开题报告：车辆减振器的设计

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开题报告1．文献综述：结合设计课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文献综述0引言随着汽车行业的发展，汽车行驶过程中产生的振动已经成为制约汽车发展的重大障碍。汽车行驶过程中产生的振动严重将降低汽车的舒适性、稳定性安全性降低人们乘坐汽车时的享受，汽车零部件的使用寿命也会大大缩短。因此，在人们对汽车舒适和安全性要求越来越高的情况下，汽车减震器的重要性也愈加凸显，并且研发结构和性能满足汽车高速运行的减震器也已经成为汽车领域继续解决的问题[1]。到目前位置，国内外对汽车减震器已经进行了大量的研究，而且研制出许多新产品、新工艺和新材料。

1.1弹簧减震器最早的汽车减震系统以弹簧作为主要结构，弹簧减震器的减震性能稳定可靠，但是弹簧减震器的缺点是不能吸收振动能量，且容易产生共振。其后，有研究人员在弹簧震器中加入橡胶，使减震器具备吸收振动能量的功能，达到更好地抑制车身振动效果。但是弹簧和橡胶联合制成的减震器只能起单向作用。

1.2液压减震器第一个使用的液压减震器出现于20世纪10年代，其原理为油液流经橡胶制成的中空节流通道产生的阻尼可以让振动衰减。30年代，摇臂式减震器出现并得到广泛引用。摇臂式减震器具有稳定可靠的优点，而且能够在工作压力较高的环境下稳定工作。摇臂式减震器的缺点为活塞磨损和温度变化会影响减震效果、结构复杂、体积大。由于摇臂式减震器存在较多的缺点，摇臂式减震器在40年代逐渐被与筒式液压减震器取代。筒式液压减震器的工作原理为活塞在缸筒内移动时会将内腔中的油液流入另一个内腔，油液与内腔产生的摩擦以及油液分组自身的摩擦会产生阻尼力，从而达到减震的效果。筒式液压减震器中应用较为广泛的是双筒式液压减震器，它具有质量轻、适应寿命长且成本低的优点，但是它的缺点也较为显著，如减震器在高速运转情况下容易出现充油不及时的问题，造成工作特性畸变，不仅不能减震，还会造成冲击和噪声[2]。

1.3充气式液压减震器由于筒式液压减震器存在的缺点，性能更好的充气式减震器在50年代应运而生。充气式减震器的结构为在缸筒下部安装浮动活塞，使之成为充有高压氮气的密闭气室，再配以大断面O型密封圈隔离油气。其工作原理为汽车振动使活塞往复运动，并在活塞的上下腔产生油压差，压力油推开压缩阀和伸张阀而来回流动，依靠压力油产生较大的阻尼达到减震的目的。在补偿室内冲入低压气体可提高补偿能力，解决充油不及时的问题。2汽车减震器发展现状2.1国外汽车减震器发展现状到目前为止，国外液压减震器的处于充气式减振器、可调减振器及自适应减振器发展阶段，如荷载感应式和位置依存式等充气式减震器和可调减震器、电流变减震器和电磁流变减震器等自适应减震器。其中双筒液压减震器的发展时间较长，市场占有率极高。而可调减震器等新式减震器也已经投入市场，并有商品车辆出现。以上的减震器类型都是对无级调整阻尼力、高频激振阻尼力以及减震器温度特性的完善，并且在改善减震器的外特性和减低噪声等两个方面有较大的进步。

2.2我国汽车减震器发展现状汽车减震器在我国的发展时间短，而且起点也更低，总体技术水平仅处于发达国家80年代的技术水平，远远落后于发达国家。因此，我国许多轿车的减震器使用过进口减震器，尤其是中高档轿车。而且许多国产汽车、微型车等众多车型仍使用普通双筒液压减震器。因此，提高我国汽车减震器研发水平已经成为我国汽车悬架系统中亟需解决的问题，也是我国汽车行业发展规划中需要优先解决的问题。虽然我国汽车减震器技术水平较低，但是经过10多年的发展，我国在CKD方面取得极大的进步。一是我国减震器及其零部件的标准上有许多突破，国家和企业都制定了减震器及其零部件制造的行业标准，为设计和制造汽车减震器提供了标准的参照依据。二是我国也出现了许多汽车减震器制造各种专用设备的生产厂家，如旋压封口机、注油机和清洗机等等[3]；三是汽车减震器配套的零部件生产厂家的水平不断提高，如封油、橡胶件、减震器油、粉末冶金件等厂家的水平提高。以上三个方面的发展都在提高我国汽车减震器的研发水平上发挥了重要的作用。到目前位置，我国已经可以生产卫星面包车独立悬挂减震器，而且我国生产的独立悬挂减震器被部分国外汽车生产商所使用。在减震器理论研究上，我国也做出许多努力，也举得一些成就，如我国已经研制出主动液压减震器的试验样机。3汽车减震器发展趋势在人们对汽车减震器要求也来越高的背景下，汽车减震器在未来必然自适应可调减震器、向复合型减震器以及新型减震器的方向发展。

3.1自适应可调减震器自适应可调减震器的结构由传感器、控制器和执行机构三个部分组成。减震器产生的阻尼不仅可以实现分级调节，还可以实现连续调节，减震器的可调特性可通过调节阻尼特性有电控执行器实现，或者电控执行器调节改变节流阀通流面积实现。自适应可调减震器的关键在于能否对阻尼实现不间断的调节，既振动器可依据汽车振动情况连续的调节阻尼，从而达到最好的减震效果。自适应可调减震器已经投入市场应用，但是由于技术的不完善，该技术还未被完全推广应用。

3.2复合型减震器复合型减震器是普通双筒液压减震器发展的必然结果。复合型减震器继承了普通液压减震器的优点，也弥补了普通液压减震器的缺点，因此复合型减震器必将成为汽车减震器未来发展的趋势。例如充气式双筒液压减震器，它不仅提高了普通液压减震器的外特性，减震器的临界速度也得到极大的提高，减震器出现外特性畸变的几率更低，降噪性能更优越，静摩擦力小、稳定性高。

3.3新型减震器新型减震器主要指借助电磁原理设计而成的减震器，由于电磁流变液体和电磁流变弹性技术的发展，电磁流变在理论上已经可以任意控制阻尼的大小。但是该技术仍处于理论研究的起步阶段，理论也不完善和不成熟，与减震器生产实践也存在很大的差距。电磁流变减震器仍需要广大科研机构和科研人员进行深入的开发和研究，逐渐完善理论，并应用于实践，促进汽车减震器行业的发展。参考文献[1]曾庆东.《机动车减振器设计》[M].北京：机械工业出版社，2000.[2]《汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件》（QC/T491-1999).[3]万福全.WZ551型车辆减振器额定液压阻力的计算.成都：成都航空职业技术学院学报，2008.3.[4]成大先.《机械设计手册》.北京：化学工业出版社，1999.[5]长春汽车研究所.《汽车试验技术手册》（下）.长春：吉林科学技术出版社，1998.[6]韩豫萍，孙涛，盛新.汽车悬架系统的发展及控制.工业控制计算机.2008年21卷第4期.[7]周长城，孟婕.车辆悬架最佳阻尼匹配减振器设计.交通运输工程学报.第8卷第3期.2008年6月.[8]中华人民共和国汽车行业标准，汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件(QC/T491-1999).[9]史广奎，李槟，孟宪民，汽车设计中减振器相对阻尼系数的确定，汽车工程，1995年（第17卷）第六期.[10]杨道斋,张洪信，张铁柱，刘大维,陈秉聪，兼顾平顺性和路面损伤的货车悬架特性优化[J],青岛大学学报，2005年9月第20卷第3期.[11]周俊杰.matlab/Simulink实例详解.北京：中国水利水电出版社，2014.5.[12]YUDe-fu.CHENQing-dong,LIWen-jun，BasicProblemsinDesignandInverseEngineeringSolutionforOuterCharacteristicofVehicleSuspensionShock[J].JournalofBeijingInstituteofTechnology,2003,Vol.12.No.2.[13]DesignandoptimizationofSuspensionSystemsandComponentsLMJ,NorwegianUniversityofScienceandTechnology.开题报告２．开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施开题报告一、课题的背景和目的1、研究背景对汽车而言，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到这两点是否理想。而影响悬架系统特性的重要构成元件就是减振器，所以理想的减振器特性可以提高汽车行驶平顺性和乘坐舒适性。汽车减振器特性决定和影响车辆的行驶平顺性和乘坐舒适性，而减振器特性试验费用很高，应对减振器设计结果进行特性仿真，这样就可以及时发现减振器设计所存在的问题，对设计进行修改，减少试验费用，加快设计开发速度，提高减振器阀系参数设计质量。因此，减振器特性仿真研究，具有很大的经济效益和社会效益。虽然有一些研究机构对减振器的仿真进行研究，但因无准确的优化设计方法，难以得到准确、可靠设计参数，只能利用仿真软件，借助试验的得到的部分或全部参数，这样不能准确反映减振器特性中起决定作用节流阀开度、流量和压力之间的关系。即使有学者曾经建立数学模型对减振器特性进行仿真，也仅仅是采用近似公式，而且，特性仿真结果与实际结果数值相差很大。因此，目前应研究基于减振器具体结构和节流阀片精确变形计算的基础上，依据减振器运动速度建立减振器特性精确仿真的分段数学模型，实现不依赖于试验参数而对减振器特性进行精确数字仿真。2、研究目的

（1）通过特性分析、特性仿真等进行分析研究，建立准确有效的减振器仿真的数学模型。研究减振器的速度特性有助于减振器的优化设计，对减振器的改进和发展有重要作用。（2）通过对减振器特性仿真研究，可以验证或预测减振器参数设计是否合理，及时发现设计中存在的问题，这样就可以减少试验次数和费用，提高设计效率和准确性，加快减振器设计、开发和生产。（3）通过建立减振器特性分析和仿真的数学模型，对减振器进行数字特性仿真，为减振器精确特性仿真提出了新的模型和方法。二、减振器研究现状国内外学者已对减振器的特性建模方法开展了大量的研究工作,目前主要应用的有两种方法：1.对减振器的仿真分析大多是利用现成的仿真分析软件，建立特性仿真模型，对减振器进行仿真。然而，这种特性仿真方法，在模型建立过程中所需的模型参数很大程度上依赖于试验来获得。所以，很难建立准确的特性仿真模型，仿真结果不可靠。2.目前也有利用分段函数的方法来建立特性仿真模型，进行仿真分析。但是现在阀片弯曲变形量的计算公式大多是由手册查得的近似公式，计算结果不准确，所以该方法也不可靠。三、课题主要内容和要求1.熟悉减振器的工作原理、熟悉实际系统的数学建模、掌握MatLab的基本使用；2.进行减振器基本方案的拟定；3.进行减振器机械部分结构设计；4.进行减振器动态特性的仿真分析以获得减振器优化后的技术参数。四、研究方法、步骤和措施1、查阅资料，翻译英文资料查找设计所需的资料，资料的内容要有深度，要具有参考意义。2、熟练掌握设计所需的内容复习以前所学设计有关的专业知识，并熟练的运用到设计中去。还要学习一些设计中所用到的其它方面的知识，如：控制理论、simulink、学会运用matlab等3、设计内容（1）根据要求，查阅相关资料，初步设计出减振器结构及参数；（2）减振器工作模态性能仿真；（3）改进减振器关键零部件参数，再次分析与仿真。4、具体设计步骤以汽车筒式减振器特性分析和仿真为主要研究内容，具体包括以下几部分：（1）对减振器工作油液的技术性能和油样特性进行分析研究；并对油液流经各节流处的流量和节流压力的关系、局部和沿程压力损失系数进行分析；为以后对减振器的工作原理和阻尼特性分析打下基础。（2）对减振器的各阻尼构件进行深入的研究，确定油液流经常通节流孔、活塞孔、节流缝隙和活塞缝隙时压力和流量的关系；并分析油液在流经活塞孔以及复原阀体内腔时的局部阻力损失，利用叠加原理将局部阻力损失进行叠加，并折算成活塞孔长度。（3）对减振器进行特性分析。建立减振器两次开阀速度点，为建立分段数学模型创造条件。在此基础上，根据开阀前、后的油路模型，对减振器开阀前、后的特性进行深入地分析，建立减振器特性分段数学模型。（4）对减振器特性进行综合仿真。其中包括减振器内特性仿真和外特性仿真。（5）研究各种参数对减振器特性的影响，并且利用相关程序对各参数对减振器特性的影响进行定性和定量的分析。开题报告指导教师意见