张小江 闫振华

(吉林大学 机械与航空航天工程学院，吉林 长春 130022)

悬架系统是车辆最基本的系统之一[1- 2]，在工程车辆上的应用较为广泛，如全地面起重机[3]、矿卡[4]等；对油气悬架而言，其结构多样，连接方式多样[5]，传统油气悬架系统要隔离地面的低频振动，需要适当降低悬架系统刚度；目前采用的措施主要为增加蓄能器体积和提高蓄能器的初始充气压力[6]，但由于车辆实际空间问题和载荷范围的限制，蓄能器体积不可无限增大，蓄能器的初始充气压力也不可无限增加。虽然出现了半主动悬架[7- 8]、主动油气悬架系统[9- 10]，但其结构复杂成本高，限制其应用推广。

准零刚度减振系统在车辆座椅中应用较为广泛[11- 12]，可有效隔离座椅下的振动，提高乘坐舒适性；其主要的方式有水平弹簧和垂直弹簧组合[13]、水平空气悬置和垂直空气悬置组合[14- 15]或利用弹簧与构件的特殊结构外形组合[16]等。油气悬架要提高其舒适性，悬架系统的刚度也应可调，理想的情况是悬架根据实际需要其刚度可为正、零甚至负值，但传统的油气悬架的刚度始终大于零，不可实现该功能。目前还未见类似的油气悬架。因此开展油气悬架可变刚度系统的设计十分必要。

本文中基于以上问题，提出了一种新型油气悬架系统构型，分析其匹配设计分析方法，并对悬架系统在无阻尼条件下的固有频率及自由振动特性做了系列分析。

1 准零刚度油气悬架构型设计

文中提出的新型准油气悬架的构型结构如图1所示。……