【正文】 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)向機構(gòu)等零部件組成。懸架系統(tǒng)實現(xiàn)了車身和車輪之間的彈性連接和彈性支承，因而當(dāng)車輪行駛在凸凹不平的路面而受到復(fù)雜激勵時，懸架裝置就會有效地抑制和降低車身和車輪的動載，衰減車身和車輪的振動，從而保證車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與懸架系統(tǒng)的良好匹配，能夠有效地隔離來自地面的干擾并吸收激振能量，迅速地衰減車身的振動，并將動能轉(zhuǎn)換為熱能，消散到大氣中，從而使傳遞到車身的振動幅度大幅減小，從而到一個低通濾波器的作用 。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（對于垂直振動，在頻率為 4~8HZ 時，人體容許的振動加速度最??；而對于水平振動，在頻率為 1~2HZ 時，人體容許的振動加速度最小），使車輛的振動頻率遠離人體不適頻率（振動對人體的影響，既與振動頻率、振動強度、振動作用方向、暴露時間有關(guān)，也與人的心理、 生理狀態(tài)有關(guān)，是一個十分復(fù)雜的過程，按照國際標準 ISO2631《人承受全身振動的評價指南》推薦用 1/3 倍頻率分別評價方法和總加權(quán)值方法對人承受全身振動進行評價 ） ，從而提高車輛運行的平穩(wěn)性、安全性和舒適性。 國內(nèi)外現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢 作為連接車 輪與車身的懸架系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展出獨立懸架系統(tǒng)，非獨立懸架系統(tǒng)，平衡懸架系統(tǒng)等多種懸架結(jié)構(gòu)形式，無論是哪一種懸架系統(tǒng)，都要對車輛提供彈性支承，有效地隔離來自地面干擾，傳遞力和力矩等。現(xiàn)在汽車的懸架系統(tǒng)均采用彈性懸架系統(tǒng)，它較好地滿足了汽車的各項要求，促進了汽車工業(yè)的發(fā)展；懸架系統(tǒng)安裝的阻尼元件，能夠衰減、降低車身及車輪的振動，且車身或車輪的振動越劇烈，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（論文） 3 原理是迫使阻尼器內(nèi)的油液流過縫隙或 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身相連，下端與車輪相連，車輛行駛時，由于路面激勵，引起車身與車輪間的相對運動，從而使液壓阻尼器中的 活塞相對于缸筒作往復(fù)運動，液壓油便通過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回運動，從而產(chǎn)生阻尼力，不斷衰減車身和車輪的振動。自三十年代初采用筒式液壓減振器以來，其基本原理并無大的變化，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）的進一步發(fā)展與演變?nèi)栽诶^續(xù)進行。國外先進工業(yè)化國家減振器的發(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（手動調(diào)節(jié)或電動調(diào)節(jié)）的過程，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，通過多級匹配與調(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)化和提高車輛行駛的舒適性（平順性）和安全性，為底盤的優(yōu)化展示出新的前景。國外先進工業(yè)化國家懸架液壓減振器的設(shè)計 制造時建立在廣泛的標準 化和系列化基礎(chǔ)之上的，在計算機技術(shù)十分發(fā)達的國家，大都有減振器 CAD的設(shè)計制造技術(shù)。然而即使在工業(yè)發(fā)達國家經(jīng)濟實用的普遍液壓減振器仍然占統(tǒng)治地位。 國家減振器的發(fā)展同國外先進工業(yè)國家相比還比較落后，大約只相當(dāng)于國外70年代末， 80 年代初的水平；我國液壓減振器經(jīng)過多年的研發(fā)發(fā)展，特別是最近十余年的發(fā)展，通過 CKD 件的組裝與技術(shù)及設(shè)備的引進、消化和吸收獲得了長足的發(fā)展，有了明顯的進步與提高?，F(xiàn)在我國已制定了減振器及其相關(guān)零部件的國家標準和行業(yè)標準，并且許多生產(chǎn)制造企業(yè)也建立了各自的企業(yè)標準，為減振器的設(shè)計、制造 與驗收提供了依據(jù)；為減振器制造各種專用設(shè)備（如在線示功機，單、雙動壽命試驗臺，旋壓封口機，流量試驗臺，專用焊接設(shè)備，氣密性檢測設(shè)備，注油機，清洗機等）的生產(chǎn)廠家也在不斷出現(xiàn)；同時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、無油潤滑軸承、閥片、減振器油、缸筒等 ） 的生產(chǎn)廠家其設(shè)計制造水平也在不斷提高。這些都促進了我國減振器行業(yè)整體水平的提高。目前我國已經(jīng)能夠生產(chǎn)微型面包車用獨立懸掛減振器，并且 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 已經(jīng)為部分國外引進轎車配套生產(chǎn)獨立懸掛減振器；在減振器的基礎(chǔ)理論研究方面國內(nèi)同樣進行了大量的研究工作， 有關(guān)主動液壓減振器的研究工作也取得了一定的進展 ， 已研制出主動液壓減振器的實驗樣機；然而，目前在國產(chǎn)轎車、微型車及其它各種車型上廣泛使用的仍舊是普通雙筒液壓減振器。 國外先進工業(yè)化國家減振器的發(fā)展也經(jīng)歷了一個從落后到先進的曲折過程，其懸架減振器的結(jié)構(gòu)型式在不斷地改進，性能也在不斷地提高。目前，國外先進工業(yè)化國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)過多年的發(fā)展已占有相當(dāng)大的市場比例，可 調(diào)減振器及自適應(yīng)減振器也已有商品車出現(xiàn)。無論采用那種結(jié)構(gòu)，減振器都是朝著；各種高頻激振的阻尼力自動控制、無極調(diào)整阻尼力機構(gòu)以及減振器溫度 特性的進一步改善，尤其是改善減振器的外特性和降低噪聲方向發(fā)展。目前，在國外先進工業(yè)化國家主動懸架系統(tǒng)及自適應(yīng)減振器是車輛懸架特性和減振器外特性方面的重大變革。 根據(jù)國外先進工業(yè)化國家液壓減振器的發(fā)展經(jīng)歷，并結(jié)合我國汽車行業(yè)的具體情況（以中、低檔汽車為主），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成為國產(chǎn)液壓減振器的下一個發(fā)展方向。在目前的液壓減振器國 產(chǎn)化進程中，正在把充氣式液壓減振器的生產(chǎn)實踐和研究提到日程上來，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間在我國目前仍處于起步階段，其理論研究及生產(chǎn)實踐同國外先進工業(yè)國家相比較有較大差距，有待各科研機構(gòu)，大專院校及企業(yè)作進一步 的研究開發(fā)工作，以縮短同國外同行的差距。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 減振器試驗臺的設(shè)計方案 汽車減振器試驗臺是汽車減振器普遍使用的設(shè)備，試驗時，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與其試驗行程中點相同。試驗行程大小通過調(diào)整試驗臺曲柄連桿機構(gòu)的曲柄長度來實現(xiàn)，同時要求位移傳感器的輸出零點與試驗行程中點相對應(yīng)。因此，在試驗臺使用時需要進行測力系統(tǒng)標定、位移測試系統(tǒng)標定、試驗行程及中點校準標定、試件安裝尺寸及位置校準。 在參考國內(nèi)外有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，充分利用現(xiàn)有的實驗條件，重點從以下幾個方面開展論文工作： (1)介紹減振器的工作原理和作用，分析減振器及其試驗研究的現(xiàn)狀，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有試驗規(guī)范和試驗臺存在許多不合理之處，提出新的試驗方案 。 (2)比較減振器常見的幾種節(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)計一套全新的減振器試驗臺，將現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)和測控技術(shù)應(yīng)用于試驗臺，提高自動化程度及其性能，并進行仿真，以確定各參數(shù)對系統(tǒng)性能的影響 。 (4)減振器試驗臺測控系統(tǒng)軟硬件設(shè)計。討論 Win32 環(huán)境下實時軟件開發(fā)的要點和難點，并分別予以實現(xiàn)，然后， 通過對減振器試驗，分析試驗結(jié)果，得出試驗結(jié)論 。 (5)數(shù)字信號處理及其抗千擾設(shè)計，對強干擾源加強軟硬件信號處理。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第二章 減振器試驗臺的方案分析 減振器試驗臺 結(jié)構(gòu)與原理 汽車減振器試驗臺是汽車減振器普遍使用的設(shè)備，試驗時，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與其試驗行程中點相同。 減振器試驗臺主要分為機械式和液壓式，機械式結(jié)構(gòu)簡單，安裝簡潔，液壓形式比較平穩(wěn)。 如圖 所示 ,該速度臺屬單動臺 ,高速電機經(jīng)減速箱減速后 ,電機帶動連桿機構(gòu)對工作臺激振 ,減振器套筒固定在工作臺上 ,活塞桿則與頂梁聯(lián)接。因此通過工作 臺在垂直方向往返運動 ,便可對套筒激振。減振器工作的情況通過活塞桿上的力傳感器和工作臺上的位移傳感器分別記錄阻尼力和位移 ,位移信號經(jīng)微分處理后可得速度信號 ,由此可測得減振器的速度特性曲線及示功圖 ,故該曲柄連桿機構(gòu)的動平衡是確保該試驗臺精度的一個重要方面。 圖 試驗臺結(jié)構(gòu)簡圖 1電機與蝸輪 2上梁 3力傳感器 4活塞桿 5套筒 6導(dǎo)軌 7活動平臺 8位移計 9中梁 10曲柄連桿機構(gòu) 11立柱 12電 機及減速箱 13底座 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 通用減振器試驗臺 圖 為典型的微機測控汽車減振器性能試驗臺測試系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)為雙立柱形式，由機械和測試系統(tǒng)兩部分組成。測試系統(tǒng)如圖 23 所示。 這種試驗臺結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，占地面積小。隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，以及人們對汽車平順性的要 求日益提高，要求汽車減振器的性能越來越高。在研究和生產(chǎn) 實際工作中發(fā)現(xiàn)試驗臺已經(jīng)不能滿足減振器測試精度的要求。下文為對部分環(huán)節(jié)作誤差分析，目的是改善提高測試精度。 圖 圖 減振器試驗臺測試系統(tǒng) 測試系統(tǒng)誤差來源分析 減振器試驗臺測試系統(tǒng)如圖 所示，按誤差產(chǎn)生的機理，測試系統(tǒng)各組成部分在測試過程中都會引入不同的誤差，這些誤差再通過一定的傳遞而形成系統(tǒng)的總誤差。減振器試驗臺測試系統(tǒng)的誤差分可分為隨機誤差和系統(tǒng)誤差兩部分。測試信號在進入系統(tǒng)之前 ,由于外界干擾和測試環(huán)境的因素 ,本身已經(jīng)帶有噪聲 ,即誤差?？紤]到干擾和測試環(huán)境的隨機性 ,可認為信號 自帶的誤差為隨機誤差。測試信號作為輸入信號進入系統(tǒng)后 ,經(jīng)過一系列變換轉(zhuǎn)變?yōu)檩敵鲂盘枺瑫r還包含了兩方面的誤差：一是輸入信號的誤差經(jīng)系統(tǒng)傳遞函數(shù)轉(zhuǎn)換而來；二是系統(tǒng)中 本科生畢業(yè)設(shè)計（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。針對構(gòu)成測試系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)，將測試系統(tǒng)誤差歸納如圖 所示。 圖 減振器試驗臺測試系統(tǒng)誤差構(gòu)成 由圖 可以看出，測控系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差由機構(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。 機械部分誤差 分析 機構(gòu)誤差理論上應(yīng)包括電機調(diào)速精度、電機轉(zhuǎn)速精度以及機械傳動誤差。在車輛懸架減振器的性能檢測中，國內(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)。實現(xiàn)諧波激勵的結(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)。從運動學(xué)上講，前者實現(xiàn)嚴 格的諧波運動。后者則實現(xiàn)近似的諧波運動，但后者由于結(jié)構(gòu)簡單，慣性力小，便于調(diào)整而被優(yōu)先采用。本文所研究的對象，通用減振器試驗臺的激勵部分就是采用曲柄 — 連桿結(jié)構(gòu)。由于曲柄和 連桿的比值不同，則激勵的位移與速度的波形也有所不同，激勵波形的差異將使試驗結(jié)果的可比性下降。這對于可變行程激勵試驗臺尤為重要。為此應(yīng)在分析試驗臺機構(gòu)誤差的基礎(chǔ)上，采取適當(dāng)?shù)难a償措施，以達到測試精度的要求。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 第三章 電動機和減速器的選擇 電動機的選擇 電動機的選擇內(nèi)容包括選擇電機的種類、電機的形式、電機的額定電壓、電機的額定轉(zhuǎn)速及電機的額定功率的計算。 對于連續(xù)運行，負載平穩(wěn)，對啟動、制動沒有特殊要求的生產(chǎn)機械，應(yīng)優(yōu)先采用普通鼠籠異步電動機，它廣泛用那用于各種機床、水泵和風(fēng)機等。 電動機常見的防護型 式有開啟式、防護式、封閉式和防暴式，封閉式電機又分為制冷式、強制通風(fēng)式和密閉式。前兩種電機能防止來自任何方向的水滴或異物侵入，灰塵和潮氣也不宜進入，使用于潮濕、多塵土、易受風(fēng)雨侵襲、有腐蝕性蒸汽或氣體的各種場合，密閉式電機常用于浸在液體（水或油）中的生產(chǎn)機械，例如潛水電泵等。 電動機類型的選擇