2017年第1期
文章编号：10094687(2017)01002104
车辆与动力技术 Vehicle & Power Technology
变参数螺旋弹簧刚度特性研究
高晓东，桂鹏
聂维，雷强顺，
陈轶杰，
（中国北方车辆研究所，北京100072）
总第145期
摘要：以油气弹簧的刷度特性为参考，借鉴离散化的思想并结合螺旋弹簧的理论知识，建立变参数螺旋弹簧压缩过程的数学模型。结合实际车辆装配尺寸，通过编制Matlab程序对变参数螺旋弹簧的参数进行解析计算并将变参数螺旋弹簧刚度曲线与油气弹簧的刚度特性曲线相比较，结果表明变参数螺旋弹簧的刚度特性可以接近油气弹簧的刚度特性
关键词：螺旋弹簧；变参数；刚度特性中图分类号：U463.33*4.01
文献标识码：A
Research on Stiffness Characteristics of Helical Spring
withVariableParameters
GUIPeng
GAO Xiao-dong,
LEI Qiang-shun,
CHEN Yi-jie,
NIEWei，
(China North Vehicle Research Institute, Beijing 100072, China)
Abstract: The mathematical model of variable parameter helical spring compression process is established based on discrete concept and basic theory of helical spring. Based on the stiffness characteristics of hydro-pneumatic spring and taking the actual vehicle assembly dimensions as the constraint, the structure parameters of the variable parameter helical spring were calculated by Matlab program. By comparing the stiffness characteristic curves, the results show that the stiffness of variable
parameter spring can be close to the stiffness of hydro-pneumatic spring. Key words: helical spring; variable parameters; stiffness characteristics
悬架系统的性能对车辆乘坐舒适性有着很大的影响，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力矩，缓冲行驶过程中由路面不平引起并传递给车架或车身的冲击力，衰减由此引起的振动，以保证汽车平顺地行驶，对于载荷变化很大的重型车辆，悬架系统中弹性元件最理想的刚度特性曲线为强非线性，目前普通独立悬架虽然在可变阻尼力减振器和螺旋弹簧的配合下能体现一定的非线性，但远不能保证车辆在各个工况下表现良好的舒适性和安全性。为得到理想的刚度特性，某型装甲车悬架系统采用了油气弹簧，油气弹簧以情性气体充当弹性元件，可以实现弹性元件的强非线性，但出于控制成
本和拓展车辆全温域适应性的目的，通过设计使变参数螺旋弹簧-减振器的悬架型式和油气弹簧能够实现完全互换，变参数螺旋弹簧有着独特的非线性特性，这种特性使它能更好地适用于各种复杂的路况，
因此，在一些高性能汽车的悬架上，变参数螺旋弹簧得到了广泛的应用例如德国MAN10t重型越野车、美国高机动多用途轮式车（HMMWV）系列车型均采用了变参数螺旋弹簧螺旋弹簧主要参数包括簧丝直径d、簧圈中径D、节距：及螺旋角
普通圆柱螺旋弹簧的所有结构参数均为定常.
数；参数随着簧丝长度I变化的弹簧称为变参数螺旋弹簧，变参数螺旋弹簧有不等节距圆柱螺旋弹
收稿日期：2016-11-21；
修回稿日期：2017-01-09.
作者简介：录维（1989-），男，硕士研究生，研究方向为车辆悬挂技术万方数据