汽车减振器的设计.doc

本科生毕业设计（论文）摘要 汽车减振器的设计在汽车平顺性设计中具有重要作用。本设计对凯美瑞轿车前减振器进行设计开发以及进行了相关参数的计算和匹配，在此基础上完成前减振器的开发。在设计过程中，进行了减振器的形式进行选择，对样品减振器外形尺寸测量和计算，完成总成图及相关零件图的绘制并进行图纸的审核，并依据图纸去匹配减振器的各部件并组装。最后对样品减振器的性能进行试验，根据样品的性能对设计作品性能进行匹配，做出合适的调整并确定方案。本设计试验的手段是采用示功机对减振器进行性能的测试。在许多结构形式的汽车悬架中都设有专门的减振器。减振器在车辆悬架系统中发挥着重要的作用，作为汽车地盘设计的主要阻尼元件，它不仅影响到车辆的舒适性，还关系到车辆的操纵性及安全性。所以设计减振器仅适用于凯美瑞汽车。可以保证本车型乘坐的舒适性。关键词：减振器 试验 示功机Abstract The automobile shock absorbers design has the influential role in design of the automobile smoothness. This design carried on design and development of the first shock absorber for Triumphant US auspicious passenger vehicle as well as to calculate and match with the related parameter, then completed the first shock absorbers development. For this design, first to select the form for the shock absorber, and the internal structure had the determination; after that to measure and calculate the sample shock absorbers external dimensions, to map the unit chart and the related detail drawing as well as the audition of the blueprint, matches and assembles various parts of the shock absorber based on the blueprintnd. Then to test the sample shock absorbers performance, and to match the works performance according to the sample performance, makes the appropriate adjustment and decides the plan. The experiments method is that uses the shows the merit machine to test the performance of the shock absorber . a special shock absorber is setup in kinds of automobile suspension. The shock absorber plays an important role invehicle suspension system. As main damp elements, the shock absorber not only affects vehicle comfort, also related to maneuverability and safety. this design is only suitable for the triumphant US auspicious automobile. And it can assure the riding comfortableness of this vehicle type.Keywords：Shock absorber Test Shows the merit machine目 录论文内容变化后，右键单击目录区域，选择“更新域”，再选择“更新整个目录确定。第1章 绪 论11.1 前言11.2减振器发展状况11.3CATIA软件介绍3第2章 减振器的介绍62.1 减振器的分类62.2 减振器的作用62.3 减振器的结构和工作原理7 2.4 设计减振器的要求 8 2.5 本论文设计思路.9 第3章 凯美瑞汽车前减振器的开发103.1 减振器相关参数的测量与计算103.2 减振器主要零件的制造工艺113.3 图纸的绘制173.4 减振器的装配17 3.5 阀系的调试.17第4章 示功试验18第5章 结论20参考文献21致谢.22附录.23III 第一章 绪论1、1 前言自十九世纪第一辆汽车诞生以来，汽车工业经历了100余年的发展历程，由于科学技术的不断发展，使汽车的各项性能有了很大的提高，现代汽车已经成为国民经济和社会生活中不可缺少的一种运输工具，并且汽车工业的规模及其产品质量已经成为衡量一个国家技术发展水平的重要标志之一。我国汽车工业经过近半个世纪的发展，取得了令人瞩目的成绩，特别是改革开放以来，汽车工业获得了迅速发展，同时随着人们物质生活水平的提高，对汽车的综合性能提出了更高的要求，不仅要求汽车具有较高的可靠性、操纵性稳定性、安全性，而且要求汽车(特别是轿车)必需具有良好的乘用舒适性，这就对汽车的综合性能，特别是对汽车的悬架系统提出了更高的要求。减振器作为车辆悬架系统的一个重要零部件，对于车辆的乘用舒适性、操纵性、稳定性及安全性都起着非常重要的作用。减振器对于汽车而言，优良的乘坐舒适性与操作稳定性是至关重要的，悬架系统性能的好坏直接关系的这两点是否理想。而影响悬架系统特性的重要构成元件就是减振器，也就是说理想减振器特性可以提高轿车行驶的平顺性和乘坐的舒适性。 本论文所设计的减振器采用双筒式结构，专门为凯美瑞轿车所匹配的前减振器，该形式的主要有以下几个优点（1）减振阻力随振动速度增大而增大，在任何运行速度下均有良好的减振效果（2）在正常使用寿命周期期限内工作性能稳定、安全可靠（3）结构紧凑，几何尺寸小，重量轻（4）制造比较方便，易于实现自动化批量生产（5）互换性好，易于安装和更换。1、2 减振器发展状况减振器的设计技术随着汽车工业发展不断地更新，大致经历三个阶段：最早的经验设计；到50年代以后逐步发展到以科学试验和技术分析为基础的设计阶段；70年代以后，随着计算机技术的不断发展和完善，设计逐步走向计算机辅助设计和自动设计，这不仅大大的提高了设计质量还缩短了设计周期，为以后减振器的设计奠定了计算机辅助基础。自三十年代初采用筒式液压减振器以来，其基本原理并无大的变化，然而，有关阻尼器匹配的研究和结构(密封，导向和阻尼阀等)的进一步发展与演变仍在继续进行。国外先进工业化国家减振器的发展也经历了从摇臂式液压减振器到筒式液压减振器(单作用式筒式液压减振器和双作用式筒式液压减振器)再到充气式液压减振器(单筒充气式液压减振器和双筒充气式液压减振器)和阻力可调式液压减振器(手动调节或电动调节)的过程，现在已研制出用电子系统控制的自适应式液压减振器(可根据激振频率和振幅来调节阻尼的减振器)，这种减振器可根据不同路面条件和不同的行驶要求，通过多级匹配与调节，从而在特性曲线族中，获得一条令人相当满意的特性曲线，从而优化和提高车辆行驶的舒适性(平顺性)和安全性，为底盘的优化展示出新的前景。国外先进工业化国家液压减振器的设计制造是立在广泛的标准化和系列化基础之上的，在计算机技术十分发达的国家，大都有减振器CAD的设计制造技术。然而既使在工业发达国家经济实用的普通液压减振器仍然占统治地位。我国减振器的发展同国外先进工业国家相比还比较落后，大约只相当于国外80年代末，90年代初的水平:我国液压减振器经过多年的研究发展，特别是最近十余年的发展，通过CKD件的组装与技术及设备的引进、消化和吸收获得了长足的发展，有了明显的进步与提高。现在我国己制定了减振器及其相关零部件的国家标准和行业标准，并且许多生产制造企业也建立了各自的企业标准，为减振器的设计、制造与验收提供了依据;为减振器制造各种专用设备(如在线示功机单、双动寿命试验台，旋压封口机，流量试验台，专用焊接设备，气密性检测设备，注油机，清洗机等)的生产厂家也在不断出现;同时为减振器提供各种配套零部件(如粉末冶金件、橡胶件、油封、弹簧、无油润滑轴承、阀片、减振器油、缸筒等)的生产厂家其设计制造水平也在不断提高。这些都促进了我国减振器行业整体水平的提高。目前我国已经能够生产微型面包车用独立悬挂减振器，并且己经为部分国外引进轿车配套生产独立悬挂减振器;在减振器的基础理论研究方面国内同样进行了大量的研究工作，有关主动液压减振器的研究工作也取得了一定的进展，已研制出主动液压减振器的试验样机;然而，目前在国产轿车、微型车及其它各种车型上广泛使用的仍旧是普通双筒液压减振器。国外先进工业化国家减振器的发展也经历了一个从落后到先进的曲折过程，其悬架减振器的结构型式在不断地改进，性能也在不断地提高。目前，国外先进工业化国家液压减振器正朝着充气式减振器、可调减振器(如载荷感应式、位移依存式、位置依存式等)及自适应减振器(如电流变减振器、磁流变减振器等)的方向发展。其双筒充气液压减振器经过多年的发展已占有相当大的市场比例，可调减振器及自适应减振器也已有商品车出现。无论采用那种结构，减振器都是朝着:各种高频激振的阻尼力自动控制、无级调整阻尼力机构以及减振器温度特性的进一步改善，尤其是改善减振器的外特性和降低噪声方向发展。目前，在国外先进工业化国家主动悬架系统及自适应减振器是车辆悬架特性和减振器外特性方面的重大变革。根据国外先进工业化国家液压减振器的发展经历，并结合我国汽车行业的具体情况(以中、低档汽车为主)，在普通双筒液压减振器发展到一定阶段以后，充气式双筒液压减振器将会成为国产液压减振器的下一个发展方向。在目前的液压减振器国产化进程中，正在把充气式液压减振器的生产实践和研究提到日程上来，其应用领域必将日益增多。而变阻尼液压减振器(可调式减振器、自适应减振器)在我国目前尚处于前景研究阶段。充气式双筒液压减振器可以有效地改善减振器的外特性，极大地提高减振器的临界速度，特别是在消除减振器外特性畸变和降低噪声方面具有明显的优越性，并且具有优良的可靠性及较低的静摩擦力，具有广阔的发展前景。双筒充气液压减振器的理论和实践在我国目前仍处于起步阶段，其理论研究及生产实践同国外先进工业化国家相比还有较大差距，有待各科研机构，大专院校及企业作进一步的研究开发工作，以缩短同国外同行的差距。1、3 CATIA软件介绍CATIA是法国达索公司的产品开发旗舰解决方案。作为PLM协同解决方案的一个重要组成部分，它可以帮助制造厂商设计他们未来的产品，并支持从项目前阶段、具体的设计、分析、模拟、组装到维护在内的全部工业设计流程。CATIA系列产品已经在七大领域里成为首要的3D设计和模拟解决方案：汽车、航空航天、船舶制造、厂房设计、电力与电子、消费品和通用机械制造。CATIA 提供了完备的设计能力：从产品的概念设计到最终产品的形成，以其精确可靠的解决方案提供了完整的2D、3D、参数化混合建模及数据管理手段，从单个零件的设计到最终电子样机的建立；同时，作为一个完全集成化的软件系统，CATIA将机械设计，工程分析及仿真，数控加工和CATweb网络应用解决方案有机的结合在一起，为用户提供严密的无纸工作环境，特别是CATIA中的针对汽车、摩托车业的专用模块,使CATIA拥有了最宽广的专业覆盖面，从而帮助客户达到缩短设计生产周期、提高产品质量及降低费用的目的。1、4 CATIA软件在本设计中的应用基于上文中对CATIA软件的介绍，在本次毕业设计中该软件得到大量的应用。其中，涉及到机械设计模块中的曲线及曲面设计、草图设计、零件设计、工程绘图和装配设计等内容，整体贯穿整个本次毕业设计。 第二章 减振器的介绍2、1减振器的分类 减振器有许多种类，悬架中用得最多的减振器是内部充有液体的液力式减振器。汽车车身和车轮振动时，减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的粘性摩擦形成了振动阻力，将振动能量转变为热能，并散发到周围的空气中去，达到迅速衰减振动的目的。如果能量的耗散仅仅是在压缩行程或者是伸张行程进行，则把这种减振器成为单向作用式减振器；反之成为双向作用式减振器。按结构形式分，有摇臂式和筒式两种。其中筒式减振器工作压力小且工作性能稳定，所以大多数时用筒式减振器，大体上有以下几种类型：1、 根据安装位置分，有前减振器和后减振器；2、 按油缸工作位置分，有（a）倒置式减振器（即油缸位置在上方，活塞杆在下方）；（b）正置式减振器（油缸位置在下方，活塞杆在上方）。3、 按工作介质分，有（a）弹簧式减振器；（b）弹簧空气阻尼式减振器（因空气的阻尼力有限，减振效果也不太理想，一般只用于速度不高的轻便摩托车作后减振器）；（c）液力阻尼式减振器；（d）油气组合式前减振器。（e）充氮气液压减振器。4、 按衰减力方向分，有（a）单向作用减振器；（b）双向作用减振器。5、 按负载调节式分，有（a）弹簧初始压力调节式；（b）气簧式；（c）安装角度调节式。2、2减振器的作用汽车是一个复杂的振动系统，为了分析问题的方便，将其简化成接近实际情况的单质量系统的自由振动，图2-1是分析车身振动的单质量系统模型，它是由车身质量和弹簧刚度K，减振器阻尼系数为的悬架组成。为加速车架和车身震动的衰减，以改善汽车的行驶平顺性，在大多数汽车的悬架系统内都装有减振器。当车辆受到不平路面的震动和冲击的时候，如果这些震动和冲击直接从车轮传递到车身，那么车辆的乘坐舒适性和操纵稳定性都会很差。为了减少前面提到的路面对车辆的震动和冲击，需要弹簧把这些震动和冲击的能量吸收，弹簧在悬架中就是一个储能原件，但是暂时储存起来还不行，还要把这些对车辆乘坐舒适性和操纵稳定性不利的能量消耗掉，这些就需要减振器了。现代汽车除了保证其基本性能，即行驶性、转向性和制动性等之外，目前正致力于提高安全性与舒适性，尤其是在特殊的工况下，汽车行驶的稳定性。对此，现代汽车对减振器须进行相应匹配。减振器的性能要求也不断提高。尤其作为提高操纵稳定性、乘坐舒适的汽车悬减震器的各部件必更好的缓冲路面对车辆的各种作用力，如牵引力，制动力，侧向力及这些反力所产生的力矩。减振器的重要作用是来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击。车辆再行驶过程中，由于路面的凸凹不平等因素激起汽车的振动，这种由于道路本身的凸凹不平而引起冲击和振动，通过车轮传递到悬架，然后在由悬架传递到车身，从而引起驾驶人员及乘坐人员的振动（当然也有对货物形成的冲击）。它使乘员处于振动环境之中，这种振动大大降低了车辆行驶的平顺行，振动影响着人的舒适性，工作效能和身体健康，使乘员感到不舒适。汽车的平顺性就是保持汽车在行驶过程中乘员所处的振动环境具有一定的舒适性，对于载货汽车还包括保持货物完好的性能。同时，平顺性也影响着车辆的操纵性，稳定性及安全性，并缩短汽车的寿命。悬架是大多数人升级计划的第一步，而悬架升级通常都是由换装一套较硬的减振器开始。减振器并不是用来支持车身的重量，而是用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡和吸收路面冲击的能量。如果你开过减振器已坏掉的车，你就可以体会汽车通过每一坑洞、起伏后余波荡漾的弹跳，而减振器正是用来抑制这种弹跳的。没有减振器将无法控制弹簧的反弹，汽车遇到崎岖的路面时将会产生严重的弹跳，过弯时也会因为弹簧上下的震荡而造成轮胎抓地力和循迹性的丧失。最理想的状况是利用减振器把弹簧的弹跳限制在一次左右。2、3 减振器的结构及工作原理1-活塞杆；2-工作缸筒；3-活塞；4-伸张阀；5-储油缸筒；6-压缩阀；7-补偿阀；8-流通阀；9-导向座；10-防尘罩；11-油封图1-1双向作用筒式减振器一般都具有四个阀(图1-1)，即压缩阀6、伸张阀4、流通阀8和补偿阀7。流通阀和补偿阀是一般的单向阀，其弹簧弹力很小，当阀上的油压作用力与弹簧弹力同向时，阀处于关闭状态，而当油压作用力与弹簧力反向时，只要有很小的油压，阀便能开启。压缩阀和伸张阀是卸荷阀，其弹簧刚度较大，预紧力较大，只有当油压增到一定程度时，阀才能开启，而当油压降低到一定程度时，阀即自行关闭。双向作用筒式减振器工作原理(图1-1)可分压缩、伸张两个行程加以说明。压缩行程：当汽车车轮滚上凸起或滚出凹坑时，车轮移近车架(车身)，减振器受压缩，减振器活塞3下移。活塞下面的腔室 (下腔)容积减小，油压升高，油液经流通阀8流到活塞上面的腔室(上腔)。由于上腔被活塞杆1占去一部分，上腔内增加的容积小于下腔减小的容积，故还有一部分油液推开压缩阀6，流回贮油缸5。这些阀对油液的节流便造成对悬架压缩运动的阻尼力。伸张行程：当车轮滚进凹坑或滚离凸起时，车轮相对车身移开，减振器受拉伸。此时减振器活塞向上移动。活塞上腔油压升高，流通阀8关闭。上腔内的油液便推开伸张阀4流入下腔。同样，由于活塞杆的存在，自上腔流来的油液还不足以充满下腔所增加的容积，下腔内产生一定的真空度，这时储油缸中的油液便推开补偿阀7流入下腔进行补充。此时，这些阀的节流作用即造成对悬架伸张运动的阻尼力。压缩阀的节流阻力应设计成随活塞运动速度而变化。例如，当车架或车身振动缓慢时，油压不足以克服压缩阀弹簧的预紧力而推开阀门。此时多余部分的油液便经一些常通的缝隙，流回储油缸。当车身振动剧烈，即活塞向下运动的速度高时，则活塞下腔油压骤增，达到能克服压缩阀弹簧的预紧力时，便推开压缩阀，使油液在很短的时间内，通过较大的通道流回储油缸。这样，油压和阻尼力都不致超过一定限度，以保证压缩行程中弹性元件的缓冲作用得到充分发挥。同样，伸张行程中减振器的阻尼力也应设计成随活塞运动速度而变化。当车轮向下运动速度不大(即活塞向上的运动速度不大时，油液经伸张阀的常通孔隙(图上未画出)流入下腔，由于通道截面积很小，便产生较大的阻尼力，从而消耗了振动能量，使振动迅速衰减。当车身振动剧烈时，伸张阀开启，通道截面积增大，便油压和阻尼力保持在一定限度以内。这样，可使减振器及悬架系统的某些零件不会因超载而损坏。由于伸张阀弹簧的刚度和预紧力比压缩阀的大，在同样的油压力作用下，伸张阀及相应的常通缝隙的通道截面积总和小于压缩阀及相应的常通缝隙的通道截面积总和。这就保证了减振器在伸张行程内产生的阻尼力比压缩行程内产生的阻尼力大得多。与双筒式相比，单筒式减振器结构简单，减少了一套阀门系统。它在缸筒的下部装有一个浮动活塞，(所谓浮动即指没有活塞杆控制其运动)，在浮动活塞的下面形成一个密闭的气室，充有高压氮气。上面提到的由于活塞杆进出油液而造成的液面高度变化就通过浮动活塞的浮动来自动适应之。除了上面所述两种减振器外，还有阻力可调式减振器。它可通过外部操作来改变节流孔的大小。最近的汽车将电子控制式减振器作为标准装备，通过传感器检测行驶状态，由计算机计算出最佳阻尼力，使减振器上的阻尼力调整机构自动工作。2、4设计减振器的要求悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动，为改善汽车行驶平顺性，悬架中与弹性元件并联安装减振器，为衰减振动，汽车悬架系统中采用减振器多是液力减振器，其工作原理是当车架（或车身）和车桥间受振动出现相对运动时，减振器内的活塞上下移动，减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力，使汽车振动能量转化为油液热能，再由减振器吸收散发到大气中。在油液通道截面和等因素不变时，阻尼力随车架与车桥（或车轮）之间的相对运动速度增减，并与油液粘度有关。 减振器的阻尼力越大，振动消除的越快，但却使并联的弹性元件的作用不能充分发挥，同时，过大的阻尼力还可能导致减振器零件及车架损坏。为解决弹性元件和减振器之间的这一矛盾，对减振器提出如下要求： (1) 在悬架压缩行程（车桥和车架相互靠近），减振器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。这时，弹性元件起主要作用。 (2) 在悬架伸张行程中（车桥和车架相互远离），减振器阻尼力应大，迅速减振。 (3) 当车桥（或车轮）与车桥间的相对速度过大时，要求减振器能自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受过大的冲击载荷。2、5本论文设计思路：本设计是对凯美瑞前减振器进行设计匹配，根据样品的性能和装车尺寸，按照液力减振器的结构去匹配出跟样品同样性能的减振器，主要步骤如下：1、样品减振器参数的测量和性能的测量。2、根据液力减振器的结构去制图。3、做出样件进行装配。4、对性能进行调整。5、封口进行检测。第三章 凯美瑞汽车前减振器的开发3、1减振器相关参数的测量与计算一、减振器外形尺寸测量通过外形尺寸的测量保证其装车尺寸及减振器所占空间的大小。避免装车困难，或行驶时产生运动干涉。使用工具：平台 游标卡尺 高度尺（探针） 方箱1、 设样品减振器连接板下孔为基准，测得基准孔直径为12mm。并用12mm圆钢贯穿其中，以方便测量。2、 把减振器装卡到方箱，放在水平台上。用高度尺测量最大拉伸尺寸为528mm,最小压缩尺寸380mm，及连接板俩孔间距离57mm。3、 测量基准孔中心到底面距离12.5mm。油管夹中心到基准的距离56mm。4、 改用探针，测量弹簧托与弹簧接触个点高度，以最低点为起点分散5点的高度，分别为270mm，268mm，283.5mm，306.3mm，300mm。5、 活塞杆头长度40mm，缸底中心到基准孔的距离39.5mm。6、 测量活塞杆外漏端螺纹型号M14x1.5。二、减振器相关参数的计算1、悬架系统相对阻尼系统的选取减振器既可以缓和车身振动，又可以改善车轮对地面的附着性。因此，匹配良好的减振器对机动车来说是十分必要的，尤其是高速行驶的车辆，合理地匹配减振器是改善车辆行驶平顺性、操纵稳定性及行驶安全性所必需的。为了使减振器阻尼效果好，根据大量实验经验，常把压缩行程的相对阻尼系数选得小于伸张行程时的相对阻尼系数，一般减振器与之间有下列关系，即=(0.250.5)；=0.34；=(0.250.5)=0.450.34=0.15；设计时，选取与的平均值即： =0.3。图4示出减振器的阻力速度特性图。该图具有如下特点：阻力速度特性由四段近似直线线段组成，其中压缩行程和伸张行程的阻力速度特性各占两段；各段特性线的斜率是减振器的阻尼系数，所以减振器有四个阻尼系数。在没有特别指明时，减振器的阻尼系数是指卸荷阀开启前的阻尼系数而言。通常压缩行程的阻尼系数与伸张行程的阻尼系数不等。图4 减振器的特性a) 阻力一位移特性 b)阻力一速度特性2、减振器阻尼系数的确定当减振器在下横臂上的固定点位置或者减振器轴线与铅垂线之间有一定角度时，会影响减振器阻尼系数的变化，其阻尼系数为： =2式中：相对阻尼系数； 轿车前簧上质量=500kg； 悬架振动固有频率； =n=23.141=6.91； n前悬架偏频 1.001.45Hz，取n=1.10Hz； 减振器轴线与铅垂线之间的夹角=9。 =2=20.35006.91=2047.483、卸荷速度的确定减小传到车身的冲击力，当减振器活塞振动速度达到一定值时，减振器打开卸荷阀些时的活塞速度称为卸荷速度。=0.46.91=2.73式中：A车身振幅，取0.4； 悬架振动固有频率；4、最大卸荷力的确定=2047.482.73=5589.625、减振器工作缸直径D的确定根据伸张行程的最大卸荷力计算工作缸直径D为：D=式中：p工作缸最大允许压力，取34Mpa,p=4Mpa； 连杆直径与缸筒直径之比，双筒式减振器取0.40.5，=0.4。根据机械设计手册第4卷23173页表236-33液压缸内径尺寸系列找出相接近的标准内径尺寸D=40mm，缸体材料采用45钢，壁厚取为1.7mm。6、贮油筒直径确定贮油简直径=（1.351.5）D=1.447.1=65.94mm，材料用20钢。7、活塞杆直径d的确定根据机械设计手册第4卷23191页表23.6-57，d和D的关系选取d=0.45D，d=0.4534.4=15.3mm。再根据机械设计手册第4卷23173页表23.6-34，液压缸活塞外径尺寸系列找出标准外径尺寸d=22mm，材料选用45钢实心活塞杆。对于只受垂直力的减振器，活塞杆属细长杆，当压力接近某一临界时，杆将产生纵向弯曲，其挠度值将随压缩载荷的增加而急剧增大，以至屈曲破坏。当细长比时，可按欧拉公式计算其临界载荷为：=32.10.3/=71644N式中： 活塞杆纵向弯曲破坏的临界载荷(N)； n末端条件系数24，取n=3； E活塞杆材料的弹性模量，对于钢，取为E=2.1Pa； J活塞杆截面的转动惯量()； 实心活塞杆：； d活塞杆直径(m)； l活塞杆计算长度，即活塞杆在最大伸出时，杆端支点和液压缸安装点间的距离（m）； K活塞杆断面的回转半径(m)； 实心活塞杆：； m柔性系数，中碳钢取85。8、液压缸活塞行程S的确定根据机械设计手册第4卷23173页表236-36液压缸活塞行程第二系列选取，S=148mm。9、贮油量的确定由于活塞杆占有一定的空间，当减振器拉长或缩短时，工作腔内工作液容量将发生变化，为此，双筒减振器专门设计了贮油筒，贮油筒必须贮存一定容积的工作液。贮存的工作液越多，越有利于油液散热，但需贮油空间增大，相应的成本增加。一般地，当减振器活塞杆处于拉伸位置时，贮油筒内液面高度不低于工作缸长度的1/3，活塞杆处于压缩极限位置时，液面高度不高于工作缸长度的2/3。=718.6ml式中：活塞杆处于拉伸极限时，贮油筒内油量（ml）； D贮油筒内径(mm)； S减振器行程(mm)。10、贮油空间的确定工作缸与贮油筒之间的环形空间称之为贮油空间。贮油筒空间越大，所存空气越多，压力变化越小，越有利于底阀补偿油液，但其体积大，整车布置困难，成本也增加。式中：贮油空间(ml)； 工作缸外径(mm)； 贮油筒内径(mm)； 贮油筒贮油长度，可近似取工作缸长度(mm)。二、样品减振器的试验 把MTS试验机打开，检查有无故障。装卡减振器并紧固。根据要求把示功速度分别设定为0.1m/s，0.3m/s，0.52m/s，0.6m/s。（详见第四章）根据数据计算出示功表。根据公式，F-复原阻力 f-压缩阻力速度 力(N)复原阻力 压缩阻力0.1m/sF(25%+20) f(30%+20)0.3m/s以上 F(13%+20) f(16%+20) 表3充气前复原阻力=充气后复原阻力+反弹力充气前压缩阻力=充气后压缩阻力-反弹力根据上表计算公式得出下表结论： 减振器性能 测试形成（100mm）速度（m/s） 复原阻力 压缩阻力 0.1 707197 19378 0.3 1020153 33183 0.52125818447696 0.61340194528104 表 4 图5 示功图 图6 示功力值3、3图纸的绘制 根据以上计算和测量，绘制如下图纸：1、减振器三维总成图一张。2、活塞零件图一张。3、底阀总成图一张。3、4减振器的装配 根据图纸去车间配件，让后装配（不封口）。顺序如下：1、 对缸底跟贮油缸进行焊接，并试漏，确保不漏。2、 把连接板、油管夹、弹簧托按尺寸焊接到贮油缸上，确保位置正确。3、 对贮油缸内部、活塞杆总成、底阀总成、工作缸、导向套、油封等进行清洗，确保避免工作时划伤内部零件导致失效。4、 按顺序装配各部件。3、5阀系的调试 依据：1、活塞小孔越多，力值越小；活塞小孔越少，力值越大。 主要影响高速工况（速度0.52m/s以上） 2、圆片越多，力值越大；圆片越少，力值越小。 主要影响中速工况（速度0.2m/s-0.52m/s） 3、槽片的槽越大，力值越小；槽越小，力值越小。 主要影响低速工况（速度0.1m/s以下）4、 调整片越大，力值越大；调整片越小，力值越小。根据上诉依据进行阀系调整，使其性能更接近样品件性能参数。每次调整法系时，都要更换新油液。第四章 示功试验 我们知道减振器作为悬架系统的主要阻尼元件通过与悬架系统的良好匹配，能够有效的隔离来自地面的干扰并吸收振动能量，迅速的衰减车身振动，并将动能转换为热能，耗散到大气中去，使传递到车身的振动幅度减小，起到一个低通滤波器的作用。从而提高车辆运行的平稳性，安全性和舒适性。目前，为了更好的测试减振器性能，现在在减振器行业测量筒式减振器最好的方法就是测量示功特性，下面详细介绍示功试验。4、1 试验的目的：测取减振器的示功图和速度图。4、2 设备：MTS示功机。4、3 条件：（1）测试温度：202摄氏度。 （2）试件试验行程S：（1001）mm。 （3）试件频率n：（1002）c、p、m。 （4）测试速度V根据一般厂商要求，分别测试0.1m/s 0.3m/s 0.52m/s 0.6m/s。 （5）方向：铅垂方向。 （6）位置：大致在减振器行程中间部分。 4、4 试验方法：（1）采用五等砝码或砝码标定法。 （2）采用三等标准测力计或标准弹簧标定法。 注意事项：标定最大量大于试件最大阻力值，标定点在拉伸、压缩方向个不少于5点，加载、卸载曲线的不重合度不大于标定最大量的1%记录线条宽度不得大于0.2mm。 （3）不装试件按1.3加振，往复3-5次，画出基准线。 （4） 加试件后做试验并记录。计算按下图4-1 公式： - （1） - （2） 式中： -复原阻力 （N） -压缩阻力 （N） a b -分别为示功图复原部分（f）和压缩部分（y）与基准线间的最大距离 （mm） l -试验台测力元件的标定常数 （N/mm） 第五章 结论到目前为止，可调阻尼减振器形式有很多种，如涡流式减振器、应变感应式减振器、频率感应式减振器、压电阻 TEM式减振器、磁流变体可调阻尼减振器、电流变体可调阻尼减振器、节流口可调阻尼减振器等我国学者主要致力于后三种阻尼可调减振器的研究，特别聚焦在减振液粘度的可调性方面。现代汽车车辆液压减振器的设计最重要的是性能、结构和可靠性设计。其中性能设计是通过减振器内各种阀的调整来实现。传统的液压减振器模型将阻尼力描述为只与活塞的压缩或拉伸运动速度有关的函数，用这种只反映液压减振器外特性的模型进行新型车辆研制时，车辆设计和减振器专业工程师需要进行反复的沟通、试验和调整。因此采用传统的液压减振器模型为新型车辆设计减振器是一个极为复杂和耗时的过程，不能适应现代车辆设计的发展要求但是目前减振器还有缺陷，例如减振器的阻尼会把振动冲击的能量转换成热量。这热量会使阻尼油加温，油加热后粘度会变稀。变稀后的阻尼油会使通过油阀门的阻力降低而降低了阻尼力，专业上称为阻尼衰退。为了避免阻尼衰退，可加大减振器或增加阻尼油的容量来改善。高性能减振器通常都具有圈套的筒径及较大的阻尼。 另外，减振器阻尼油会产生气泡。这是因为减振器活塞不断运动搅动着阻尼油而使阻尼油产生气泡，气泡会造成阻尼作用的丧失。除了使用品质较佳的阻尼油外，人们通常利用填充高压气体来减少气泡的产生，其中最具代表性的产品当属Bilstein.主要参考文献1 刘惟信主. 汽车设计. 清华大学出版社, 20012 曾庆东主编. 机动车减振器设计. 北京：机械工业出版社, 20003 霍尔德曼. 汽车操纵和悬架系统. 中国社会劳动出版社，2006.74 张洪欣. 汽车行驶平顺性计算机预测. 汽车工程， 19865 张正智. 中国轿车丛书. 北京：北京理工大学学报，1998.66 龚为寒. 汽车现代设计制造. 北京：人民交通出版社，1995.87 曹永堂. 汽车底盘维修. 北京：人民交通出版设，1999.8 屠卫星. 汽车底盘构造与维修. 北京：人民交通出版社，2001.89 孙方宁. 汽车悬架非线性系统响应分析. 长春：吉林工业大学学报，1988.510 刘惟信. 机械最优化设计. 北京：清华大学出版社, 199011 林宁主编. 汽车设计. 机械工业出版社，199912 杨维和主编. 汽车构造. 北京：人民交通出版社，199813 赵学敏. 汽车底盘构造与维修. 国防工业出版社，2003.114 YU F., Crolla D.A., A 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J. Evaluation of vibration with respect to human response. Warrendale PA: SAE paper 86004716张宇峰.减振器中主动控制的实现J.机电工程技术,200217余强、郑慕侨.汽车悬架控制技术的发展.汽车技术，1994.918屠卫星汽车底盘构造与维修北京：人民交通出版社，200119 HacA.Active control of vehicle suspension.Vehicle SystemDynamics.1987 致谢 我在做毕业设计过程期间，引用了大量文献资料，学术性很强，我个人能力有限，但是得到外界很大帮助。在这里感谢我敬爱的老师和亲爱的同学们，他们给了我很大的帮助，特别衷心的感谢我的指导老师单鹏教授，他经验丰富，知识渊博，他的每句指导都是我终身受益。我在做此毕业设计中投入很大热情，但是还有一些不足之处，希望老师给予指导和指正，我会虚心改正，在以后的生活工作中避免同类错误的发生。再次衷心感谢我的老师和同学们。附录：英文原材料How Car Suspensions WorkWithout an intervening structure, all of wheels vertical energy is transferred to the frame, which moves in the same direction. In such a situation, the wheels can lose contact with the road completely. Then, under the downward force of gravity, the wheels can slam back into the road surface. What you need is a system that will absorb the energy of the vertically accelerated wheel, allowing the frame and body to ride undisturbed while the wheels follow bumps in the road.The study of the forces at work on a moving car is called vehicle dynamics, and you need to understand some of these concepts in order to appreciate why a suspension is necessary in the first place. Most automobile engineers consider the dynamics of a moving car from two perspectives: Ride - a cars ability to smooth out a bumpy road Handling - a cars ability to safely accelerate, brake and corner These two characteristics can be further described in three important principles - road isolation, road holding and cornering. The table below describes these principles and how engineers attempt to solve the challenges unique to each. PrincipleDefinitionGoalSolutionRoad IsolationThe vehicles ability to absorb or isolate road shock from the passenger compartmentAllow the vehicle body to ride undisturbed while traveling over rough roads.Absorb energy from road bumps and dissipate it without causing undue oscillation in the vehicle.Road HoldingThe degree to which a car maintains contact with the road surface in various types of directional changes and in a straight line (Example: The weight of a car will shift from the rear tires to the front tires during braking. Because the nose of the car dips toward the road, this type of motion is known as dive. The opposite effect squat occurs during acceleration, which shifts the weight of the car from the front tires to the back.)Keep the tires in contact with the ground, because it is the friction between the tires and the road that affects a vehicles ability to steer, brake and accelerate.Minimize the transfer of vehicle weight from side to side and front to back, as this transfer of weight reduces the tires grip on the road.CorneringThe ability of a vehicle to