车辆悬架技术：第三章 悬架阻尼特性和弹性特性

1、第三章 悬架阻尼特性和弹性特性,双筒液压减震器的 内部结构和工作原理,单筒式充气减振器,双筒式充气减振器,一、双筒式液力减震器构造介绍,1.减震器的基本构造,减震器总成,活塞杆总成,活塞缸总成,外缸总成,缓冲套,2.减震器的基本腔室,a. 上腔 活塞杆总成把活塞腔室分成上下两个腔室,活塞缸于活塞杆形成的环形腔室为上腔.,b.下腔 在活塞缸内活塞感总成与底阀总成之间的腔室是下腔.,c.贮液室 活塞缸与贮液缸形成的腔室.,图1减震器油液所在的腔室,3.减震器总成主要部件的装配过程动画,1 压缩行程分析： 减震器受压时，活塞下移，活塞下腔室容积减小，油压升高，工作液流经活塞上的常通孔顶开通夜片流到活

2、塞上面的腔室。由于上腔被活塞杆占去一部分，上腔内增加的容积小于下腔减小的容积，故还有一部分工作液推开压缩阀，流入贮液缸。,二、减震器阀系工作过程介绍,图2 压缩行程油液流动方向,图3 给出活塞，图4，5给出压缩时活塞阀系液体流动路线，图6，7给出压缩时底阀阀系液体流动路线（红色箭头）。,图3 活塞,图4压缩时 活塞阀系液体流动路线,1-螺母； 2-活塞下限位垫圈； 3-活塞调节片； 4-活塞节流片； 5-活塞通液片； 6-活塞； 7-活塞上限位垫圈,图5压缩时 活塞阀系液体流动路线,图6压缩时底阀阀系液体流动路线,1-铆钉； 2-限位垫圈；3-限位调节片 4-底阀调节片； 5-底阀截流片； 6

3、-阀座；7- 底阀通液片,图7压缩时底阀阀系液体流动路线,2 复原行程： 减震器活塞杆相对腔室拉伸，此时减震器活塞向上移动。活塞上腔油压升高，上腔内的工作液便通过活塞上的节流孔，推开复原阀系流入下腔。同样，由于活塞杆的存在，自上腔流来的工作液不足以充满下腔所增加的容积，在压差的作用下，贮液室中的工作液便通过阀座上的常通孔推开底阀通液片流入下腔。,图8 复原行程油液流动方向,图9拉伸时活塞阀系的液体流动路线,图9，10给出复原行程活塞阀系的液体流动路线，图11，12给出底阀阀系的液体流动路线（红色箭头）。,图10拉伸时活塞阀系的液体流动路线,图11拉伸时底阀阀系液体流动路线,图12拉伸时底阀阀系

4、液体流动路线,图13，14分别给出压缩和复原行程的液体流动图,图13 压缩行程的液体流动图,图14复原行程的液体流动图,三、阀系节流片和节流调节片对性能的影响,1.节流片剖口改变对速度-阻尼曲线的影响 选取两组不同节流片剖口的实验数据 第一组：0.112 第二组：0.11.73 绘制出复原行程阻尼力曲线（图15），并做对比，从图中可以看出，节流片剖口增加主要是减小了低速时的阻尼力。,图15 不同节流片剖口复原阻尼力对比,2.调节片片数或厚度的改变对速度-阻尼曲线的影响 第一组： 0.25（厚度）3（片数） 第二组：0.251 ，0.22 （总厚度减少） 绘制出复原行程阻尼力曲线（图16），并做

5、对比，从图中可以看出，调节片厚度减少，可以使阻尼力减小。,图16 不同调节片厚度复原阻尼力对比,正常工作时的示功图,四、减震器示功图,有空程时的示功图,有异常冲击时的示功图,五、减震器调试（damper tuning),SGM308 ADVP,六、减震器实验,fatigue test of chassis spring seats,与防尘罩的疲劳测试合并 试验频率为21Hz。 载荷幅值根据弹簧图纸确定。（初步按照弹簧刚度为23.5N/mm确定） 对其循环加载，直至弹簧座发生破坏。（加载至6倍寿命未发生破坏，可以认为是100寿命） 测试温度为235。 要求B10寿命350000。 试验样件数：4

6、,fatigue test of chassis spring seats,B10寿命确定： 第一步，在13Hz之间选取四个频率点，分别进行疲劳测试，直到弹簧下托破坏。 第二步，将破坏的循环次数按照从小到大的顺序，从上向下依次填入右表中。 第三步，将上述数据在对数正态分布纸上描点。 第四步，拟和直线，并确定90处的循环次数。 第五步，确定10处的循环次数，并计算N(90%)/N(10%)的值，要求不超过3：1。,fatigue test of chassis spring seats,试验装置 采用四根弹簧同时进行疲劳测试的方案，如右图所示 工装上端为螺纹连接，可以进行微调,bending t

7、est for suspension strut piston rods,保持低于5mm/min的匀速加载至F，卸载到F/2后，永久变形量f不超过0.4mm。 继续加载，直到永久变形量f1达到15mm。 要求此时没有肉眼可见的裂纹或者断裂。 环境温度在+15到+35C之间。 力值测试的精度为：测量值的 1 %，变形量测试的精度：0.01 mm。（在镀铬层中允许有微小裂纹）,bending test for suspension strut piston rods,力F=8KN，尺寸A150，B93.5。 装置右侧为活塞总成和活塞缸 活塞杆保持水平，要求支撑点不在同一高度。,bending te

8、st for suspension strut piston rods,在距离右端133mm处测量变形量，或者在加载位置测试变形量 力学模型：,static strength of rebound stopper,对活塞杆施加外力，以低于5mm/min的匀速加载至F，然后卸载。 环境温度在+15到+35C之间。 力值测试的精度为测量值的 1 %，变形量测试的精度为0.01 mm。 永久变形量f 不能超过0.2mm。 活塞杆和止推环不允许有损坏和裂纹。,static strength of rebound stopper,力F=12KN ； 主要考察限位固定套与活塞杆之间的焊接 试验完成后， 永

9、久变形量不超过0.2mm。,1 活塞杆 2 固定限位套,fatigue test of stab link bracket,试验频率为105Hz。 幅值为1.0KN。 测试温度235。 要求对其循环加载，直至发生破坏。 （加载至6倍寿命未发生破坏，可以认为是100寿命） 安装角度见工装图。要求统计结果B10100000。,fatigue test of stab link bracket,稳定杆的安装位置为三维形式，需要进行实车测量。 测量结果采用对数正态分布无损坏概率统计结果来估计疲劳失效点 PU=90% PU=90%与PU=10%的比值,1：稳定杆夹具 2：稳定杆 3：稳定杆支架,syst

10、em test of front and rear suspension spring,1、静态测试 弹簧压缩至长度B时，测试其刚度值=C4%，具体数值见图纸规定。,system test of front and rear suspension spring,2、疲劳测试 试验频率： 4Hz。 弹簧被压缩后的高度范围为258.6112.0mm的正弦波激励。 对弹簧进行循环加载，直至发生破坏。 要求所有试件发生断裂的循环次数不小于350000。 耐久试验接束后力值（B点处）损失不得大于100N。,system test of front and rear suspension spring,对

11、试验结果采用对数正态分布的概率统计方法，计算PU=90%、PU=90%与PU=10%的比值 。 弹簧外观检查 为了评估弹簧外观，弹簧应安装在弹簧座中。注意两个弹簧圈之间的碰撞-如果发生碰撞，记录碰撞位置和碰撞区域的长度 注意弹簧震颤或者是噪声 注意弹簧垫的完整性（转接件，缓冲器，弹簧座）,isolator spring upper force deflection test,初始载荷：100N。 终止载荷：6KN。 速度：0.2mm/s。 要求力变形量曲线在图纸规定的曲线范围内。,isolator spring upper force deflection test,负载误差在测试值的1%以内

12、 长度变化误差在0.01 mm以内,isolator spring upper force deflection test,测试完成后，试样应当检查无损坏或裂纹。不允许有损坏和裂纹。,力变形量曲线,stopper bump force deflection test,预载:5N 。 加载速度:50mm/min。 最终载荷:10KN。 要求：测试曲线偏差在图中所要求的范围之内,stopper bump force deflection test,负载误差在测试值的1%以内。 长度变化误差在0.01 mm以内。 支撑板的硬度至少为：650 HV 30。 从0-10KN预加载3次后，进行静态测试。,

13、stopper bump durability test,进行动态测试前被测样件必须在常温条件下放置至少10天。 频率为2Hz 。 周期为150000次。 载荷为7000N的正弦激励。 动态测试结束24小时后测量零件的自由高度（Hf） 动态测试结束24小时后对零件进行载荷_变形量测试，计算零件的永久变形H%（H0-H)/H0*100%，要求H%6。 利用动态测试后测量的载荷变形量曲线进行计算吸收的能量W2。 计算所吸收能量的变化率WA%（WA1-WA2)/WA1*100%，要求WA%30。 在测试过程中不允许发现有零件故障或零件失效。,mount force deflection test,预

14、载:50N 。 加载速度:24mm/min。 最终载荷:7KN。 要求力变形量曲线在图纸规定的范围内。,mount force deflection test,mount force deflection test,测试完成后，检查试验的完整程度。,力变形量曲线,fatigue test for rebound bumpers of hydraulic vibration damper,首先在1003的减振器工作液中老化70-72小时。 载荷：4KN。 频率：0.80.2Hz。 温度：805。 周期：10000。 测试完成后要求：活塞杆和止推环应当检查无损坏或裂纹,并且不允许撕裂和试样颗粒脱落

15、。,fatigue test for rebound bumpers of hydraulic vibration damper,要求试验中所采用的油液是减震器使用的油液。 测试温度保持在80 测试完成后，试样不允许撕裂并且不能有橡胶颗粒剥离。,1活塞杆2导向器 3 限位缓冲块4限位环5活塞缸,damper friction test,采用正弦波输入。 测试温度为21。 频率为0.0167Hz。 幅值为12.5mm。 对减振器底部施加规定的力矩0、100、300、500Nm。 记录行程中点处的力值。 要求摩擦力不超过图纸规定的摩擦力值。,damper friction test,根据实际情况，

16、不采用对底部施加力矩而施加侧向力的方法，直接将测量力加在导向器附近。 测量力的值为：0、0.233、0.698、1.163KN,fatigue test of Macpherson struts and strut cartridges,上端激振频率1Hz。 振幅为50mm。 下端激振频率为12Hz。 振幅为7mm。 周期:500000。 试验温度:65/-5。 距离储液缸上边缘向下20mm处施加正弦侧向力935285N。 与外连接套的疲劳测试合并,fatigue test of Macpherson struts and strut cartridges,试验完成后，要求： 1.阻尼力值25

17、0N，偏差为20%。FZ,D12.5和FZ,D25变化范围为+32/-20%。 2.对于FZ,D12.5，FZ,D100，阻尼力滞后不超过10； 对于FZ,D150，FZ,D200阻尼力滞后不超过30。 3.气体压力至少为初始的50%。 4.摩擦力不超过开始值40N。,fatigue test of Macpherson struts and strut cartridges,耐久性试验中对试件冷却的设备： 冷却液：水。 冷却套冷却水的入口：活塞杆导向器附近。 冷却套冷却水的出口：底阀附近。,fatigue test of Macpherson struts and strut cartrid

18、ges,1:球铰 2:导向器中心 3:温度测量点 4:夹具 5 转接件,damper temperature fade and lag test,首先在212.5进行性能测试。 利用高低温箱降温至-30，进行性能测试。 以1.25Hz的频率，幅值为40mm升温到-53，在02.5做性能试验。 以1.25Hz的频率，幅值为40mm升温到212.5，在212.5做性能试验。 以3.33Hz的频率，幅值为40mm升温到752.5，以1.67Hz的频率，幅值为40mm升温到802.5，然后在802.5做性能试验。 以3.33Hz的频率，幅值为40mm升温到1002.5，在此温度点做性能试验。,damp

19、er temperature fade and lag test,阻尼滞后示功图,compression test of inner parts,测试温度为：1535。 贮液缸筒在合适的位置切开，保证只压缩内部零件。 以5mm/s的速度达到F=25KN，然后卸载到F/2，最后压缩到破坏。 要求画出力变形量曲线，永久变形量f不超过0.2mm，达到破坏的力不小于35KN,compression test of inner parts,damping force test,温度：21。 不充气的情况。 速度为0.052、0.13、0.26、0.39、0.5、1.05、1.57，振幅为50mm。 每个试验速度下，至少进行4个振动周期。均应在第4至第6个振动周期内绘制力-位移图，绘制周期不超过7个，记录行程中点的阻尼值,gas filling reaction test,以速度0.52m/s运行