1 引言

不管是在城市周边地区、复杂战场环境和高危环境下，能够搭载不同载荷与任务模块，完成非视距侦察与观测、崎岖山地路面物资等功能的全地形越野车辆不仅在民用领域，甚至是未来战争等军用领域正发挥着越来越重要的作用。对于越野车辆来说，其行驶路况复杂多变，悬架本身具有明显的非线性特征，特别是在整车跌落工况下，车体的冲击很难精确计算，往往要结合试验数据综合分析。为保证良好的越野越障性能，文中的全地形越野车辆采用6×6独立驱动，每个驱动轮通过纵臂式独立油气悬架与车体铰接。油气悬架作为车辆悬架中的一种特殊形式，与传统车辆的被动悬架相比，具有载重大、变刚度、变阻尼等性能。不仅具有良好的平顺性、隔振性能及操作稳定性，同时可以主动调节车身高度，提高车辆越野通过性。

本文结合工程项目，通过试验测试及标定的方法，得到车辆油气悬架刚度、阻尼等参数信息，并以此为基准进行了整车1m垂直高度下的跌落冲击，通过试验仪器及设备测得车身不同位置的冲击及加速度，为下一步整车及悬架系统的性能优化工作提供数据支撑。

2 试验方案

2.1 跌落试验准备

选取6×6驱动全地形越野车为试验对象，开展1m高度跌落冲击试验，主要参数如表1所示。

分别在车身的不同位置安装不同的传感器。在6个悬架油缸的大小腔分别连接压力传感器，测量其压力变化。在左前、左中、左后、右前、右后的悬架油缸上安装位移传感器，测量跌落过程中的油缸长短变化情况。在车身纵梁位置设置三向加速度传感器，其中Z方向为竖直向上，Y方向为沿车体前进方向；在左前轮、左后轮、右前轮分别设置有三向加速度传感器，X方向为车体前进方向，Y方向为竖直向上。各传感器在车身上的布置如图1所示。

2.2 悬架参数获取

2.2.1 悬架系统台架试验

为获得准确的跌落冲击数据，须获得悬架的刚度、阻尼等参数。油气悬架结构原理如图2所示，其充当了普通悬架中的减震器和金属弹簧的作用。主要结构包括缸筒4、活塞杆和活塞杆组件1和蓄能器5组成。整个悬架缸内形成Ⅰ腔及Ⅱ腔，活塞杆上设有阻尼空2和单向阀3。系统工作时通过液压油缸和活塞将悬架的垂直运动转化为油液在油缸和蓄能器之间油液的流动，压缩时油液流向蓄能器，压缩蓄能器中的高压氮气，吸收悬架的冲击载荷，并且在油液的双向流动过程中通过液压系统中的各种管路和阀系，实现悬架阻尼力的控制。

表1 试验车辆主要技术参数序号 指标 设计值1整备质量 2.5t 2最大负载 0.8t 3外形尺寸 4m×2m×1.4m 4轴距 1.6m 5 悬架最大行程 150mm 6驱动形式 柴电混动7操作形式 远程遥控

图1 传感器布置

图2 油气悬架结构原理图

文中全地形越野车共有三个车桥，6支油缸，整个悬挂系统分为两组，前桥为一组，采用左右交叉互联，中桥与后桥为一组，将左侧有杆腔和无杆腔分别与右侧无杆腔和有杆腔连通，前侧无杆腔与后侧无杆腔连通，即采用左右交叉、前后平行的连通方式。油缸大小腔与蓄能器之间装有开关闭锁阀，车辆行驶时阀一直打开，使悬架处于弹性状态。驻车时此阀关闭，此时油缸与蓄能器不连通，使悬架处于刚性闭锁状态。

为简化试验，结合整车油气悬架系统，取单轮悬架油缸大小腔互联，大腔与蓄能器接通，其余阀组与管路按照系统布置进行连接，确保悬架系统简化前后外特性一致。简化后的悬架原理如图3所示。

图3 油气悬架台架试验原理

悬架油缸上下两端安装在振动试验台上，其一端固定，另一端实现谐波（正弦）运动，全行程可调（500mm），满足油缸最大行程150mm需求。油源采用可调节溢流压力的泵油与回油泵站，DEWEbox数据采集设备，连接完毕的试验台架见图4。

2.2.2 悬架弹性特性分析

依据整车在静止状态下的油缸负载，设定油气悬架蓄能器初始充气压力为2.0MPa，系统平衡压力为4.3MPa，此时压缩行程输出力与位移拟合关系见图5，图6。

图4 悬架原理简化与试验台架

根据试验结果，可以得到平衡位置油气悬架刚度为36.6N/mm。

带入数据计算可得，悬架偏频为1.152Hz。对于工程车辆而言，悬架偏频应处于1.0～1.7Hz范围内，满足实际工程需求。

2.2.3 悬架阻尼特性分析

文章来源：《爆炸与冲击》 网址: http://www.bzycjzz.cn/qikandaodu/2021/0119/416.html