[发明专利]油气悬架非线性特性参数的无损评测方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及到无损检测技术领域，特指一种基于计算反求技术的油气悬架在制造后服务中的非线性刚度和阻尼特性的自动评测方法。

背景技术

油气悬架集弹性元件和阻尼元件于一体，具有优越的非线性刚度特性和良好的非线性阻尼减振性能，在军用履带式车辆和工程机械车辆中得到广泛的应用。油气悬架是一个相对复杂的系统，决定其非线性的刚度和阻尼特性的影响因素众多，这给准确的测试油气悬架位移-弹性力、速度-阻尼力的非线性特性曲线带来很大的困难。然而，在生产过程中，油气悬架的出厂需要对其特性进行校核，以保证悬架的特性与设计的要求相符合；在制造后服务中，油气悬架使用一段时间后，其某些参数可能发生变化，如蓄能器气囊内氮气的泄漏导致气体初始压力及气体弹簧静刚度的变化等，这时需要对其特性的变化进行评测，以确定悬架系统失效与否，确保整车的安全性。因此，无论对于油气悬架生产校核还是服务检测等实际过程，给出一种快速、有效的方法，测试和评价其非线性刚度和阻尼性特性是非常重要的。但是目前，还没有关于能快速检测和有效评价油气悬架非线刚度和阻尼特性的方法或装置方面的技术公开。

现有的油气悬架特性测试方法，是在参考了汽车行业标准《QC/T 545-1999汽车筒式减振器台架试验方法》的基础上，在油气悬架其上面装置各类型的传感器，固定行程变化频率或固定频率变化行程，进行多组静态和动态试验，由静态试验给出刚度特性曲线，然后再由动态特性试验和已有的静态特性曲线来求解阻尼特性曲线。这种测试方法相对繁琐，在制造后服务中也较难实施检测，同时由于刚度和阻尼特性是分开测试的，在理论上传统测试忽略了刚度和阻尼的耦合特性的影响，与实际的使用状况会有所不符。

现有技术中，车辆的油气悬架系统物理模型如图1所示。其工作过程是，当车辆行驶时，路面的起伏通过轮胎、车桥的传递引起油气悬架活塞杆在缸筒内上下运动。活塞杆缩入时，气室中氮气压缩，储存能量；活塞杆伸出时，氮气膨胀释放能量，这相当于弹簧的作用。油室I和II中的油液的往复流动通过活塞杆上的单向阀9和阻尼孔10实现，小孔有一定的限流特性，起双向阻尼减振的作用，由此可见，油气悬架是集刚度特性和阻尼特性于一体的。从图1中的物理模型可以看出，油气悬架受到由路面起伏引起的位移激励和速度激励x，同时给悬架系统所支撑的车体(悬挂质量)一个总的输出作用力F^m。因此，图1的物理模型一般可等效为图2所示的振动力学模型，即油气悬架总的输出力F^m可以等效为位移激励x引起的非线性弹性力F_k和速度激励引起的非线性阻尼力F_c的联合作用：

Fm(ti)=Fk(x(ti))+Fc(x·(ti))]]>式(1)

其中t_i是油气悬架往复运动的第i个时刻点。