油气悬挂系统试验装置设计

李林宏，李 萍，张仕新，李爱民

(装甲兵工程学院 北京 100072)

1 引言

和传统的扭力轴式悬挂装置相比，油气悬挂系统的减振效果得到大幅提升，广泛用于工程机械和装甲车辆。油气悬挂系统的两大核心元件为蓄压器和动力缸;陆上高速行驶时，不平地面对负重轮的冲击力通过平衡肘臂、拉臂使动力缸活塞杆不停摆动，动力缸内油液经联接油管在蓄压器内往复运动，推动浮动活塞压缩气体，使气体压力上升，吸收冲击能量，达到衰减动载、缓和振动的目的。在长期使用过程中，油气悬挂的失效主要表现为：漏油、漏气(密封失效)，性能指标下降。因此经过一定周期的使用，必须对油气悬挂进行检修，使其恢复原有的技术性能。目前，除了产品出厂磨合和质量检验装置外，各使用保障单位或部门都不具备产品质量检验的手段。油气悬挂系统综合试验台就是用来解决使用保障部门新品件功能复检和修后部件性能检测缺乏试验手段的现状。本文以某型工程车辆的油气悬挂为例进行试验装置的研制开发。

2 主要技术指标

充油压力 12±0.6 MPa

充气压力 13MPa

检测工作温度 50℃

减振阻力 55 kN

动力缸线速度 ≥0.1m/s

试验行程 120mm

3 试验装置的基本构成

试验装置主要包括：机械平台及动力传动系统、检测与电气控制系统、充油充气系统。

3.1 机械平台及动力传动系统

如图 1所示，机械平台包括：底座 11、立板及筋板4、上下导向轴座 7和 9、传感器支架 5等;动力传动系统包括：电机-减速机 1、传动轴及联轴器 2、轴承座 3、曲柄连杆机构 10。此外，润滑装置、保护装置、上下导向轴及连接销未标出。

图1 机械平台及动力传动装置结构简图

3.2 检测系统及电气控制系统

如图 2所示，检测系统包括：温度传感器、力矩传感器、智能仪表;电气控制系统包括：控制按钮、继电器、指示灯、控制柜等。

1)检测条件

温度 50℃;在平衡位置测去程压力(p1)和回程压力(p2);计算并显示：(p1+p2)/2高压空气阻力，(p1-p2)/2阻尼阻力。

图2 检测系统图

2)检测系统的要求

a.设置平衡位置的去程和回程两点开关输入，且两点不能同时有效;在测量过程中当第一点开关有效时，开始捕获测量值的极值(p1);当第二点开关有效时，“捕获“该过程中的另一极值(p2);

b.设置温度触发的开关输入，在温度值低于49℃，测出的力值显示但不记录;高于 49℃时触发，测出的力值显示且做记录;达到 50℃，停止试验;

c.过程循环，只保留最后一次的结果。过程结束时，可按键切换显示：(p1+p2)/2及(p1-p2)/2;

d.允许面板按键清除结果。

3.3 充放油系统及充气系统

如图 3所示，充油和充气系统包括：充气设备 1，被试件(蓄压器 2、动力缸 3)，充放油电磁阀 4，闭锁电磁阀 5，液压泵站 6。

图3 充放油系统与充气系统原理图

4 试验项目

4.1 静负荷试验

1)蓄压器密封性检测

用充气工具 1，从蓄压器的充气阀充氮气;充气前浮动活塞应位于最右端，充气过程要控制气压缓慢上升，防止浮动活塞对蓄压器的冲击。当气压达到规定的气压值(温度一般在 25℃左右)，停止充气。检查蓄压器外部不得有明显的漏气现象;放置 12小时后，检测的气压与原充气值相比，压差不得超过 0.2MPa。

2)动力缸静负荷试验

控制电磁阀给动力缸充放油 10次，活塞动作正常无卡滞;动力缸达到预定的油压后，保压 8小时，动力缸外部无泄露。

4.2 动负荷试验

(1)用销子将上下导向轴与动力缸的销孔连接固定好，并用开口销锁紧。(连接困难时，可拆下电机尾部的风扇盖，用手转动风扇来调整偏心轮位置);

(2)将充好压力的蓄压器固定在支架上，支架安放在合适试验台合适的位置;连接蓄压器充油、放油阀门与电磁阀间的充油管、放油管;连接动力缸与蓄压器之间的油管(管子的直径为 8 mm，弯曲半径不小于100mm);

(3)将温度传感器吸附于动力缸联接管附近的表面上。检查两个霍尔开关的端面与吸附在偏心轮上的磁铁的端面间隙是否在 1～1.5mm之间，否则用螺母调整霍尔开关的伸缩量调整间隙;

(4)接通油路充油(油压为 12±0.6 MPa)，活塞杆将连杆推至下止点，然后放油;同时点动试验台，使连杆升至上止点，排除缸内空气;再次充油，推连杆到下止点，压力上升到试验充油压力(12±0.6MPa)后，停止充油;

(5)试验台启动后，动力缸活塞杆运转应平稳无卡滞，外部无泄露;

(6)运转过程中，观察阻力值的变化情况，当温度值到达 50℃时，记录阻力和值和阻力差值(阻力和值和阻力差值，可通过多次试验的测量值来标定)，并依此判断悬挂装置的性能。

5 结束语

本文详细介绍了油气悬挂总成试验装置的设计方案、工作原理、系统构成、试验项目。通过对某型油气悬挂总成试验装置的研制开发，机械平台结构简单，控制系统操纵方便，所设定的试验项目能够确定悬挂装置的技术状态，设计达到了预定的目标，得到了使用保障单位的认可。

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