浅析城轨车辆悬挂系统的应用与发展

浅析城轨车辆悬挂系统的应用与发展

摘要

随着经济的发展和科技的进步，城市建设也在快速发展，在各大城市中，轨道交通是城市建设的重中之重，而轨道交通车辆是建设城市交通的关键性环节，交通车辆的舒适和安全是最重要的部分。城市轨道交通车辆悬挂系统是影响交通车辆安全性运行的一个重要因素，因此，对车辆悬挂系统的应用与发展的研究就显得极为重要了。

通过查阅大量文献资料，概述了城市轨道交通车辆的悬挂系统，作为城轨列车上的“减震器”在舒适和安全方面起着非常关键的作用，简单的讲述了悬挂系统的发展历程和功能类别，详细的介绍了城轨车辆悬挂系统在不同车辆上的基本情况以及未来在材料、形态方面的发展趋势。

关键词：城轨；车辆悬挂系统；系统应用

摘要 1

第1章前言 2

1.1 本次课题的目的 2

1.2悬挂系统的发展史 2

1.3本文研究内容 3

第2章简介 4

2.1 什么是悬挂系统 4

2.1.1 悬挂系统的功能 4

2.12 悬挂系统的分类及作用 4

2.2 悬挂系统的构成 5

第3章悬挂系统的应用以及在形态和材料方面的发展 6

3.1 不同悬挂系统在车辆的应用 6

3.1.1被动悬架 6

3.1.2半主动悬架 7

3.1.3主动液压悬架 7

3.1.4主动空气悬架 8

3.2 悬挂系统未来的发展趋势 8

第4章结束语 9

参考文献 10

附录

第1章前言

1.1 本次课题的目的

随着近年来我国铁路行业的不断进步与发展，我国轨道技术已经跻身于世界前列，人们也逐渐的了解到轨道交通的方便快捷，且国外内地铁，轻轨，单轨，磁悬浮等城市轨道交通也成为了人们出行的主要交通方式，仅仅的效率高、速度快，已经不能满足人们的日常要求, 更加平稳.、舒适以及安全方面成为了人们目前比较关心的话题。城轨车辆的悬挂系统作为城轨列车上的“减震器”，恰恰就是连接着车体和轮对的重要部分，而本次课题研究，一方面简单的介绍了解城轨车辆上的悬挂系统的发展史，悬挂系统的组成以及当在车辆运行当中，悬挂系统各部分是如何协调配合保证车辆的平稳运行，另一方面详细的讲述悬挂系统目前在不同车型上的不同的应用以及悬挂系统在形态上和材料上的新的发展。

1.2悬挂系统的发展史

在马车出现的时候，为了乘坐更舒适，人类就开始对马车进行源源不断的探索。在1776年，马车使用叶片弹簧在舒适和稳定方面获得了进展，并且一直使用到20世纪30年代，叶片弹簧才逐渐被螺旋弹簧代替。直到汽车诞生，随着对悬架研究的深入，相继出现了气体弹簧、橡胶弹簧、钢板弹簧等。1934年世界上出现了第一个由螺旋弹簧组成的被动悬架。但仅仅有被动悬架在不同的道路上很难保证车辆的稳定，减振的效果较差。为了克服这种缺点，慢慢采用了非线性刚度弹簧和调节车身高度的方法，虽然有一定改进，但还是无法掩盖被动悬架的缺点。被动悬架主要应用于中低端汽车上，现在汽车的前悬架一般采用带有横向稳定杆的麦弗逊式悬架，比如桑塔纳、夏利等车，后悬架的选择较多，主要有复合式纵摆臂悬架和多连杆悬架等。

1973年半主动悬架开始研究，主要是改变悬架的阻尼，很少考虑改变悬架的刚度。根据弹簧上质量相对车轮的速度响应、加速度响应等反馈信号，按照一定的规律来适当调节弹簧的阻尼力或者刚度。半主动悬架产生力的方式与被动悬架相似，但其阻尼或刚度系数可根据运行状态调整。由于半主动悬架结构较简单，工作时不需要消耗车辆的动力，而且可取得与主动悬架相近的性能，具有广阔的发展空间。

随着道路交通的不断发展，汽车车速有了很大的提高，被动悬架的缺陷逐渐成为提高汽车性能的瓶颈，为此人们开发了能兼顾舒适和操纵稳定的主动悬架。主动悬架的概念是1954年美国通用汽车公司在悬架设计中率先提出的。它在被动悬架的基础上，增加可调节刚度和阻尼的控制装置，使汽车的悬架在任何路面上保持最佳的运行状态。控制装置通常由测量系统、反馈控制系统、能源系统等组成。20世纪80年代，世界各大著名的汽车公司和生产厂家竞相研制开发这种悬架。奔驰、沃尔沃、洛特斯、丰田等在汽车上进行了较为成功的试验。装备主动悬架的汽车，在不良路面高速行驶时，车身非常平稳，轮胎的噪音小，转向和制动时车身保持水平。其特点是乘坐非常舒服，但不同程度存在着结构复杂、能耗高、成本昂贵、可靠性问题。

由于种种原因，我国的汽车绝大部分采用被动悬架。在半主动和主动悬架的研究方面起步晚，与国外的差距大。在西方发达国家，半主动悬架在20世纪80年代后期趋于成熟，福特公司和日产公司首先在轿车上应用，取得了较好的效果。主动悬架虽然提出早，但由于控制复杂，并且牵涉到许多学科，一直很难有大的突破。进入20世纪90年代，仍仅应用于排气量大的豪华汽车。未见国内汽车产品采用此技术的报道，只有北京理工大学和同济大学等少数几个研究机构对主动悬架展开研究。

1.3本文研究内容

参考文献：

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[2]孙晓亮．高速拖车悬挂系统参数对其动力学性能的影响[D]．西南交通大学，2012.

[3]柳海．城轨车辆悬挂系统故障诊断方法研究[D].北京交通大学，2013.

[4]伊然．国务院通过中长期铁路网规划，五大举措促进铁路交通建设[J]．工程机械，2016（8）:61-61.

[5]郭昆．基于信息融合的列车悬挂系统故障分离硏究与列车安全评价［[D]．北京交通大学，2014.

[6]孙培峰.汽车底盘构造与检修[M].杭州:浙江大学出版社,2017.

[7]潘伟荣.汽车电控底盘检修[M].北京:中国劳动社会保障出版社,2016.

[8]苗庆贵.汽车底盘构造与维修[M].北京:人民交通出版社,2011.