王国宁+王海鹏+王善军
摘要:悬挂装置的结构和性能的好坏对于履带式车体的颠簸和振动的大小有很大的影响,本文重阐述了目前比较常见几种的悬挂系统。
关键词:悬挂系统;履带式车辆
悬挂装置是由平衡肘支架、支撑座、平衡肘、扭力轴、减震器、缓冲器等组成的。一般是指将车体和负重轮连接起来的所有部件和零件的总称。
目前提高车辆的最大行驶速度和平均行驶速度受到悬挂性能的影响和限制。车辆在一定路面以一定速度行驶时,车体的颠簸和振动的大小取决于悬挂装置的结构和性能的好坏。当车辆以高速行驶时,如果悬挂性能差,就会将冲击传给车辆的车体,使车内乘员不易操作而且很快疲劳,并使车辆车体内安装的机构及行动装置的零件因超载荷而损坏。同时,车体的强烈振动,会影响车辆行进间的射击,使乘员观察困难并降低了工作能力。从而不得不降低车速,即使车辆装备了大功率的发动机,也不能充分利用发动机的功率以道路阻力所能允许的速度行驶,这样就大大地降低了车辆的机动性和其作战能力。因此要求车辆悬挂装置要保证车辆在各种路面上行驶平稳,保证车辆在恶劣条件下行驶时,应有足够的强度和缓冲能力,也就是说要可靠耐用。同时要求悬挂装置要体积小、重量轻,便于维修。
扭杆式悬挂装置是通过负重轮通过平衡肘和扭杆相连,而扭杆的另一端则固定于车辆车体另一侧。当负重轮受到地面冲击时,负重轮上升或下降,通过平衡肘使扭杆产生扭转变形并吸收冲击能量,不使车辆受到强烈撞击,从而可以保证乘员的正常工作和机件不致损坏。然而,扭杆的变形是有限度的,所以需用缓冲器来限位。扭杆是弹性元件,由于它的变形所吸收的能量还要放出来,这就使车体震动,这种震动可使乘员疲劳,观察困难,还会导致射击精度的下降。为使车体的震动迅速衰减,在左、右两边第一和最后一个负重轮处装有减震器,将车辆震动的能量变为热能,并且也起一定的缓冲作用,从而可以提高车辆行驶的平稳性。
除上述扭杆式悬挂装置外,有的车辆上已经采用液气悬挂。液气悬挂是利用密封容器内的高压气体来作为弹性元件的一种悬挂装置。气室的浮动活塞右端由充气阀充入高压氮气,浮动活塞的左端是油缸,它与主油缸的油腔相通,浮动活塞用来隔离油液与氮气。当车辆前进时,负重轮驶上凸起物,主活塞向上运动,油液受压缩经高压软管到气室,通过浮动活塞压缩氮气,使氮气压力增大,体积缩小,氮气吸收能量而起缓冲作用。当负重轮行驶过凸起物后,氮气体积膨胀,气压减小,放出能量,推动浮动活塞把油压回油缸,油液推动主活塞向下运动。如此往复运动,气室中的氮气时而吸收能量,时而放出能量,其作用相当于一个可变刚性的弹性元件。同时,通过改变主油的油量,就可改变负重轮的位置。如果分别改变车辆左、右边或前、后部或全部主油缸的油量,便可以改变车辆车体左、右倾斜或前、后俯仰或车底距地高,也就是说可调节或改变车辆的姿态。
近年来,美国和德国都在研制各种型式的主动式悬挂。德国马克公司在为豹Ⅲ车辆研制的VT1-1型双炮无炮塔车辆样车上已经安了主动式悬挂。所谓主动式悬挂,是指能进行动态调节的悬挂装置,即等于自适应控制悬挂。使用这种悬挂装置,能较大地提高行驶平稳性,提高行驶速度,改善乘坐舒适性,保持乘员持续战斗力,延长车内机件、设备的使用寿命,并能提高武器的命中概率。
主动式悬挂系统的简单工作原理是在车辆车体前部安装一种探测器,用来探测车辙前面将要遇到的地形轮廊,并传递给计算机。计算机根据车速进行计算后发出指令,控制悬挂装置作动缸的阀门开度和开放时间。油泵不断地供油,使车轮根据地形轮廊的起伏主动升降,以避免车体受到扰动。主动式悬挂的发展,意味着适应随机地形变化的车辆悬挂自适应控制技术已开始进入实用阶段,这是悬挂发展的新动向,会使车辆的机动性有较大的提高。