【正文】 我們要樹立信心，抓住機遇，充分發(fā)揮自己的優(yōu)勢，克服一切困難，為時代新材在國內(nèi)外減振器市場占有一席之地做出最大的努力。主動/半主動減振器產(chǎn)業(yè)化的時代也將會到來，在當今國際和國內(nèi)競爭日益激烈的情況下，誰掌握了技術、誰的技術最全面最實用，就能控制市場，獲取豐厚的利潤。④.試制的減振器通過實驗之后，將要進行的是試驗車道路試驗來驗證減振器在實車運行中的性能，時代新材同樣不具備實車道路試驗的條件，必須與各大主機廠合作來完成減振器的實車道路試驗。③.半主動懸掛系統(tǒng)是一個結合了機電液技術的復合的系統(tǒng)，控制策略和可控阻尼減振器的研究還主要通過虛擬仿真來完成，各種因素引起的時滯需要在阻尼器試驗研究中才能確定。②.安全可靠性低是制約主動/半主動懸掛系統(tǒng)在實際應用的一個重要因素，鐵道車輛主動/半主動懸掛系統(tǒng)在控制器失效時的安全可靠性還值得進一步的研究，國內(nèi)有一些關于可控阻尼液壓減振器在控制系統(tǒng)失效后的減震性能的研究論文，大多局限在理論上，缺乏實驗驗證。（4）.難點挑戰(zhàn)總是機遇與并存，對鐵道車輛半主動懸掛的研究以及以后的實用化及產(chǎn)業(yè)化過程中，我們將會面臨一些難題：①.不論是油壓減振器還是可控阻尼液壓減振器的研究，國內(nèi)的研究起步都比國外晚，技術相對也不夠成熟，對液壓減振器基礎模型、設計理論等研究很少?，F(xiàn)代控制理論和計算機技術的發(fā)展，配合試驗以及計算機虛擬仿真以及實車試驗，對鐵道車輛主動/半主動懸掛系統(tǒng)的控制理論將會越來越趨于成熟，一旦我們確定主動/半主動懸掛系統(tǒng)的控制策略，便可以通過和時代電氣的合作，制造出相對應的控制器；時代裝備是鐵道部定點的油壓減振器生產(chǎn)廠家，具有多年的減振器研究、生產(chǎn)經(jīng)驗。③.人力資源方面，時代新材有一大批高學歷的知識分子，還有一些曾經(jīng)從事過減振器的研究的領導和同事，他們是時代新材的寶貴的人力資源，是時代新材在減振器研究上的一個突出的優(yōu)勢。在振動噪聲分析技術方面，TMT具備了對軌道車輛、工程機械、汽車等領域的振動噪聲測試分析和對減振降噪產(chǎn)品性能評估的能力。通過機車車輛整體動力學分析，進行整車懸掛參數(shù)的合理匹配及優(yōu)化設計。鐵道車輛懸掛系統(tǒng)主要由彈性元件和阻尼元件構成，公司在彈性元件方面的技術優(yōu)勢是十分突出的。（3）.優(yōu)勢鐵路高速化的發(fā)展，主動、半主動懸掛系統(tǒng)必然會從實驗室走向實踐中高速運行的列車。②.開展主動、半主動懸掛系統(tǒng)研究，對主動/半主動懸掛系統(tǒng)中的執(zhí)行器機構進行研究設計，重點是對基于節(jié)流閥技術的連續(xù)可控阻尼油壓減振器和基于磁流變技術的磁流變液減振器展開研究工作。就鐵道車輛懸掛系統(tǒng)來說，鑒于我國鐵路車輛是中速、準高速和高速車一起運行的現(xiàn)狀，我們時代新材可以朝以下幾個方向做研究：①.針對我國現(xiàn)在鐵路車輛懸掛系統(tǒng)的現(xiàn)狀，開展對油壓減振器的開發(fā)和設計工作?？梢哉f，半主動懸掛系統(tǒng)在鐵道鐵道車輛方面有較大的發(fā)展?jié)摿Γ档眠M行深入的研究，把具有國內(nèi)自主知識產(chǎn)權的半主動懸掛系統(tǒng)的產(chǎn)品盡早推向實用。這樣，就橫向半主動懸掛系統(tǒng)而言，每輛客車需要二套傳感器、二個可控阻尼器及其控制計算機，若總成本在8萬元以下，則只占車輛造價的4%以下（每輛客車按230萬元估算），總耗能只有100一200瓦，而控制效果能接近主動懸掛的效果，優(yōu)勢是明顯的。在我國，隨著鐵道車輛運行速度的提高，傳統(tǒng)的被動懸掛將會滿足不了車輛高速運行時的平穩(wěn)性要求，在國外已經(jīng)有半主動懸掛系統(tǒng)應用的先例，半主動懸掛系統(tǒng)必將也會應用到我國鐵道車輛。6. 半主動懸掛的產(chǎn)業(yè)前景主動懸掛的研究受到了人們的極大觀注，由于其結構復雜、成本高、耗費能量、安全可靠性低，使其在實用方面受到限制。車與減振器兩者在新的高度上相互調(diào)整、協(xié)調(diào)而達到相配，以實現(xiàn)車速進一步提高。③.三大跨國減振器專業(yè)公司的驕人業(yè)績是在與他們本國整車設計結合（相互調(diào)整）研制出高速列車，而成為高級減振器廠商的。目前國內(nèi)還沒有一個鐵路減振器廠家做得到生產(chǎn)的減振器性能可應對多點測試考核，主要原因受制于J95及其派生試驗臺性能的約束。現(xiàn)在為了適應我國鐵路現(xiàn)狀，有的公司也“客隨主便”“入鄉(xiāng)隨俗”地開始產(chǎn)生提供單點測試結果適應中國用戶了。從部質檢中心抽查信息看，我國鐵道車輛減振器漏油問題正在成為過去，但這僅是防漏油技術攻關正在成為過去，從質量保證體系來講不會有“過去”的。因此這一現(xiàn)狀導致了：現(xiàn)在我國絕大多數(shù)提速、準高速客車上大量使用進口油壓減振器，主要有荷蘭Koni，法國阿爾斯通的Dispen，德國的Sachs減振器?？煽刈枘崾接蛪簻p振器，則可以在車輛運行中接受控制器的指令，連續(xù)或者分級式地改變其阻尼性能，這種油壓減振器是半主動懸掛系統(tǒng)中的主要部件，結構上比被動式油壓減振器復雜，難維護。我們通常所說的油壓減振器均是指被動式的。油壓減振器的分類：如果按拉、壓行程中的阻尼特點區(qū)分，可將油壓減振器分為單向和雙向兩大類；如果按安裝方式區(qū)分可將油壓減振器分為橫向和垂向兩大類它們分別被用來減緩車輛的橫向和垂向振動。它一般與彈簧配合使用，廣泛應用于公路、鐵路車輛的減振系統(tǒng)中，起保護車輛設備、提高旅客乘坐舒適性的作用。因為油液的可壓縮性小、粘度較高，所以油壓減振器產(chǎn)生的阻尼作用主要是粘性阻尼力，它可以將車體的振動沖擊動能，大部分轉化為油的熱能，并迅速通過循環(huán)在環(huán)境中耗散。被動懸掛系統(tǒng)中的核心部分：液壓（油壓）減振器的研究也將是研究者們要繼續(xù)進行的重要的研究工作。鐵道車輛懸掛技術的發(fā)展方向是：絕大多數(shù)車種仍然使用可靠性高、運行動力學性能也比較好的被動懸掛；主動、半主動懸掛的研究將繼續(xù)開展，但其研究成果主要不在于應用，而在于它可以推動其它新型結構的、具有優(yōu)良懸掛性能的被動懸掛元件的誕生和發(fā)展，如油氣懸架、近年德國contiTech公司的液壓彈簧專利技術等等。由于鐵道車輛速度高、運量大，安全和可靠性是絕對第一位的，所以包括目前世界上最快的TGV、歐洲之星等在內(nèi)的鐵道列車，均使用被動懸掛。主動、半主動懸掛殘酷的缺點限制了其工程應用，使得它仍然大部分停留在實驗室里?？梢匀〉媒橛诒粍討覓旌椭鲃討覓熘g的調(diào)節(jié)性能。懸掛的減振性能可以適應運行條件的變化，并始終處于最優(yōu)的調(diào)節(jié)狀態(tài)，最高響應頻寬可達100Hz需要額外動力源、成本高、結構復雜、難維護，最不理想的是其運行可靠性差。 車輛高速運行時，難以獲得最優(yōu)的減振性能。因此，早期的研究內(nèi)容除技術問題外，還包括主動懸掛的可行性研究或成本效益分析。5. 鐵道車輛懸掛技術的發(fā)展方向主動懸掛技術在鐵道車輛上的應用落后于汽車。⑤各種因素引起的時滯需要在阻尼器試驗研究中才能確定，在此之前，只能通過仿真實驗進行研究，與實際系統(tǒng)存在一定差距。③新型可控阻尼器及控制系統(tǒng)大多存在成本較高的問題，在公路車輛上應用需要進一步降低成本，在鐵道車輛上雖不突出，但影響試驗研究。（4）.半主動懸掛目前存在的問題總體來說，對半主動懸掛及其阻尼控制的研究存在以下問題：①在理論研究方面，對線性系統(tǒng)控制理論研究較多，對非線性系統(tǒng)的控制理論研究的相對較少?？梢越Y合材料特性的研究成果通過優(yōu)化減振設備的性能來反求所需材料的特性，進而向材料研究者提出可以滿足的要求，比如根據(jù)顆粒尺寸、微粒占總體積比等與磁場強度的關系來反求磁流變液應有的組份特征。因為現(xiàn)有的建模過程都需進行參數(shù)識別，所以設計合理有效的實驗，并利用數(shù)學工具充分挖掘實驗數(shù)據(jù)中所隱含的各種有用信息，確定出精確的數(shù)學模型，才能為后續(xù)控制器設計的魯棒性提供保證。在現(xiàn)有的應用領域中要有突破，須立足創(chuàng)新思想，根據(jù)基本功能原理設計出結構新穎，性能卓越的減振設備，這也正是日本學者的做法。磁流變液的流變特性較復雜，應深人研究磁流變液減振器的非線性行為，為磁流變液減振器工程應用提供可靠的理論基礎，為此還需進行以下研究。重慶大學對磁流變阻尼器的流變理論和設計方法進行了深入的研究，解決了磁流變阻尼器磁路設計和結構設計中的相關技術問題，研制出了微型汽車磁流變阻尼器，并在國家客車質量監(jiān)測中心進行了測試，為汽車磁流變阻尼器的開發(fā)和應用奠定了理論和技術基礎[37]。其控制算法為滑?？刂?，與傳統(tǒng)的被動懸架相比，采用磁流變阻尼器可控懸架的簧載質量的垂直加速度得到大幅度降低[36]。他們利用Lord公司提供的磁流變阻尼器設計了半主動懸架控制系統(tǒng)，并在VolvoVN重型卡車和Futureca轎車的懸架上進行道路試驗，試驗結果說明該系統(tǒng)對汽車俯仰和側傾運動有明顯抑制，而對車身振動沒有明顯效果，因此阻尼器和控制算法有待進一步提高[35]。[33] Lou, ., Filisko,AE., A Preliminary Parametric Study of Electrorheological Damper, Trans .ASME, Journal of Fluid Engineering(J]，,1994,570~577世界最大汽車零部件制造和系統(tǒng)集成商—美國德爾夫(Delphi)公司與Lord公司合作開發(fā)了汽車磁流變半主動懸架系統(tǒng)陣，并獲得了1999年度世界一百大科技成果獎，該項目的研制成功對汽車減振系統(tǒng)而言是革命性的進步[34]。[32] ，2002, 38 (6): 48~51（3）.磁流變阻尼器的應用前景磁流變液具有優(yōu)良的可控性、很寬的動態(tài)范圍、較高的響應速度，很低的功耗，相對簡單的控制方式，因此它在結構振動控制、車輛工程中具有廣闊的應用前景，尤其是在汽車半主動懸架領域，它已經(jīng)成為競相研究的熱點，世界發(fā)達國家的研究機構和企業(yè)投入大量人力物力利用磁流變液開發(fā)阻尼器件及相關技術。節(jié)流孔的兩側裝有線圈，當場強變化時，磁流變體的粘性發(fā)生變化、阻尼器的剪切應力相應變化，從而調(diào)節(jié)阻尼器的阻尼值。缸體底部為一橡膠密封的氮氣蓄壓器，主要用來緩沖活塞運動時，活塞兩端液體的體積差造成的沖擊，同時作為一個氣囊，還能起到減振作用。Lord公司生產(chǎn)的磁流變阻尼器，在半主動車輛懸掛振動控制的應用中，可用來實現(xiàn)可控阻尼力，它主要由活塞上具有節(jié)流小孔的單筒阻尼器構成。磁流變液體的屈服應力比電流變液體大一個數(shù)量級，且與數(shù)千伏電壓用以改變電流變體的粘度相比較，磁流變液體粘度的變化由交變電流產(chǎn)生交變磁場而引起，具有良好的動力學特性和安全性。磁流體是一種非牛頓流體，其剪切應力由液體的粘性和屈服應力兩部分組成。在國內(nèi)己有電流變液汽車減振器的專利，北京理工大學魏窿官等對電流變液減振器的結構、性能進行了研究，但還處于實驗階段。另一種為電流變阻尼器或者磁流變阻尼器。一種是節(jié)流孔徑調(diào)節(jié)，通過電機驅動減振器閥桿，連續(xù)調(diào)節(jié)減振器節(jié)流閥的通流面積來改變阻尼，節(jié)流閥可采用電磁閥或其它形式的驅動閥來實現(xiàn)。有級可調(diào)減振器的結構及其控制系統(tǒng)相對簡單，但在適應車輛行駛工況和道路條件的變化方面有一定的局限性。有級可調(diào)減振器阻尼可在2到3檔之間切換，切換時間通常為10至20ms。國內(nèi)鐵道車輛半主動懸掛系統(tǒng)的研究工作剛剛起步，從實用性和可靠性考慮，而根據(jù)最優(yōu)控制的優(yōu)點，可以選擇最優(yōu)控制作為懸掛系統(tǒng)控制策略的首選方案。預見控制、決策控制由于對線路信號系統(tǒng)的依賴性過高而無法大規(guī)模地實施。自適應控制、神經(jīng)網(wǎng)絡控制和模糊控制目前正廣泛地被研究，但由于算法過于復雜，且需有超強計算能力的控制器來解決實時控制的問題，使其控制方式暫時難以在工程應用中實現(xiàn)。9）.小結半主動控制技術是近年來鐵道車輛研究領域發(fā)展的新興學科，其為解決鐵道車輛動力學性能的互不相容特性開辟了新的途徑。但是，模糊控制的精度低，算法過于復雜，使模糊控制方式暫時難以在工程應用中實現(xiàn)。④.模糊控制推理采用不精確推理，推理過程模仿人的思維過程，由于介入了人類的經(jīng)驗,因而能夠處理復雜甚至“病態(tài)”的系統(tǒng)。③.控制系統(tǒng)的魯棒性強，對過程參數(shù)的變化很不敏感，尤其適于時變的、非線性及滯后系統(tǒng)。這樣對一些復雜系統(tǒng)，如電液伺服系統(tǒng)，因難以建立精確數(shù)學模型，故不宜用經(jīng)典或現(xiàn)代控制方法，更適用于采用模糊控制。模糊控制主要是依據(jù)人工操作員的經(jīng)驗，應用Fuzzy 集合理論進行控制。它避開問題的數(shù)學模型，對人們關