叶片式可控阻尼减振器特性的实验研究

　　1　引言

　　悬挂系统是履带式装甲车辆的重要组成部分,其优良动态特性是履带式装甲车辆具有高机动性、高通过性和乘员舒适性的重要保证。目前,我国履带式装甲车辆悬挂装置使用的是比较简单可靠的被动悬挂,其主要特征是悬挂特性在车辆行驶过程中不能进行调节,因而不能适应车辆参数、行驶工况等的复杂多变特性。研制(半)主动悬挂系统,寻求使悬挂系统动态性能与车辆行驶状态匹配,减小车体振动,是提高车辆机动性和乘员舒适性的根本途径。为此,我们自主研制了应用于履带式装甲车辆的半主动悬挂系统,其执行机构———叶片式可控阻尼减振器工作原理如图1所示。将原减振器和外部比例流量控制阀并联,构成叶片式可控阻尼减振器,通过连续调节比例阀的开口来改变整个减振器的流量,起到调节阻尼的作用,从而达到使悬挂系统阻尼比适应车辆行驶状态(车速、路面状况等)变化的目的。

　　由于叶片式减振器结构复杂,配合件较多,除常通孔外,还存在多达31处的缝隙节流,这些缝隙形状复杂多样,很难用理论或经验公式计算各个缝隙的流量。通过建立叶片式可控减振器的流体力学模型来研究其阻尼特性随控制阀输入电流的变化比较困难。此外,试验表明缝隙流量在减振器总流量中所占比例高达80%以上,减振器工作介质的黏度随温度的上升呈指数曲线下降,对于缝隙节流,工作介质黏度降低,将使缝隙的泄漏量急剧增加,导致减振器阻尼力减小。因此,温衰特性也是叶片式减振器的重要特性之一。本文将通过试验检验可控减振器的可控性和阻尼力的可调范围,并研究叶片式可控减振器的阻力-电流特性和温衰特性,即通过试验,获取在该可控减振器减压阀未打开的条件下,阻尼系数与比例阀的输入电流I和工作液温度T之间的关系,从而拟合出可控减振器的阻力-电流、温度特性计算公式,为半主动悬挂系统控制策略的制定提供依据。

　　2　实验设备与方法

　　通过道路模拟试验台(图2)对所研究的叶片式可控减振器施加频率为1·67 Hz的正弦位移激励,记录振幅A分别为33·4 mm、47·7 mm、61·9 mm,比例电磁铁输入控制电流I分别为0·2、0·3、0·4、0·5、0·6、0·7、0·8、0·9(A)以及减振器温度T分别为40、50、60、70、80(℃)时减振器的示功图(阻尼力-位移关系)。

　　3　实验结果与分析

　　3·1　阻尼力调节范围

　　根据示功图,可以获得在不同工作温度条件下、控制电流从零调到最大过程中可控减振器的最大阻尼力,从而确定该减振器在不同工作温度下阻尼力的调节比例,见表1。