坦克装甲车辆主动悬挂结构技术发展综述
发布时间：2021-08-18 16:22
阐述了坦克装甲车辆主动悬挂的需求和技术进展,详细介绍了电力-液压（简称电液）主动悬挂和机械-电力（简称机电）主动悬挂的结构及特点;结合电液主动悬挂和机电主动悬挂两种典型主动悬挂的试验验证情况,分析了现有坦克装甲车辆主动悬挂结构技术的瓶颈问题;归纳了坦克装甲车辆主动悬挂对结构性能的要求和关键技术,即高功率密度、高可靠性、低迟滞作动器技术;针对性地提出了新型主动悬挂结构研究思路:引入机电液复合作动器,规避了电液主动悬挂的时滞大和机电主动悬挂的惯性冲击问题,可实现悬挂的主动控制,为"十四五"坦克装甲车辆主动悬挂技术研究提供了方向性参考。
【文章来源】：兵工学报. 2020,41(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
电液主动悬挂原理图[12]
20世纪70年代，英国国防部坦克装甲车辆工程局在8 t级“蝎”式轻型坦克上试验了英国AP液压公司的液压机械主动悬挂系统。它采用液压执行器取代原车的叶片减振器，并保留了原车的弹性元件，以支撑悬挂静载，降低液压主动悬挂装置执行器的体积和对功率的需求。通过对比试验发现:该悬挂系统可以使在越野路面行驶时的车辆振动加速度均方根值较装有传统被动悬挂的车辆降低25%，并可以在7 m波长的正弦路面上获得34 km/h的行驶速度[13-15]。原联邦德国在豹I坦克上试验了一款电液主动悬挂系统，取得了较好的效果。韩国也针对K1坦克开发了基于肘内式油气弹簧的主动悬挂系统，但未见实车试验的报道[16]。电液主动悬挂系统中最典型的是俄罗斯全俄运输车辆研究所研制的一款基于伺服阀和叶片执行器的主动悬挂系统。用该悬挂改造的T-72坦克与采用传统悬挂的T-80坦克进行对比试验时发现:在同样路面条件和行驶速度时，T-80车体的最大纵向角振动为14°，车体的垂向振动加速度超过30 m/s2;改装电液主动悬挂后的T-72车体纵向角振动、垂向振动加速度较T-80分别降低了78.6%和60%．除此之外，改装后T-72坦克在行进间射击时的火控系统稳像环境大幅度改善。从英国和俄罗斯等国电液主动悬挂的研究情况与试验结果来看，安装电液主动悬挂的坦克装甲车辆，机动性和平顺性明显提高，但是至今未见其批量装备部队，个中原因值得深究[11]。
日本日立制作所的机电主动悬挂(见图3)采用螺旋弹簧支撑车体，降低了悬挂功耗，在保留传统车辆液压减振器的基础上增加了筒形直线电机作为作动器。通过与传统悬挂(弹簧+液压减振器)的对比试验，发现机电主动悬挂可以有效地降低簧载质量加速度[17-18]。BOSE公司耗费30年时间研制的一款基于直线电机的机电主动悬挂(见图4)，其悬架采用直线电机作为执行器和传感器，当簧下质量受路面激励而上下运动时，电机就会向悬挂控制系统反馈悬挂动行程等信息，悬挂控制系统则根据传感器信息和悬挂控制律向各个电机提供适当的电流，以控制悬挂输出主动力。实车试验证明该悬挂系统可以大幅度提高车辆平顺性，而且具备能量回收潜力，但受制于成本和功耗，至今未能量产[19-21]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于天棚-加速度的半主动机电悬挂控制[J]. 张子超,雷强顺,宋慧新,薛涛,徐龙. 兵器装备工程学报. 2020(10)
[2]基于MATLAB软件的机电悬挂连杆机构的运动学分析[J]. 段国柱,宋慧新,陈宇,侯友山. 机械工程师. 2020(02)
[3]汽车主动悬架技术的研究现状[J]. 来飞,胡博. 南京理工大学学报. 2019(04)
[4]基于路面激励自适应的液电馈能悬架动力学性能协调控制[J]. 汪若尘,丁彦姝,孙东,丁仁凯,孟祥鹏. 农业工程学报. 2019(06)
[5]平面正弦钢球传动机构的钢球力学分析[J]. 李美求,罗竞波,王冰冰,李宁. 机械传动. 2019(03)
[6]履带车辆悬挂系统现状及趋势[J]. 代健健,陈轶杰,毛明. 车辆与动力技术. 2019(01)
[7]复合式电磁悬挂系统馈能特性分析[J]. 张进秋,彭虎,岳杰,孙宜权,张建,彭志召. 振动.测试与诊断. 2018(04)
[8]车辆电控空气悬挂结构优化模型与优化设计方法研究[J]. 雷强顺,彭友余,汪国胜,王超,宋慧新. 兵工学报. 2018(07)
[9]坦克装甲车辆悬挂系统探析及发展前景研究[J]. 王永丽,梁经芝,冯栋梁,陈超. 科技与创新. 2018(11)
[10]电磁主动悬架控制策略设计与试验研究[J]. 庞敬礼. 机械设计与制造. 2017(11)
博士论文
[1]履带车辆肘内式主动悬挂研究[D]. 高晓东.北京理工大学 2015
[2]车辆电磁主动悬架鲁棒控制研究[D]. 张勇超.上海交通大学 2012
硕士论文
[1]随机扰动下的履带式车辆主动悬挂系统研究[D]. 许英伟.北京理工大学 2016
[2]车辆主动悬架的全息最优滑模控制器设计方法[D]. 王骏骋.江苏大学 2016
[3]基于电磁执行器的智能悬架能量回收研究[D]. 陈星.重庆大学 2011
本文编号：3350220
【文章来源】：兵工学报. 2020,41(12)北大核心EICSCD
【文章页数】：14 页
【部分图文】：
电液主动悬挂原理图[12]
20世纪70年代，英国国防部坦克装甲车辆工程局在8 t级“蝎”式轻型坦克上试验了英国AP液压公司的液压机械主动悬挂系统。它采用液压执行器取代原车的叶片减振器，并保留了原车的弹性元件，以支撑悬挂静载，降低液压主动悬挂装置执行器的体积和对功率的需求。通过对比试验发现:该悬挂系统可以使在越野路面行驶时的车辆振动加速度均方根值较装有传统被动悬挂的车辆降低25%，并可以在7 m波长的正弦路面上获得34 km/h的行驶速度[13-15]。原联邦德国在豹I坦克上试验了一款电液主动悬挂系统，取得了较好的效果。韩国也针对K1坦克开发了基于肘内式油气弹簧的主动悬挂系统，但未见实车试验的报道[16]。电液主动悬挂系统中最典型的是俄罗斯全俄运输车辆研究所研制的一款基于伺服阀和叶片执行器的主动悬挂系统。用该悬挂改造的T-72坦克与采用传统悬挂的T-80坦克进行对比试验时发现:在同样路面条件和行驶速度时，T-80车体的最大纵向角振动为14°，车体的垂向振动加速度超过30 m/s2;改装电液主动悬挂后的T-72车体纵向角振动、垂向振动加速度较T-80分别降低了78.6%和60%．除此之外，改装后T-72坦克在行进间射击时的火控系统稳像环境大幅度改善。从英国和俄罗斯等国电液主动悬挂的研究情况与试验结果来看，安装电液主动悬挂的坦克装甲车辆，机动性和平顺性明显提高，但是至今未见其批量装备部队，个中原因值得深究[11]。
日本日立制作所的机电主动悬挂(见图3)采用螺旋弹簧支撑车体，降低了悬挂功耗，在保留传统车辆液压减振器的基础上增加了筒形直线电机作为作动器。通过与传统悬挂(弹簧+液压减振器)的对比试验，发现机电主动悬挂可以有效地降低簧载质量加速度[17-18]。BOSE公司耗费30年时间研制的一款基于直线电机的机电主动悬挂(见图4)，其悬架采用直线电机作为执行器和传感器，当簧下质量受路面激励而上下运动时，电机就会向悬挂控制系统反馈悬挂动行程等信息，悬挂控制系统则根据传感器信息和悬挂控制律向各个电机提供适当的电流，以控制悬挂输出主动力。实车试验证明该悬挂系统可以大幅度提高车辆平顺性，而且具备能量回收潜力，但受制于成本和功耗，至今未能量产[19-21]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于天棚-加速度的半主动机电悬挂控制[J]. 张子超,雷强顺,宋慧新,薛涛,徐龙. 兵器装备工程学报. 2020(10)
[2]基于MATLAB软件的机电悬挂连杆机构的运动学分析[J]. 段国柱,宋慧新,陈宇,侯友山. 机械工程师. 2020(02)
[3]汽车主动悬架技术的研究现状[J]. 来飞,胡博. 南京理工大学学报. 2019(04)
[4]基于路面激励自适应的液电馈能悬架动力学性能协调控制[J]. 汪若尘,丁彦姝,孙东,丁仁凯,孟祥鹏. 农业工程学报. 2019(06)
[5]平面正弦钢球传动机构的钢球力学分析[J]. 李美求,罗竞波,王冰冰,李宁. 机械传动. 2019(03)
[6]履带车辆悬挂系统现状及趋势[J]. 代健健,陈轶杰,毛明. 车辆与动力技术. 2019(01)
[7]复合式电磁悬挂系统馈能特性分析[J]. 张进秋,彭虎,岳杰,孙宜权,张建,彭志召. 振动.测试与诊断. 2018(04)
[8]车辆电控空气悬挂结构优化模型与优化设计方法研究[J]. 雷强顺,彭友余,汪国胜,王超,宋慧新. 兵工学报. 2018(07)
[9]坦克装甲车辆悬挂系统探析及发展前景研究[J]. 王永丽,梁经芝,冯栋梁,陈超. 科技与创新. 2018(11)
[10]电磁主动悬架控制策略设计与试验研究[J]. 庞敬礼. 机械设计与制造. 2017(11)
博士论文
[1]履带车辆肘内式主动悬挂研究[D]. 高晓东.北京理工大学 2015
[2]车辆电磁主动悬架鲁棒控制研究[D]. 张勇超.上海交通大学 2012
硕士论文
[1]随机扰动下的履带式车辆主动悬挂系统研究[D]. 许英伟.北京理工大学 2016
[2]车辆主动悬架的全息最优滑模控制器设计方法[D]. 王骏骋.江苏大学 2016
[3]基于电磁执行器的智能悬架能量回收研究[D]. 陈星.重庆大学 2011
本文编号：3350220
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