连接式油气悬架在铰接式自卸车上的应用
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组合为一体 的两个简单式 的独立油气悬 架。为 了 便于探索 ， 这里 以前 者 为例进行 阐述 。该 系统 油
汽 车 ２ ０ １ ３年 第 ２期
８ ・
矿
用
★ 设计 ・ 试验 ・ 研 究★
气悬架 的两个液压缸两端分别铰接在 车架与车桥 之 间 。蓄 能 器 则 装 在 车 架 上 ， 管 路 将 它 们 连 为 一
Ｆ１ 一 Ｐ１・ Ａ１ 一 Ｐ２・Ａ２ （ １ ）
式 中： ｈ ・ｈ —— 左 右 两 侧 油 缸 内 活 塞 的 位
体（ 见图 ２ ａ ） 。蓄 能器 在 该 系统 中 主要 起 弹 性 元 件 作用 ， 靠 密 封 在 蓄 能 器 中气 体 的 弹 性 变 形 来 承 担 载荷 。缸 中 的 油 液 只 为 传 递 介 质 ， 它 能 将 缸 体 中 活塞 的受 力 经 管 路 传 递 到 蓄 能 器 内 的 气 体 中 去 ，
Ｆ１ ＝ ＝ ＝ Ｆ２ 一 Ｆｏ
＿ ＰＯ 一
（ ２ ）
靠气 体 的 弹 性 震 动 频 率 匹 配 来 满 足 整 车 的 平
顺性 。
ａ 独 立式悬架
一
ｂ 连 接式悬架
图 ２
由于悬架 一 组油 缸 的连接 方式 不 同 （ 见图 ２ ａ与
连接式悬架工作原理图
图 ３
图 １
铰接 式 自卸 车 的 发 展 ， 促 进 和 推 动 它 向安 全 、 稳定 、 舒 适方 向 进 步 ， 并 对 其 底 盘 行 驶 平 顺 性 提 出 了更 高 的要 求 。油 气 悬 架 在 铰 接 式 自卸 车 的应 用 就 是其 中技 术改 进 之 一 。在 各 种 悬 架 型式 中 ， 以非
★ 设计 ・ 试验 ・ 研 究★
连 接 式 油气 悬 架在 铰 接 式 自卸 车 上 的应 用
中环动力（ 北京） 重 型汽车有限公 司 徐 乃镗 马一 陈磊
【 摘 要】本文对 全路 面 铰接 式 自卸车 的链 接式 前油气 悬 架 的工作 特性进 行 了探 讨 ， 并 进一 步讨 论 了装用 连接式 油气 悬架 的铰接式 自卸车 ， 行驶 转 向时 的车架 侧倾 角计 算 。
纪７ ０年 代 在 世 界 发 达 国家 开 始 盛 行 ， ９ ０年代 普 及 全球 ， 并显 示 出强大 的生 命力 。我 国在 上世 纪 ７ ０年 代 末 开始 引 进 ， 并逐渐 消化仿制 ， 目前 正 在 迅 速 发
展 。整车 外形 （ 见图 １ ）
部分 ， 后 段 为支 撑 翻斗 的主 车 架 ， 借 助 液 压 缸 实 现 折 体转 向 。成 功地 把 装 载机 和 汽 车 的主 要 优 点 有
与 固有频 率两 关键 参数 不 同 。
（ ２ ） 车辆正 常行驶 在 左右 两 车轮受 力相 同 （ 同时 受相 等冲击 ） 时， 左右 两液压缸 的受力也相 同 。此时 ，
Ｆ 一Ｆ ｚ ＝ ＝ ＝ Ｆ（ 但 这 时 Ｆ≠Ｆ ｏ ）
因此 ， Ｐ１ ＝ ＝ ＝ Ｐ ２ 一Ｐ
Ｖ１ 一 Ｖｚ ＝ ＝ ： Ｖ
就是 选择 连 接 式 油 气 悬 架 装 置 。该 文 将 在 这 里 初 步探 讨其 连 接 式 油气 悬 架 的 抗 侧 倾 机 理 和设 计 方
法， 目的就是 改 善 目前 铰 接 车 的 行 驶 稳 定 性 ， 提 高 设计 水平 。
线性 变 刚度 油气悬 架 的选 用 最 为普 遍 ， 也 能 较好 地 适应 铰 接式 自卸 车 行 驶 需 求 。实 践 证 明 在 前 悬 架
１ 原理简 介
通常铰接 车 的一组 前油气 悬架 ， 是 由两个 液
压 缸 和两 个 蓄 能 器 组 成 ， 或 者 是 液 压 缸 和 蓄 能 器
选用与刚性 自卸车相似 的独立式油气悬架 ， 在直线 行驶 和转 向时车辆 的侧 倾 较 为 严 重 ， 横 向稳定 性 也 不够理想 ， 经常有侧倾发生 。为 了减少这种侧倾 发 生， 提高行驶稳定性 ， 可 以通过最简便的方法改进 ，
关键 词 ： 铰 接式 自卸 车 连接 式前 油气 悬 架 车架侧 倾 角计算
近年 来 ， 随 着 国 内外 采 矿 工 业 、 水 电建 设 、 森
林采伐和机 场与港 口建设 的迅 猛发展 ， 在 非公 路
运输 车辆 中又 出 现一 种 新 型 的 铰 接 式 自卸 车 （ Ａ ｒ — ｔ ｉ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ Ｄａ ｍｐ Ｔｒ ａ ｃ ｋ ） 。它 的原 理 与 普 通 刚 性 车 辆 有 一定 差 异 。主要 是 铰 接 式 自卸 车 采 用 组 合 式 车 架， 整 体 车 架 是 由前 后 两 段 组 成 ， 中 间 由 铰 链 连 接， 车 架 问 可 做 相 对 偏 转 。车 架 铰 点 前 段 为 动 力
ｂ ） ， 它们的刚度和车辆 的固有 频率也有显著变化 。 表 现 出连 接 式 油 气 悬 架 系统 能 大 大 地 增 强 整 车 的 抗侧倾刚度 ， 有效地减小车辆在不平路行驶和转 向 时车架的侧倾角 ， 提 高车辆行驶稳定性 。主要原因 是连 接式 油 气 悬 架 与 独 立 式 油 气 悬 架 它 们 的 刚 度
ｈ １ 一 ２ 一
２ 刚度 与 固有 频 率
油气悬架 的 固有特性 是指 由悬 架本身机构所 决定的特性。主要是悬 架的刚度 和 固有频 率。而 其 中悬架 的刚度则 是决定车架侧倾 角刚度 的关键 参数 ： 下面就对该参 数进行探讨 比较 ， 并 说 明它 的
抗 侧倾 特性 。 该 连接 式 油气悬 架 （ 见图 ３ ） 的平 衡方 程式 ：
机地结合在一起 ， 具有多 向 自由度 ， 提高了车辆 的 爬坡能力 和机动灵 活性 ， 更 适 应 无 路 面 全 天 候 条
件 下 运 输 作业 。 铰接式 自卸车 自 ２ ０世纪 ４ ０年代 在 北欧斯 堪 的
纳维 亚半 岛 问 世 以来 ， 至 今 已有 ７ ０年 历 史 。２ ０世
组合为一体 的两个简单式 的独立油气悬 架。为 了 便于探索 ， 这里 以前 者 为例进行 阐述 。该 系统 油
汽 车 ２ ０ １ ３年 第 ２期
８ ・
矿
用
★ 设计 ・ 试验 ・ 研 究★
气悬架 的两个液压缸两端分别铰接在 车架与车桥 之 间 。蓄 能 器 则 装 在 车 架 上 ， 管 路 将 它 们 连 为 一
Ｆ１ 一 Ｐ１・ Ａ１ 一 Ｐ２・Ａ２ （ １ ）
式 中： ｈ ・ｈ —— 左 右 两 侧 油 缸 内 活 塞 的 位
体（ 见图 ２ ａ ） 。蓄 能器 在 该 系统 中 主要 起 弹 性 元 件 作用 ， 靠 密 封 在 蓄 能 器 中气 体 的 弹 性 变 形 来 承 担 载荷 。缸 中 的 油 液 只 为 传 递 介 质 ， 它 能 将 缸 体 中 活塞 的受 力 经 管 路 传 递 到 蓄 能 器 内 的 气 体 中 去 ，
Ｆ１ ＝ ＝ ＝ Ｆ２ 一 Ｆｏ
＿ ＰＯ 一
（ ２ ）
靠气 体 的 弹 性 震 动 频 率 匹 配 来 满 足 整 车 的 平
顺性 。
ａ 独 立式悬架
一
ｂ 连 接式悬架
图 ２
由于悬架 一 组油 缸 的连接 方式 不 同 （ 见图 ２ ａ与
连接式悬架工作原理图
图 ３
图 １
铰接 式 自卸 车 的 发 展 ， 促 进 和 推 动 它 向安 全 、 稳定 、 舒 适方 向 进 步 ， 并 对 其 底 盘 行 驶 平 顺 性 提 出 了更 高 的要 求 。油 气 悬 架 在 铰 接 式 自卸 车 的应 用 就 是其 中技 术改 进 之 一 。在 各 种 悬 架 型式 中 ， 以非
★ 设计 ・ 试验 ・ 研 究★
连 接 式 油气 悬 架在 铰 接 式 自卸 车 上 的应 用
中环动力（ 北京） 重 型汽车有限公 司 徐 乃镗 马一 陈磊
【 摘 要】本文对 全路 面 铰接 式 自卸车 的链 接式 前油气 悬 架 的工作 特性进 行 了探 讨 ， 并 进一 步讨 论 了装用 连接式 油气 悬架 的铰接式 自卸车 ， 行驶 转 向时 的车架 侧倾 角计 算 。
纪７ ０年 代 在 世 界 发 达 国家 开 始 盛 行 ， ９ ０年代 普 及 全球 ， 并显 示 出强大 的生 命力 。我 国在 上世 纪 ７ ０年 代 末 开始 引 进 ， 并逐渐 消化仿制 ， 目前 正 在 迅 速 发
展 。整车 外形 （ 见图 １ ）
部分 ， 后 段 为支 撑 翻斗 的主 车 架 ， 借 助 液 压 缸 实 现 折 体转 向 。成 功地 把 装 载机 和 汽 车 的主 要 优 点 有
与 固有频 率两 关键 参数 不 同 。
（ ２ ） 车辆正 常行驶 在 左右 两 车轮受 力相 同 （ 同时 受相 等冲击 ） 时， 左右 两液压缸 的受力也相 同 。此时 ，
Ｆ 一Ｆ ｚ ＝ ＝ ＝ Ｆ（ 但 这 时 Ｆ≠Ｆ ｏ ）
因此 ， Ｐ１ ＝ ＝ ＝ Ｐ ２ 一Ｐ
Ｖ１ 一 Ｖｚ ＝ ＝ ： Ｖ
就是 选择 连 接 式 油 气 悬 架 装 置 。该 文 将 在 这 里 初 步探 讨其 连 接 式 油气 悬 架 的 抗 侧 倾 机 理 和设 计 方
法， 目的就是 改 善 目前 铰 接 车 的 行 驶 稳 定 性 ， 提 高 设计 水平 。
线性 变 刚度 油气悬 架 的选 用 最 为普 遍 ， 也 能 较好 地 适应 铰 接式 自卸 车 行 驶 需 求 。实 践 证 明 在 前 悬 架
１ 原理简 介
通常铰接 车 的一组 前油气 悬架 ， 是 由两个 液
压 缸 和两 个 蓄 能 器 组 成 ， 或 者 是 液 压 缸 和 蓄 能 器
选用与刚性 自卸车相似 的独立式油气悬架 ， 在直线 行驶 和转 向时车辆 的侧 倾 较 为 严 重 ， 横 向稳定 性 也 不够理想 ， 经常有侧倾发生 。为 了减少这种侧倾 发 生， 提高行驶稳定性 ， 可 以通过最简便的方法改进 ，
关键 词 ： 铰 接式 自卸 车 连接 式前 油气 悬 架 车架侧 倾 角计算
近年 来 ， 随 着 国 内外 采 矿 工 业 、 水 电建 设 、 森
林采伐和机 场与港 口建设 的迅 猛发展 ， 在 非公 路
运输 车辆 中又 出 现一 种 新 型 的 铰 接 式 自卸 车 （ Ａ ｒ — ｔ ｉ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ Ｄａ ｍｐ Ｔｒ ａ ｃ ｋ ） 。它 的原 理 与 普 通 刚 性 车 辆 有 一定 差 异 。主要 是 铰 接 式 自卸 车 采 用 组 合 式 车 架， 整 体 车 架 是 由前 后 两 段 组 成 ， 中 间 由 铰 链 连 接， 车 架 问 可 做 相 对 偏 转 。车 架 铰 点 前 段 为 动 力
ｂ ） ， 它们的刚度和车辆 的固有 频率也有显著变化 。 表 现 出连 接 式 油 气 悬 架 系统 能 大 大 地 增 强 整 车 的 抗侧倾刚度 ， 有效地减小车辆在不平路行驶和转 向 时车架的侧倾角 ， 提 高车辆行驶稳定性 。主要原因 是连 接式 油 气 悬 架 与 独 立 式 油 气 悬 架 它 们 的 刚 度
ｈ １ 一 ２ 一
２ 刚度 与 固有 频 率
油气悬架 的 固有特性 是指 由悬 架本身机构所 决定的特性。主要是悬 架的刚度 和 固有频 率。而 其 中悬架 的刚度则 是决定车架侧倾 角刚度 的关键 参数 ： 下面就对该参 数进行探讨 比较 ， 并 说 明它 的
抗 侧倾 特性 。 该 连接 式 油气悬 架 （ 见图 ３ ） 的平 衡方 程式 ：
机地结合在一起 ， 具有多 向 自由度 ， 提高了车辆 的 爬坡能力 和机动灵 活性 ， 更 适 应 无 路 面 全 天 候 条
件 下 运 输 作业 。 铰接式 自卸车 自 ２ ０世纪 ４ ０年代 在 北欧斯 堪 的
纳维 亚半 岛 问 世 以来 ， 至 今 已有 ７ ０年 历 史 。２ ０世