【正文】 希望能夠迅速地衰減，盡量減小路面的沖擊對(duì)車(chē)身的影響，因此在車(chē)身與車(chē)輪之間設(shè)有懸架系統(tǒng)。懸架系統(tǒng)一般是由彈性元件（如板簧、螺旋彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧等），阻尼元 件（如減振器） 和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等零部件組成。懸架系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了車(chē)身和車(chē)輪之間的彈性連接和彈性支承，因而當(dāng)車(chē)輪行駛在凸凹不平的路面而受到復(fù)雜激勵(lì)時(shí)，懸架裝置就會(huì)有效地抑制和降低車(chē)身和車(chē)輪的動(dòng)載，衰減車(chē)身和車(chē)輪的振動(dòng)，從而保證車(chē)輛行駛的舒適性和安全性。 減振器作為懸架系統(tǒng)的主要阻尼元件通過(guò)與懸架系統(tǒng)的良好匹配，能夠有效地隔離來(lái)自地面的干擾并吸收激振能量，迅速地衰減車(chē)身的振動(dòng)，并將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能，消散到大氣中，從而使傳遞到車(chē)身的振動(dòng)幅度大幅減小，從而到一個(gè)低通濾波器的作用 。而且減振器還能與懸架彈簧一起衰減由不平道路引起的人 體不適頻率的傳遞（對(duì)于垂直振動(dòng)，在頻率為 4~8HZ 時(shí)，人體容許的振動(dòng)加速度最小；而對(duì)于水平振動(dòng)，在頻率為 1~2HZ 時(shí)，人體容許的振動(dòng)加速度最?。?，使車(chē)輛的振動(dòng)頻率遠(yuǎn)離人體不適頻率（振動(dòng)對(duì)人體的影響，既與振動(dòng)頻率、振動(dòng)強(qiáng)度、振動(dòng)作用方向、暴露時(shí)間有關(guān)，也與人的心理、 生理狀態(tài)有關(guān)，是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO2631《人承受全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)指南》推薦用 1/3 倍頻率分別評(píng)價(jià)方法和總加權(quán)值方法對(duì)人承受全身振動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià) ） ，從而提高車(chē)輛運(yùn)行的平穩(wěn)性、安全性和舒適性。 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì) 作為連接車(chē) 輪與車(chē)身的懸架系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展出獨(dú)立懸架系統(tǒng)，非獨(dú)立懸架系統(tǒng)，平衡懸架系統(tǒng)等多種懸架結(jié)構(gòu)形式，無(wú)論是哪一種懸架系統(tǒng)，都要對(duì)車(chē)輛提供彈性支承，有效地隔離來(lái)自地面干擾，傳遞力和力矩等?，F(xiàn)在汽車(chē)的懸架系統(tǒng)均采用彈性懸架系統(tǒng)，它較好地滿足了汽車(chē)的各項(xiàng)要求，促進(jìn)了汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展；懸架系統(tǒng)安裝的阻尼元件，能夠衰減、降低車(chē)身及車(chē)輪的振動(dòng)，且車(chē)身或車(chē)輪的振動(dòng)越劇烈，阻力也越大，這種阻力要求已經(jīng)很好地被液壓阻尼器所滿足，目前汽車(chē)上所采用的阻尼器，已清一色地使用了液壓阻尼器。液壓阻尼器的阻尼 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 原理是迫使阻尼器內(nèi)的油液流過(guò)縫隙或 小孔，因縫隙或小孔節(jié)流而形成阻尼力。液壓減振器端的上端和車(chē)身相連，下端與車(chē)輪相連，車(chē)輛行駛時(shí)，由于路面激勵(lì)，引起車(chē)身與車(chē)輪間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而使液壓阻尼器中的 活塞相對(duì)于缸筒作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，液壓油便通過(guò)各阻尼元件在減振器內(nèi)工作缸的上、下腔和貯油腔之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生阻尼力，不斷衰減車(chē)身和車(chē)輪的振動(dòng)。自三十年代初采用筒式液壓減振器以來(lái)，其基本原理并無(wú)大的變化，然而，有關(guān)阻尼器匹配的研究和結(jié)構(gòu)（密封，導(dǎo)向和阻尼閥等）的進(jìn)一步發(fā)展與演變?nèi)栽诶^續(xù)進(jìn)行。國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家減振器的發(fā)展也經(jīng)歷了從搖臂式液壓減振器到筒式液壓減振 器（單作用式筒式液壓減振器和雙作用式液壓減振器）再到充氣式液壓減振器（單筒充氣式液壓減振器和雙筒充氣式液壓減振器）和阻力可調(diào)式液壓減振器（手動(dòng)調(diào)節(jié)或電動(dòng)調(diào)節(jié)）的過(guò)程，現(xiàn)在已研制出用電子系統(tǒng)控制的自適應(yīng)式液壓減振器（可根據(jù)激振頻率和振幅來(lái)調(diào)節(jié)阻尼的減振器），這種減振器可根據(jù)不同路面條件和不同的行駛要求，通過(guò)多級(jí)匹配與調(diào)節(jié)，從而在特性曲線族中，獲得一條令人相當(dāng)滿意的特性曲線，從而優(yōu)化和提高車(chē)輛行駛的舒適性（平順性）和安全性，為底盤(pán)的優(yōu)化展示出新的前景。國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家懸架液壓減振器的設(shè)計(jì) 制造時(shí)建立在廣泛的標(biāo)準(zhǔn) 化和系列化基礎(chǔ)之上的，在計(jì)算機(jī)技術(shù)十分發(fā)達(dá)的國(guó)家，大都有減振器 CAD的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。然而即使在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)用的普遍液壓減振器仍然占統(tǒng)治地位。 國(guó)家減振器的發(fā)展同國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家相比還比較落后，大約只相當(dāng)于國(guó)外70年代末， 80 年代初的水平；我國(guó)液壓減振器經(jīng)過(guò)多年的研發(fā)發(fā)展，特別是最近十余年的發(fā)展，通過(guò) CKD 件的組裝與技術(shù)及設(shè)備的引進(jìn)、消化和吸收獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，有了明顯的進(jìn)步與提高?，F(xiàn)在我國(guó)已制定了減振器及其相關(guān)零部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且許多生產(chǎn)制造企業(yè)也建立了各自的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為減振器的設(shè)計(jì)、制造 與驗(yàn)收提供了依據(jù)；為減振器制造各種專(zhuān)用設(shè)備（如在線示功機(jī)，單、雙動(dòng)壽命試驗(yàn)臺(tái)，旋壓封口機(jī)，流量試驗(yàn)臺(tái)，專(zhuān)用焊接設(shè)備，氣密性檢測(cè)設(shè)備，注油機(jī)，清洗機(jī)等）的生產(chǎn)廠家也在不斷出現(xiàn)；同時(shí)為減振器提供各種配套零部件（ 如粉末冶金件、橡膠件、油封、彈簧、無(wú)油潤(rùn)滑軸承、閥片、減振器油、缸筒等 ） 的生產(chǎn)廠家其設(shè)計(jì)制造水平也在不斷提高。這些都促進(jìn)了我國(guó)減振器行業(yè)整體水平的提高。目前我國(guó)已經(jīng)能夠生產(chǎn)微型面包車(chē)用獨(dú)立懸掛減振器，并且 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 已經(jīng)為部分國(guó)外引進(jìn)轎車(chē)配套生產(chǎn)獨(dú)立懸掛減振器；在減振器的基礎(chǔ)理論研究方面國(guó)內(nèi)同樣進(jìn)行了大量的研究工作， 有關(guān)主動(dòng)液壓減振器的研究工作也取得了一定的進(jìn)展 ， 已研制出主動(dòng)液壓減振器的實(shí)驗(yàn)樣機(jī)；然而，目前在國(guó)產(chǎn)轎車(chē)、微型車(chē)及其它各種車(chē)型上廣泛使用的仍舊是普通雙筒液壓減振器。 國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家減振器的發(fā)展也經(jīng)歷了一個(gè)從落后到先進(jìn)的曲折過(guò)程，其懸架減振器的結(jié)構(gòu)型式在不斷地改進(jìn)，性能也在不斷地提高。目前，國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家液壓減振器正朝著充氣式減振器、可調(diào)減振器（如載荷感應(yīng)式、位移依存式、位置依存式等）及自適應(yīng)減振器（如電流變減振器、磁流變減振器等）的方向發(fā)展。 其雙筒充氣液壓減振器經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展已占有相當(dāng)大的市場(chǎng)比例，可 調(diào)減振器及自適應(yīng)減振器也已有商品車(chē)出現(xiàn)。無(wú)論采用那種結(jié)構(gòu)，減振器都是朝著；各種高頻激振的阻尼力自動(dòng)控制、無(wú)極調(diào)整阻尼力機(jī)構(gòu)以及減振器溫度 特性的進(jìn)一步改善，尤其是改善減振器的外特性和降低噪聲方向發(fā)展。目前，在國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家主動(dòng)懸架系統(tǒng)及自適應(yīng)減振器是車(chē)輛懸架特性和減振器外特性方面的重大變革。 根據(jù)國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家液壓減振器的發(fā)展經(jīng)歷，并結(jié)合我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的具體情況（以中、低檔汽車(chē)為主），在普通雙筒液壓減振器發(fā)展到一定階段以后，充氣式雙筒液壓減振器將會(huì)成為國(guó)產(chǎn)液壓減振器的下一個(gè)發(fā)展方向。在目前的液壓減振器國(guó) 產(chǎn)化進(jìn)程中，正在把充氣式液壓減振器的生產(chǎn)實(shí)踐和研究提到日程上來(lái)，其應(yīng)用領(lǐng)域必將日益增多。而變阻尼液壓減振器（可調(diào)式減振器、自適應(yīng)減振器）在我國(guó)目前尚處于前景研究階段。充氣式雙筒液壓減振器可以有效地改善減振器的外特性，極大地提高減振器的臨界速度，特別式在消除減振器外特性畸變和降低噪聲方面具有 明顯的優(yōu)越性，并且具有優(yōu)良的可靠性及較低的靜摩擦力，具有廣闊的發(fā)展前景。雙筒充氣液壓減振器的理論和時(shí)間在我國(guó)目前仍處于起步階段，其理論研究及生產(chǎn)實(shí)踐同國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家相比較有較大差距，有待各科研機(jī)構(gòu)，大專(zhuān)院校及企業(yè)作進(jìn)一步 的研究開(kāi)發(fā)工作，以縮短同國(guó)外同行的差距。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 減振器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)方案 汽車(chē)減振器試驗(yàn)臺(tái)是汽車(chē)減振器普遍使用的設(shè)備，試驗(yàn)時(shí)，試件安裝在力傳感器和激振體之間，并要求試件允許工作行程中點(diǎn)與其試驗(yàn)行程中點(diǎn)相同。試驗(yàn)行程大小通過(guò)調(diào)整試驗(yàn)臺(tái)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的曲柄長(zhǎng)度來(lái)實(shí)現(xiàn)，同時(shí)要求位移傳感器的輸出零點(diǎn)與試驗(yàn)行程中點(diǎn)相對(duì)應(yīng)。因此，在試驗(yàn)臺(tái)使用時(shí)需要進(jìn)行測(cè)力系統(tǒng)標(biāo)定、位移測(cè)試系統(tǒng)標(biāo)定、試驗(yàn)行程及中點(diǎn)校準(zhǔn)標(biāo)定、試件安裝尺寸及位置校準(zhǔn)。 在參考國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)條件，重點(diǎn)從以下幾個(gè)方面開(kāi)展論文工作： (1)介紹減振器的工作原理和作用，分析減振器及其試驗(yàn)研究的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有試驗(yàn)規(guī)范和試驗(yàn)臺(tái)存在許多不合理之處，提出新的試驗(yàn)方案 。 (2)比較減振器常見(jiàn)的幾種節(jié)流形式，歸納出其阻尼特性關(guān)系。然后，分析減振器的阻尼特性及其影響因素，確定主要影響因素和各參數(shù)值的最佳范圍 。 (3)設(shè)計(jì)一套全新的減振器試驗(yàn)臺(tái)，將現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)和測(cè)控技術(shù)應(yīng)用于試驗(yàn)臺(tái)，提高自動(dòng)化程度及其性能，并進(jìn)行仿真，以確定各參數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響 。 (4)減振器試驗(yàn)臺(tái)測(cè)控系統(tǒng)軟硬件設(shè)計(jì)。討論 Win32 環(huán)境下實(shí)時(shí)軟件開(kāi)發(fā)的要點(diǎn)和難點(diǎn)，并分別予以實(shí)現(xiàn)，然后， 通過(guò)對(duì)減振器試驗(yàn)，分析試驗(yàn)結(jié)果，得出試驗(yàn)結(jié)論 。 (5)數(shù)字信號(hào)處理及其抗千擾設(shè)計(jì)，對(duì)強(qiáng)干擾源加強(qiáng)軟硬件信號(hào)處理。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第二章 減振器試驗(yàn)臺(tái)的方案分析 減振器試驗(yàn)臺(tái) 結(jié)構(gòu)與原理 汽車(chē)減振器試驗(yàn)臺(tái)是汽車(chē)減振器普遍使用的設(shè)備，試驗(yàn)時(shí)，試件安裝在力傳感器和激振體之間，并要求試件允許工作行程中點(diǎn)與其試驗(yàn)行程中點(diǎn)相同。 減振器試驗(yàn)臺(tái)主要分為機(jī)械式和液壓式，機(jī)械式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝簡(jiǎn)潔，液壓形式比較平穩(wěn)。 如圖 所示 ,該速度臺(tái)屬單動(dòng)臺(tái) ,高速電機(jī)經(jīng)減速箱減速后 ,電機(jī)帶動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)對(duì)工作臺(tái)激振 ,減振器套筒固定在工作臺(tái)上 ,活塞桿則與頂梁聯(lián)接。因此通過(guò)工作 臺(tái)在垂直方向往返運(yùn)動(dòng) ,便可對(duì)套筒激振。減振器工作的情況通過(guò)活塞桿上的力傳感器和工作臺(tái)上的位移傳感器分別記錄阻尼力和位移 ,位移信號(hào)經(jīng)微分處理后可得速度信號(hào) ,由此可測(cè)得減振器的速度特性曲線及示功圖 ,故該曲柄連桿機(jī)構(gòu)的動(dòng)平衡是確保該試驗(yàn)臺(tái)精度的一個(gè)重要方面。 圖 試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 1電機(jī)與蝸輪 2上梁 3力傳感器 4活塞桿 5套筒 6導(dǎo)軌 7活動(dòng)平臺(tái) 8位移計(jì) 9中梁 10曲柄連桿機(jī)構(gòu) 11立柱 12電 機(jī)及減速箱 13底座 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 通用減振器試驗(yàn)臺(tái) 圖 為典型的微機(jī)測(cè)控汽車(chē)減振器性能試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)為雙立柱形式，由機(jī)械和測(cè)試系統(tǒng)兩部分組成。測(cè)試系統(tǒng)如圖 23 所示。 這種試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，占地面積小。隨著汽車(chē)技術(shù)的發(fā)展，以及人們對(duì)汽車(chē)平順性的要 求日益提高，要求汽車(chē)減振器的性能越來(lái)越高。在研究和生產(chǎn) 實(shí)際工作中發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)臺(tái)已經(jīng)不能滿足減振器測(cè)試精度的要求。下文為對(duì)部分環(huán)節(jié)作誤差分析，目的是改善提高測(cè)試精度。 圖 圖 減振器試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試系統(tǒng) 測(cè)試系統(tǒng)誤差來(lái)源分析 減振器試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試系統(tǒng)如圖 所示，按誤差產(chǎn)生的機(jī)理，測(cè)試系統(tǒng)各組成部分在測(cè)試過(guò)程中都會(huì)引入不同的誤差，這些誤差再通過(guò)一定的傳遞而形成系統(tǒng)的總誤差。減振器試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試系統(tǒng)的誤差分可分為隨機(jī)誤差和系統(tǒng)誤差兩部分。測(cè)試信號(hào)在進(jìn)入系統(tǒng)之前 ,由于外界干擾和測(cè)試環(huán)境的因素 ,本身已經(jīng)帶有噪聲 ,即誤差。考慮到干擾和測(cè)試環(huán)境的隨機(jī)性 ,可認(rèn)為信號(hào) 自帶的誤差為隨機(jī)誤差。測(cè)試信號(hào)作為輸入信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)后 ,經(jīng)過(guò)一系列變換轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲂盘?hào)，同時(shí)還包含了兩方面的誤差：一是輸入信號(hào)的誤差經(jīng)系統(tǒng)傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換而來(lái)；二是系統(tǒng)中 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 硬件本身引起的制造精度或轉(zhuǎn)換精度引起的誤差。針對(duì)構(gòu)成測(cè)試系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，將測(cè)試系統(tǒng)誤差歸納如圖 所示。 圖 減振器試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試系統(tǒng)誤差構(gòu)成 由圖 可以看出，測(cè)控系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差由機(jī)構(gòu)誤差、傳感器誤差、數(shù)據(jù)采集誤差 和數(shù)據(jù)處理誤差四部分組成。 機(jī)械部分誤差 分析 機(jī)構(gòu)誤差理論上應(yīng)包括電機(jī)調(diào)速精度、電機(jī)轉(zhuǎn)速精度以及機(jī)械傳動(dòng)誤差。在車(chē)輛懸架減振器的性能檢測(cè)中，國(guó)內(nèi)外一般都以諧波激振規(guī)范取得試件的示功圖p=f(s)和速度特性 p=f(V)。實(shí)現(xiàn)諧波激勵(lì)的結(jié)構(gòu)通常有兩種形式，一種是曲柄 —滑塊 — 導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)，另一種是曲柄 — 連桿 — 滑塊結(jié)構(gòu)。從運(yùn)動(dòng)學(xué)上講，前者實(shí)現(xiàn)嚴(yán) 格的諧波運(yùn)動(dòng)。后者則實(shí)現(xiàn)近似的諧波運(yùn)動(dòng)，但后者由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，慣性力小，便于調(diào)整而被優(yōu)先采用。本文所研究的對(duì)象，通用減振器試驗(yàn)臺(tái)的激勵(lì)部分就是采用曲柄 — 連桿結(jié)構(gòu)。由于曲柄和 連桿的比值不同，則激勵(lì)的位移與速度的波形也有所不同，激勵(lì)波形的差異將使試驗(yàn)結(jié)果的可比性下降。這對(duì)于可變行程激勵(lì)試驗(yàn)臺(tái)尤為重要。為此應(yīng)在分析試驗(yàn)臺(tái)機(jī)構(gòu)誤差的基礎(chǔ)上，采取適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償措施，以達(dá)到測(cè)試精度的要求。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第三章 電動(dòng)機(jī)和減速器的選擇 電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)的選擇內(nèi)容包括選擇電機(jī)的種類(lèi)、電機(jī)的形式、電機(jī)的額定電壓、電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速及電機(jī)的額定功率的計(jì)算。 對(duì)于連續(xù)運(yùn)行，負(fù)載平穩(wěn)，對(duì)啟動(dòng)、制動(dòng)沒(méi)有特殊要求的生產(chǎn)機(jī)械，應(yīng)優(yōu)先采用普通鼠籠異步電動(dòng)機(jī)，它廣泛用那用于各種機(jī)床、水泵和風(fēng)機(jī)等。 電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的防護(hù)型 式有開(kāi)啟式、防護(hù)式、封閉式和防暴式，封閉式電機(jī)又分為制冷式、強(qiáng)制通風(fēng)式和密閉式。前兩種電機(jī)能防止來(lái)自任何方向的水滴或異物侵入，灰塵和潮氣也不宜進(jìn)入，使用于潮濕、多塵土、易受風(fēng)雨侵襲、有腐蝕