFORMANCE OF HYDRO-PNEUMATIC SUSPENSION SYSTEM FOR MINING DUMP TRUCK by Tian Xing Supervisor: Professor Zhao Jingyi Yanshan University May,2014 . . 燕山大学硕士学位论文原创性声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文矿用自卸车油气悬挂系统性能研 究 ，是本人在导师指导下，在燕山大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取 得的成果。论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研究成果。对本文 的研究工作做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式注明。本声明的法 律结果将完全由本人承担。 作者签字： 日期： 年 月 日 燕山大学硕士学位论文使用授权书 矿用自卸车油气悬挂系统性能研究系本人在燕山大学攻读硕士士学位期间 在导师指导下完成的硕士学位论文。本论文的研究成果归燕山大学所有，本论文的 研究内容不得以其它单位的名义发表。本人完全了解燕山大学关于保存、使用学位 论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文 被查阅和借阅。本人授权燕山大学，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存论文， 可以公布论文的全部或部分内容。 保密，在 年解密后适用本授权书。 本学位论文属于 不保密 。 （请在以上相应方框内打“” ） 作者签名： 日期： 年 月 日 导师签名： 日期： 年 月 日 . . 摘 要 矿用自卸车工作路况条件极差，如何保证车辆悬挂系统的工作性能是亟需解决 的问题。较大吨位矿用自卸车一般采用油气悬挂，但是由于资金缺乏和国外核心研 究成果一般处于保密状态，国内对油气悬挂系统的研制主要处于原理引进应用阶段。 油气悬挂系统在车辆使用过程中出现诸多问题，对其性能的研究不得不被提上日程。 本文主要针对 50 吨矿用自卸车油气系统特性展开研究，对油气悬挂系统的研 发设计和参数选择具有重要现实意义。现将整篇论文研究内容概括如下： 首先，分析 50 吨矿用自卸车悬挂系统具体结构，建立整车七自由度振动模型 并对其进行简化，得到 1/4 车两自由度油气悬挂系统振动模型，根据矿用自卸车后 油气悬挂缸内部结构，对油气悬挂系统工作原理进行具体分析。 其次，根据油气悬挂系统工作原理，建立油气悬挂缸非线性模型，在建模过程 中将活塞（杆）与缸筒之间的摩擦力、工作温度对液压油粘度和气体特性的影响等 非线性因素考虑在内。 再次，用 MATLAB 对所建立数学模型进行仿真分析，得出各个结构和环境因 素对油气悬挂缸位移和速度特性的影响，并对影响其阻尼和刚度特性的因素进行具 体分析，为油气悬挂系统设计开发和参数选择提供一定的理论基础以及试验依据。 最后，建立随机路面激励时域模型，对自卸车后油气悬挂系统进行动力学分析， 以车辆平顺性的三个关键指标作为系统的输出，用 MATLAB/Simulink 建立平顺性 仿真模型，得出不同路面等级下仿真结果，并研究阻尼和刚度系数对各个平顺性指 标的影响，为以后车辆悬挂系统阻尼和刚度的选择提供一定的参考价值。 关键词：油气悬挂系统；矿用自卸车；性能研究；MATLAB/Simulink；车辆平顺性 . . . . . . Abstract Due to the harsh traveling environments and poor road conditions of mining dump trucks, the problem that how to ensure the performance of the vehicles suspension system needed to be solved urgently. Hydro-pneumatic suspension systems are generally applied to large-tonnage mining trucks, due to the lack of funds and foreign research achievements generally classified, the development of domestic hydro-pneumatic suspension system mainly stay in the stage of the principle introduction and application. However as more problems revealed in the consumer use, studying the performance of hydro-pneumatic suspension system of has to be put on the agenda. In this paper, the study for the performance of the 50t mining dump truck hydro- pneumatic system is carried out, which has important practical significance for the design and parameter selection of hydro-pneumatic suspension system. Now the whole paper study are summarized as follows: Firstly, based on the analysis of 50t dump truck suspension system specific structure, the 7-DOF vehicle vibration model and its simplification the 1/4 vehicle 2-DOF hydro- pneumatic suspension system vibration model are built. Based on the hydro-pneumatic cylinder internal structure, the concrete analysis of the hydro-pneumatic suspension system principle is carried out. Secondly, based on the hydro-pneumatic suspension system principle, the hydro- pneumatic suspension cylinder mathematical model is built, the nonlinear factors including the friction between the hydraulic cylinder piston and cylinder casing, the impact of operating temperature to the oil viscosity etc. are taken into account during the model building process. Thirdly, using MATLAB as a mathematical model for simulation analysis, the effects of each environmental and structural factors on the suspension cylinder displacement- force and velocity-force properties are obtained, and a specific analysis for the factors affecting the damping and stiffness characteristics of the hydro-pneumatic suspension system is carried out. These will provide theoretical and experimental bases for the hydro- pneumatic suspension system design and parameters selection. . . Lastly, a time-domain model of the random road is built and the dynamics analysis for dump truck rear hydro-pneumatic suspension system is carried out. The vehicle ride comfort simulation model is built using MATLAB/Simulink with the three key evaluation indexes as the system output. The simulation result under different pavement level is got. The effects of damping and stiffness coefficients on each evaluation index is analyzed, which will provide a theoretical basis for future vehicle suspension system damping and stiffness selection. Key Words: hydro-pneumatic suspension system; mining dump truck; characteristic study； MATLAB/Simulink; vehicle ride comfort . . . . 目 录 摘 要 .I ABSTRACT.III 第 1 章 绪 论 .1 1.1 课题来源及研究的意义 .1 1.2 车辆悬挂系统介绍 .2 1.2.1 车辆悬挂系统组成 .2 1.2.2 车辆悬挂系统的类型 .3 1.3 油气悬挂系统概述 .6 1.3.1 油气悬挂的研究现状 .6 1.3.2 油气悬挂的应用领域 .8 1.4 本文主要研究内容 .9 第 2 章 油气悬挂系统分析 .11 2.1 油气悬挂系统分类 .11 2.2 矿用自卸车油气悬挂系统安装结构 .14 2.2.1 前悬挂系统 .14 2.2.2 后悬挂系统 .15 2.3 矿用自卸车油气悬挂系统振动模型及其简化 .15 2.3.1 整车七自由度模型 .16 2.3.2 振动系统的简化 .18 2.4 油气悬挂系统工作原理 .20 2.5 本章小结 .22 第 3 章 油气悬挂缸非线性模型建立 .23 3.1 油气悬挂缸输出力方程 .23 3.2 油液阻尼力分析 .24 3.2.1 油液的可压缩性 .24 3.2.2 孔口出流方程 .24 3.2.3 液压油动力粘度 .25 3.2.4 阻尼力的计算 .26 3.3 气体弹性力分析 .28 3.3.1 理想气体状态方程 .28 . . 3.3.2 实际气体状态方程 .29 3.3.3 弹性力的计算 .30 3.4 本章小结 .32 第 4 章 油气悬挂缸动态特性分析 .33 4.1 模型参数和激励信号选择 .33 4.1.1 油气悬挂缸参数 .33 4.1.2 仿真激励信号的选择 .33 4.1.3 油气悬挂缸输出特性 .36 4.2 位移特性和速度特性分析 .38 4.2.1 油气悬挂缸结构参数对其特性的影响 .38 4.2.2 油气悬挂缸工作参数对其特性的影响 .41 4.3 油气悬挂缸非线性特性研究 .43 4.3.1 油气悬挂系统阻尼特性 .43 4.3.2 油气悬挂系统刚度特性 .46 4.4 本章小结 .49 第 5 章 油气悬挂系统车辆平顺性研究 .51 5.1 路面输入模型 .51 5.1.1 路面不平度的功率谱密度 .52 5.1.2 时域路面激励的时域模型 .53 5.2 二自由度车辆动力学模型 .55 5.2.1 油气悬挂缸刚度和阻尼系数的线性化 .55 5.2.2 动力学模型的建立 .56 5.3 二自由度 1/4 车动力学仿真 .58 5.4 平顺性分析 .60 5.5 本章小结 .62 结 论 .63 参考文献 .65 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 .68 致 谢 .69 作者简介 .70 . . 第 1 章 绪 论 近年来，各生产制造业发展迅速，传统小型车辆无法满足矿石运输需求量的增 长，大型矿用自卸车已经被广泛应用到矿山运输领域，使得运输的效率提高且成本 降低 1,2。然而，矿山的运行环境复杂恶劣，路况条件差，这必然对矿用自卸车悬挂 系统减振性能有很高的要求，所以对其悬挂系统特性的深入研究十分必要。 1.1 课题来源及研究的意义 矿用自卸车行驶环境恶劣且复杂多变，路面条件极差，如 图 1-1 所示，如何保 证车辆的悬挂系统减振性能优越，适应矿山工作环境，已被国内外研究人员和车辆 生产者广泛关注。 油气悬挂系统是综合液压传动和控制技术，相比传统的悬挂系统而言，具有良 好的非线性特性，因此广泛应用于现代车辆，本文所研究油气悬挂系统为秦皇岛实 习单位所生产矿用自卸车。在使用过程中，车辆的油气悬挂装置经常出现紧固螺栓 松动断裂、漏油、拔缸等现象，车辆其他结构件也经常出现开裂和松动现象，这与 车辆振动产生的疲劳有极大的关系。车辆工作时，当悬挂系统性能不佳只能降低车 速行驶，使得发动机功率不能充分利用，且使得效率降低。 图 1-1 矿用自卸车运行环境 实习单位建立项目“50t 矿用自卸车油气悬挂系统性能研究 ”，针对其生产的如 图 1-2 所示的 50t 矿用自卸车的油气悬挂系统进行理论研究与仿真分析，旨在得出 影响油气悬挂系统性能的主要因素及其影响趋势，为下一步自卸车的油气悬挂系统 设计开发、性能优化以及实际应用的改善提供一定的理论依据。 . . 图 1-2 50t 矿用自卸车 1.2 车辆悬挂系统介绍 车辆悬挂系统是指车架与车桥或车轮之间的所有连接元件的总称，其功能是承 受车辆载荷，使得车身和车轮间的连接为弹性连接，传递作用在车轮与车身之间的 作用力和力矩 3；有效的缓、隔离并吸收行驶过程中由路面不平引起的车架和车身 的冲击，并衰减由此引起的振动，以保证汽车的行驶平顺性，乘坐舒适性和操纵稳 定性 4。总之，车辆悬挂系统决定着车辆的行驶安全性、乘坐舒适性和操纵稳定性， 是车辆的重要组成部分之一。 1.2.1 车辆悬挂系统组成 虽然车辆悬挂系统结构型式不完全相同，但一般由弹性元件、导向装置、减振 器和横向稳定杆等组成，分别起到缓冲、导向、减振和防侧倾的作用 5,6。个别结 构则还有缓冲块、推力杆等，如 图 1-3 所示。 弹性元件用具有弹性较高材料制成的零件，传递车架与车轮或车架与车桥之间 的垂直载荷，在地面对车辆冲击较大时，车轮的动能则转换为弹性元件的势能，在 冲击结束时，车辆的恢复到原来运行状况时再将势能释放出来，以缓和抑止不平路 面引起的振动和冲击。弹性元件主要有多种形式和结构，如螺旋弹簧、橡胶弹簧等 7。 弹性元件能够较好的完成能量的吸收或释放，但在能量耗散方面要稍差一些。 . . 因此，如果车辆悬挂系统没有阻尼结构或部件，车辆弹性元件释放其弹性势能时的 速度不易控制，按其自身频率往复振动，并且冲击能量消耗时间长，使车辆振动加 剧，甚至可能发生共振。因此，必须在车辆悬挂系统中加入重要的阻尼部件，即减 振器，来满足车辆的行驶平顺性，且车辆的阻尼特性与弹性特性要相匹配。按照能 量转换介质的不同，减振器可分为摩擦式减振器、液压式减振器和电磁式减振器等。 横向推力杆 横向稳定器 减振器 弹性元件 纵向推力杆 图 1-3 悬挂的组成示意图 导向机构的作用是使车轮相对车身运动时按照一定轨迹运动，保证车辆操纵时 的稳定性不受影响，通常由控制摆臂式杆件组成，有单杆和多连杆两种类型 8。 横向稳定杆，又称防倾杆、平衡杆，是车辆悬挂系统的一部分，防止在转弯时 车体侧倾程度过大，尽量维持车身平稳。 1.2.2 车辆悬挂系统的类型 1.2.2.1 按车辆导向机构分类 根据导向机构不同，车辆悬挂可以分为非独立悬挂系统和独立悬挂系统 4,9。 非独立悬挂系统如 图 1-4 中 a）所示，两个车轮由一个刚性轴或非断开式车桥 相连，并通过弹性悬挂系统安装在车体下面，两侧车轮受到冲击力时会相互影响 10。 独立悬挂系统为两侧车轮独立地与车体连接或使用断开式车桥连接，如 图 1-4 中 b）图所示。独立悬挂系统结构形式多种多样，如常见的麦弗逊独立悬挂，纵臂 式独立悬挂、多连杆式独立悬挂、烛式悬挂系统、滑柱摆臂式独立悬挂等 11。 . . 1.2.2.3 按弹性元件种类分类 按照弹性元件的种类，车辆悬挂又可以分为螺旋弹簧悬挂、钢板弹簧悬挂、扭 杆弹簧悬挂、气体悬挂等 12。 a）非独立悬挂系统 b）独立悬挂系统 图 1-4 悬挂系统按导向机构分类 螺旋弹簧有圆柱形和圆锥形两种形式，如 图 1-5 为圆锥式螺旋弹簧悬挂，在螺 旋弹簧悬挂中要需要安装导向机构和减振器，其结构简单、使用方便、体积小，广 泛应用轿车上。 钢板弹簧由多若干片不等长度钢板组合在一起，如 图 1-6 所示为东风 EQ1090E 型汽车后悬挂采用两级变刚度式钢板弹簧悬挂。钢板弹簧变形时，各片钢板间有摩 擦产生，兼作减振器和导向作用。钢板弹簧悬挂结构简单，制造方便，但储能比太 小，一般应用于载货汽 13。 图 1-5 圆锥螺旋弹簧悬挂 图 1-6 东风 EQ1090E 型汽车后悬挂 扭杆弹簧利用钢棒的扭转特性工作，性能近似螺旋弹簧，依靠扭转弹力来吸收 振动能量。扭杆用由弹簧钢制成，其拥有弹性较高，如 图 1-7 所示。扭杆弹簧的单 位储能比大，且安装空间最小，便于安装，多应用于乘用车。 . . 气体弹簧由充气室组成，位于车轮和车身间，结构如 图 1-8。它利用空气压缩 产生弹力支撑，来减缓车轮振动。从结构形式上，气体弹簧分为膜式、囊式和复合 式 4，多用于各种电车、大型客车上、高级轿车上。气体弹簧刚度小，固有频率低； 刚度可 变，可以提高车辆平顺性；质 量小寿命长，但其结构复杂， 尺寸较大，价格昂贵 14。 油气弹簧是以氮气为弹性 介质，利用液压油传递作用力 并依靠其流动产生阻尼的气体 弹簧，如 图 1-9 所示，将在下 节中作具体介绍。 控制臂 与车架固定相连一端 扭杆弹簧 图 1-7 扭杆弹簧 图 1-8 空气弹簧 图 1-9 油气弹簧 表 1-1 为各种弹性元件单位质量的储存能量值，由表可知，气体弹簧单位质量 储能量大，在充入气体压力为 6MPa 的情况下，其单位重量储能量远大于其他种类 的弹性元件，这益于悬挂系统的轻量化和整车性能的优化。而油气弹簧可达到更高 压力，在现代车辆悬挂系统中得到广泛应用。 表 1-1 弹性元件单位储能量 弹性元件种类 单位质量储存能量值 (Nm/kg) 钢板弹簧 73114 . . 圆柱螺旋弹簧 181278 扭杆弹簧 252386 橡胶弹簧 5121 024 气体弹簧(6MPa) 329 800 1.3 油气悬挂系统概述 油气悬挂同时起到弹性元件和减振器的作用，以氮气作为弹性介质，以液压油 作为传递作用力和阻尼介质，具有优越的非线性弹性特征和良好的减振性能，刚度 和阻尼都能随着传递作用力的变化而变化，可最大限度满足自卸车平顺性的要求 15。 1.3.1 油气悬挂的研究现状 1952 年，法国雪铁龙公司制造了世界上第一辆安装有油气悬挂的汽车，到 1955 年油气悬挂已经大量地应用到 DS19 赛车系列。在 20 世纪七八十年代，美、 德、法、日等国也先后开发了一些油气悬挂产品，并应用于不同类型的车型中 16。 随着液压技术的发展，油气悬挂的减振性能得到了很好的改善，使其在应用越来越 广泛。 在油气悬挂研究和新型式研发的过程中，国内外研究人员对其工作原理及特性 进行了理论和试验分析，目前对油气悬挂系统的研究要在几个方面： （1）建立合理的油气悬挂系统的数学模型，主要是把有非线性特性的弹性元 件和非线性因素的影响如单向阀的启闭特性、液压油的压缩和粘度特性、实际气体 状态特性加入到模型中，使建立模型更符合实际 17,18。 目前建立的数学模型可分为参数化和非参数化模型。参数化建模的方法能够清 楚明确的描述悬挂系统内部的运行状态，并且每个参数都具有明确的实际意义，适 用于分析油气悬挂缸的自身特性 19。国外研究人员建议综合使用参数化和非参数化 建立模型方法，对油气悬挂进行研究分析，既简化模型的复杂性，又能减小建立模 型的误差。 （2）油气悬挂系统新型结构和主动控制策略的研究，主要是对主动和半主动 油气悬挂系统的应用，通过在工作工程中调节悬挂系统的阻尼和刚度来实现主动和 半主动控制， 图 1-10 为一种半主动控制的原理。油气悬挂系统有多种控制策略，如 . . 图 1-1120。但目前主动控制悬挂系统，价格昂贵且可靠性低，目前并未得到广泛应 用。因此当前研究的重点是如何降低成本和提高系统的可靠性。 1980 年以后，国内学者对油气悬挂系统开始关注，90 年代初期，一些生产厂 从国外引进具有油气悬挂的工程车辆 21，后各高校开始对油气悬挂系统进行深入研 究，如同济大学、北京理工大学、大连理工大学、吉林大学等。国内对油气悬挂系 统的研究主要集中于以下几个方面： 控制单元 悬挂质量 非悬挂质量 可调阻尼阀 力信息 加速度信息 速度信息 图 1-10 半主动悬挂系统 模糊控制 神经网络控制 P I D 控制 自适应控制 遗传算法控制 最优控制 鲁棒控制 复合控制 悬架控制策略 最优预测控制 线性最优控制 H 最优控制 查表变参数 P I D 模糊 P I D 图 1-11 悬挂系统控制策略 （1）油气悬挂设计基本理论的研究，包括尤其油气最佳阻尼匹配的研究，油 气悬挂阻尼和初始充气体积及压力等对悬挂系统的影响等； （2）油气悬挂系统特性仿真建模及仿真软件开发研究，主要是油气悬挂的刚 度和阻尼的非线性特性的仿真建模定性分析及对整车行驶平顺性能的评价指标分析。 . . 主要应用 MATLAB/Simulink 对油气悬挂系统进行仿真分析。同时，VC+和 MATLAB/GUI 等开发软件开发专门针对油气悬挂系统的分析软件； （3）特定车型的油气想家系统的仿真及特性分析，国内部分高校使用 ADAMS 软件建立参数化的油气悬挂的机械模型，并将液压系统纳入模型，通过有限元分析 软件建立油气悬挂的柔性理学模型和震动模型，进行了进一步的静力学和动力学分 析，同时对油气悬挂结构进行了初步的优化设计，但应用较少，还处于研究阶段； （4）新型结构形式油气悬挂的的开发与研究等，主要集中于一些科研院所； （5）针对油气悬挂系统的试验研究。 但是，相对于国外，国内对于油气悬挂的研究尚处于初级阶段，但由于资金、 设备缺乏和国外的研究成果一般处于保密状态，国内很少研究单位能对其进行基础 性研究和试验，但差距明显，需要在以下几个方面努力：系统性和基础性研究，增 加费用，引进和设计试验设备；加强结构设计和优化设计 18；油气悬挂的优化设计， 包含油气悬挂的参数优化和不同的结构和安装型式对其工作的影响分析；研制整车、 多桥油气悬挂系统虚拟样机；开发能够适用于车辆悬挂控制系统的新型微处理器， 降低其成本 22,23。 与传统的悬挂系统相比，油气悬挂具有优良的非线性特性，而如今生产制造技 术飞速发展为油气悬挂系统在现代车辆上的应用提供了保障。随着国内技术发展生 产效率高要求和工程车辆的大吨位化，油气悬挂系统有广阔的应用前景。 1.3.2 油气悬挂的应用领域 油气悬挂系统在高级轿车、特种车辆和工程机械上得到广泛应用，大大提高了 车辆性能。油气悬挂与传统的被动悬挂相比，基本功能相同，但性能有很大差别。 所以，至今为止，油气悬挂已经应用非常广泛，主要应用在下面几个方面： （1）赛车及高级轿车，如早期的雪铁龙 Citroen DS-19、ID-19 型赛车，德国 的 BENZ450EL6.9，法国的 Citroen CS、CX 系列等高级轿车， 图 1-12 为采用主动 油气悬挂的 Citroen C6 型汽车； （2）一些军事车辆，如轮式输送车、装甲车、坦克以及导弹运载车辆等，如 美国 M107 自行火炮（ 图 1-13） ，法国勒克莱尔主战坦克、别拉斯 SSU-20 移动式导 弹发射车，美国 UET-A 履带式装甲工程牵引车等，均采用了可调式油气悬挂系统， 国内有航天 15 所研制的固定型号移动式导弹发射车，重庆 256 厂研制的自行榴弹 . . 炮车等均使用了油气悬挂； （3）美国卡特彼勒、日本小松，国内北方重工、三一重工、秦皇岛天业通联 等企业生产的非公路矿用自卸车， 图 1-14 为卡特彼勒生产的 797 矿用自卸车； （4）其他工程机械，主要包括铲运机械、起重机、轮式推土机、装载机等， 如卡特彼勒生产的铲运机，德国利勃海尔、美国特雷克斯、徐工集团等国内外厂家 生产的全地面起重机，日立建机生产轮式挖掘机、河南郑工生产轮式装载机等，如 图 1-15 为徐州集团生产的 QAY300 全地面起重机 24。 图 1-12 Citroen C6 型赛车 图 1-13 美国 M107 自行火炮 图 1-14 卡特 797 矿用自卸车 图 1-15 徐州集团 QAY300 全地面起重机 1.4 本文主要研究内容 针对上文分析的油气悬挂系统研究现状，本文以实习单位生产的 50 吨矿用自 卸 车后悬挂系统为研究对象，对油气悬挂系统的工作原理进行详细的分析，并建立其 非线性模型，重点研究各结构和工作参数对其特性的影响，利用理论推导结合仿真 建模的方法对上述研究特性进行分析。以此为本文的研究线路，将全文的研究内容 总结如下： （1）结合 50 吨矿用自卸车的悬挂系统结构，利用汽车理论的知识建立整车振 . . 动模型，对其进行分析和简化，并分析油气悬挂系统的工作原理； （2）根据自卸车油气悬挂系统工作的原理，建立悬挂缸的输出力模型；根据 节流孔理论建立油气悬挂缸油液阻尼力模型，根据气体实际状态方程建立油气悬挂 缸的弹性力模型，在建模过程中考虑到活塞杆和活塞与悬挂缸的缸筒之间的摩擦力、 温度对液压油粘度和气体状态的影响等因素； （3）用 MATLAB 软件对建立的油气悬挂缸的模型进行仿真研究，分析各个结 构，如阻尼孔和单项阀直径、无杆腔和环形腔横截面积与工作参数，如系统的激励 信号频率及振幅、系统的工作温度等因素对油气悬挂缸的速度和位移特性的影响， 并对影响其阻尼和刚度特性的因素进行具体分析，为油气悬挂系统研发时的参数选 择提供一定的理论基础以及试验依据； （4）建立随机路面激励的时域模型和悬挂系统动力学方程，并运用 MATLAB/Simulink 对其进行分析，将评价车辆平顺性的关键指标作为仿真的输出， 对油气悬挂系统进行平顺性分析，为油气悬挂整体的参数选择提供一定的参考价值。 1 孙博, 胡顺安, 周俊, 等. 国内非公路矿用自卸车发展现状研究J. 煤矿机械, 2010, 31(8): 15-16. 2 裴洁, 李来平. 浅析非公路 (矿用) 自卸车概况及标准综述J. 工程机械文摘, 2010, 3: 7. 3 赵青, 葛玉柱, 王晶晶, 等. 车辆主动悬挂系统的建模及控制方式J. 中南林业科技大学学 报: 自然科学版, 2011, 30(12): 184-187. 4 李双, 张鹏飞 , 刚宪约. 1/2 汽车模型悬架动力学分析与性能优化J. 农业装备与车辆工程, 2013, 51(7): 36-40. 5 石秉良, 张孝祖. 车辆悬挂系统的可控性与可观测性 J. 江苏理工大学学报: 自然科学版, 1999, 20(3): 4-7. 6 周长城. 汽车平顺性与悬架系统设计M. 北京: 机械工业出版社, 2011: 58-59. 7 周桂凤, 王玉刚, 张东梅. 汽车悬架系统弹性元件的参数程序化设计 J. 机电工程技术, 2012, 41(1): 52-56. 8 周长城. 汽车减振器设计与特性仿真M. 北京: 机械工业出版社. 2012: 12-18. 9 曹艺辉, 赵言正, 付庄. 无人车独立悬挂系统设计与仿真 J. 机电一体化, 2012 (2): 17-21. 10 刘惟信. 汽车设计M. 北京: 清华大学出版社. 2001, 7: 431-518. . . 11 耿晓慧. 汽车主动悬挂系统的最优减振控制D. 青岛: 中国海洋大学硕士学位论文, 2009: 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