陈 欣

（扬州市职业大学，江苏 扬州 225009）

前言

“惯容器—弹簧—阻尼”（Inerter-Spring-Damper，ISD）的悬架结构，可改善车辆隔振性能，提高车辆悬架动态性能，是车辆工程界的研究热点[1-4]。目前ISD悬架中的惯容器的主要实现形式为：齿轮齿条式、滚珠丝杠式和液压式等。相较于机械式惯容器来说，液压式惯容器结构简单，布置方便，承载力大，因此研究液压惯容器对推动ISD悬架的发展具有重要的作用。目前国内外对液压ISD悬架的研究大多基于理想的线性模型，本文在液压式惯容器的非线性模型的基础上，基于2 级串联式 ISD悬架结构，建立非线性液压ISD 悬架数学模型，研究非线性对液压ISD 悬架系统的隔振性能的影响。通过相关的仿真研究分析了非线性因素对液压ISD悬架性能影响。

1 液压式惯容器的非线性模型

液压式惯容器是由液压缸、液压马达、飞轮及液压管路组成的封闭液压系统，其结构如图1所示。

图1 液压式惯容器的结构简图

对于理想线性的惯容器，得到的惯容系数b的表达式为：

式中：Ac为液压缸内管截面积；I为飞轮转动惯量；ηv为液压马达的容积效率；D为马达流量与输出轴角速度之比；ηm为液压马达的机械效率。

由相关试验与仿真，综合考虑液压式惯容器在运行过程中的非线性因素，包括系统摩擦、运行过程中液压马达的阻尼特性以及压力损失，可得到液压式惯容器力学性能的整体表达式为：

式中：f 为液压缸的活塞与缸壁的摩擦；其大小由相关试验确定的；C 为液压马达等效阻尼系数，其值由液压马达的结构参数决定的。……