【正文】 。 泄露流量與前所述具有同樣的重要性并且通過活塞和外套筒間相同的軸對稱的缺口。這項研究中使用的減振器測力計是一個 Roehrig 2VS。對力和速度給出常規(guī)的注釋是重要的。圖 4 中所示的滯后作用是當速度增大和速度降低時的力的差異。減振器充分延伸，并且開始速度為零。過了點 3，復原行程立即開始，伴隨著速度的不斷增大。這個曲線是減振器參數(shù)化后所有的機械設備被用來測量和測繪力 位移曲線的結(jié)果。在一個實際減振器的 FV 圖像中滯后作用導致減振器產(chǎn)生像彈簧的力。 Tanner Gen 2 質(zhì)量輕，價格相對便宜，并且可以通過內(nèi)部調(diào)節(jié)取得理想的阻尼力。活塞如圖 9 所示。這些閥片擁有與鋼幾乎相同的彈性模量和泊松比，但是它們的質(zhì)量要輕得多。這是一個很實際的考慮，因為全閉活塞是容易辨認的。標記 0 圈的位置等效于一個全閉的常通孔。 Tanner 賽車產(chǎn)品的一套閥片組的一個單獨閥片也可以使用。 活塞和閥片的設計用來控制活塞孔液流，允許這部分制造時成本比其他賽車低得多。它是一個充氣的單筒構(gòu)造，里面有一個浮動活塞將氣室和油腔分割開來。在 FV 圖像中是一個橢圓（見附錄 A）。 其它的有時被用到的表 征減振器工作狀態(tài)的圖像是力 位移圖像。點 3 標志著壓縮行程的結(jié)束。這些是減振器運動中的關(guān)鍵點。有一段速度接近于零的區(qū)域，那里的情況并不真實。 圖 4 顯示了全過程的力 速度曲線，包括壓縮行程和復原行程。 既然在任何汽車或賽車中的減振器活塞速度一直處于不斷變化的狀態(tài)，這 就很難定義和解釋減振器的工作情況。閥內(nèi)液流通過壓縮閥片上適當?shù)目撞⒁饓嚎s腔內(nèi)復原閥片的變形。在復原行程中，活塞桿在充滿油液的套筒中被撤回，從而引起油液從復原腔流入壓縮腔。壓縮閥片，位于復原腔，根據(jù)活塞的速度限制液流的流通面積。常通孔在低速減振中起首要作用因為這個孔常開，與活塞速度無關(guān)。在壓縮行程中， Pc 大于 Pr，這個壓力差使油液由壓縮腔進入復原腔，并產(chǎn)生阻尼力。氣室中的壓力用 Pg 表示。這兩個行程每一個都將被單獨試驗。 活塞與活塞桿相連，活塞桿通過一個用來保持油液的密封裝置。一個裝配完全的減振器被分為三個壓力腔：氣室、復原腔和壓縮腔。 不同類型的減振器的另一個主要區(qū)別時其外部適應性的特征。關(guān)于這些圖形的更詳細的描述將在這一部分給出。閥片組的撓度由一個力平衡方程計算出并且與流通阻力相關(guān)。 6. 仿真的輸入、輸出信號 為了分析的方便性，油氣懸架輸入激勵信號采用正弦信號，其表達式為 πft2sinπfA2)( ??tv πft)2co s1(A)( ??tx A 正弦信號的幅值 f 正弦信號的頻率 t 時間 根據(jù)車輛典型的信號頻率變化，選擇仿真輸入信號的頻率 在 ~15Hz，幅值在5mm~50mm 之間進行同一頻率、不同幅值和同一幅值、不同頻率的仿真計算。 MATLAB 是由美國 The MATH WORKS Inc．開發(fā)的被稱為第四代計算機語言的數(shù)學軟件，具有數(shù)值計算功能、符號計算功能、數(shù)據(jù)可視化功能等。由于數(shù)學模型是一組復雜關(guān)系、相互聯(lián)系的方程，采用數(shù)學解析方法是難以求得其解。 圖 6 短孔型節(jié)流孔的流量系數(shù) 4. 蓄能器及其氣體多變指數(shù)的確定 1 殼體 2 提升閥 3 皮囊 4 充氣閥 圖 7 液 — 氣皮囊式蓄能器結(jié)構(gòu)圖 在快速加載時，把蓄能器內(nèi)氣體變化看成一個絕熱過程；而在緩慢加載時，把蓄能器內(nèi)氣體變化看成一個等溫過程。短孔的平均流量系數(shù) 0 按以下經(jīng)驗公式得到 ： ])([ ????ed RdLC 50/ ?? LRd e （ 6） ][ ????ed RdLC 50/ ?? LRd e (7) 式中 L 節(jié)流孔的長度 d 節(jié)流孔的直徑 eR 液體在節(jié)流孔內(nèi)流動時的雷諾數(shù)。下圖是根據(jù) 簡化后的油氣懸架物理模型。由于懸架缸同空氣彈簧、鋼質(zhì)螺旋彈簧一樣，只能承受軸向載荷，所以油氣懸架中必須設置縱向和橫向拉桿或者斜向推拉桿系組成導向機構(gòu)來傳遞牽引力和制動力等。 油氣懸架的阻尼力與懸架缸 II 腔截面積 2A 的三次方成正比，說明其面積值對懸架阻尼力的影響大。 plot(r(1:n),y) 求的撓度曲線： 最大撓度 ymax 為 ，即 。 C8=*(1miu^2)*(a/bb/a)。 F3(i)=b/4/r(i)*((b/r(i))^2+1)*log(r(i)/b)+(b/r(i))^21。 t=。 Ay = 01A + 02A + tA = Af = 01A + tA = 3. 減振器伸縮范圍的確定 減振器自由狀態(tài)下，承受載荷為 0，活塞桿可拉伸的最大長度 maxL = 減振器承受最大載荷時，活塞桿被推至限位處，此時減振器長度 minL = ΔL = maxL minL =128mm== 4. 活塞閥片變形與阻尼力的關(guān)系 圖 3 活塞閥片受力與變形 根據(jù)《羅氏應力應變公式手冊》中關(guān)于環(huán)形圓板模型受力及應變的關(guān)系，來求本文中活塞閥片在阻尼力作用下的變形： 環(huán)形圓板受力及應變模型 環(huán)形圓板的撓度 y 為： 本文中活塞閥片的受力狀況符合外邊自由，內(nèi)邊固定的模型： 其中： 查表可得公式： 運用 MATLAB 求撓度 y，假定活塞閥片單位面積受力 q 為 25 /105 mN?? ，程序代碼： %r:被計算量的徑向位置； r0:該均布載荷的 起始位置處的徑向位置； %t:板厚； D:平板常數(shù)； miu:泊松比； E:彈性模量； % y 的閥片的法向撓度； yb=0。 (2)油、氣的密封和控制闊的閉鎖控制密封性要求高，因而加工精度要求高， 裝配 要求高。 (5)油氣懸架可以實行剛性閉鎖 (油液可壓縮性比較?。烧J為是剛性懸架 )，可使車輛承受太的載荷并能緩慢移動。 油氣懸架的結(jié)構(gòu)目前已經(jīng)發(fā)展 成單氣室油氣分離式、取氣宣油氣分離式和油氣混臺式等多種商品化型式一油氣懸架的結(jié)構(gòu)最先應用在德國和日本的重型車輛上 虬后逐步推廣應用到軍用特種車輛、工程機械等車輛上。缺點：能耗大、所需傳感器多、成本高 。 獨立懸架的特點是： (1)車輛非懸掛質(zhì)量減小，乘座舒適性得到 改善； （ 2）在懸架彈性元件一定的變形范圍 內(nèi)，兩側(cè)車輪可以單獨運動，互不影響， 有助于消除前輪擺振的不良現(xiàn)象 ； （ 3）在結(jié)構(gòu)上便于實現(xiàn) 車輛重心降低，提高車輛行駛穩(wěn)定性； 獨立懸架也存在結(jié)構(gòu)復雜，制造成本高；保養(yǎng) 、維修困難， 輪胎磨損較大等 缺陷。 典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、導向機構(gòu)以及減震器等組成，個別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、橫向穩(wěn)定桿等。根據(jù)道路縱斷面平度測量數(shù)據(jù)的表示方法和路面分級標準，國家標準 GB70386《車輛振動輸入路面平度表示方法》把路面按照功率譜密度分為 A B C D E F G H 八級。 汽車懸架的功用 和組成 懸架 的主要作用有以下幾個方面： ； ，即控制高度、俯仰運動及側(cè)傾運動； ，使路面不平對車輪的作用力得到過濾和隔阻，不直接傳遞給車身，保持駕駛?cè)藛T的乘坐舒適性； ； 。 懸架是連接車架和車軸 (橋 )之間的所有元件的總成，通常意義上是由彈簧裝置、減振器和導向機構(gòu)等三部分元件組成。把輪胎也作為一級減振元件考慮，又可以把剛性懸架分為有輪胎減振的剛性懸架和無輪胎減振的剛性懸架。 (2)保養(yǎng)維修方便。懸架缸內(nèi) 部的節(jié)流孔、單向閥等，代替了通常的減振器元件，構(gòu)成的油氣懸架集彈性元件 (通過渡體支承 )和減振器功能下一體，形成一種獨特的懸架系統(tǒng)。 (2)油氣懸槊具有非線性、變剛度和剛度漸 增 (減 )性的特性，可以實現(xiàn)平坦路 面 (懸架動行程小，剛度小 )行駛平順，劣質(zhì)路面或非公路路面時 (懸架動行程大 ， 剛度大 )吸收較多的沖擊 能 量， 能 使車輛保持一定的行駛速度。 (7)各油氣懸架通過橫向連通或縱向連通，或者縱橫同時連通可以改善車輛的側(cè)傾運動(roll)和俯仰 運動 (Dltoh)。但油氣懸架的結(jié)構(gòu)型式已同主動 懸架相似，部分功能也達到了只有主動懸架才能達到的功能，如車身高度調(diào)整對提高車輛通過性和改善行駛性能是非常重要的 (其它結(jié)構(gòu)型式的被動懸架無法實現(xiàn) )，體現(xiàn)了夜 壓技術(shù)在油氣懸架上應用的特點。Qa=0。 D=E*(t^3)/12/(1miu^2)。 %rr0。 L14=1/16*(1(r0/a)^44*(r0/a)^2*log(a/r0))。這同傳統(tǒng)上假定認為的阻尼力與速度呈線性關(guān)系的情況相差較大，為了有針對性地進行比較，對公式 (4)、 (6)進行線性化，可以確定一個平均阻尼系數(shù)。 懸架缸直徑和活塞桿直徑這二個基本參數(shù)確定以后，節(jié)流孔面積和單向閥的有效過流面積則是油氣懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)設計中需要著重研究和考慮的二個重要參數(shù)。為了能對油氣懸架的性能進行描述和評價，需要把油氣懸架抽象、簡化成物理模型，然后根據(jù)物理模型， 應用 剛體力學理論．建立油氣懸架的動力學數(shù)學模型。 油氣懸架活塞桿的輸出力方程 ： 1122 APAPF ???? （ 1） 式中： F 油氣懸架活塞桿輸出力 1P I 腔油液壓力 2P II 腔油液壓力 1A I 腔截面積 2A II 腔截面積 根據(jù)節(jié)流小孔理論 ， 流經(jīng)阻尼孔和單向閥的節(jié)流孔流量方程 ： )(}))](2121([CQρ{210201d112 vs ig nvs ig nAAPP ????? （ 2） ρ 油液密度 01A 阻尼孔面積 02A 單向閥有效過流面積 dC 流量系數(shù) v 缸簡相對于活塞的輸入速度 1Q 通過阻尼孔和單向闊的流量，且 1Q 由下式表示 ： vA?? 21Q （ 3） 蓄能器內(nèi)氣體狀態(tài)方程： rssr VPVP ??? （ 4） 令活塞從靜平衡位置向上移動距離 x，蓄能器內(nèi)氣體體積為： V= Vs+ xΔA ? （ 5） 3. 流量系數(shù) dC 的確定 按照圖 4 所示的物理模型， II 腔與 III 腔之間的節(jié)流孔通常是直徑為 d 的小孔，如下圖 5 所示： 圖 5 短管型節(jié)流孔 考慮活塞桿的強度和穩(wěn)定性剛度，其壁厚需要一定的厚度；為了工藝簡單，通常采用直通孔作為節(jié)流孔。一般來說， eR 2300 為層流， eR 2300 則為紊流。 通過 對隨時間和溫度的油氣懸架系統(tǒng)進行了理論研究和試驗研究。所編制的計算機仿真程序和仿真結(jié)果的正確性，還需經(jīng)過試驗驗證和實踐的檢驗。軟件編程及運行均基于 WINDOWS 環(huán)境。同時以 I 腔、 II 腔壓力、蓄能器內(nèi)氣體壓力等中間值輸出，以便與試驗測試值對比，有利于確定正確的試驗數(shù)據(jù)，對試驗有指導作用。應用一個震動測力計使模型與真實的減振器數(shù)據(jù)聯(lián)系起來以驗證準確性。眾所周知，一個彈簧振子系統(tǒng)在沒有能量耗散時會做永久的簡諧振動，其中彈簧與振子的勢能與動能分別地相互轉(zhuǎn)化。相反地，在賽車中使用的減振器通常有一定程度的可調(diào)節(jié)性。減振器中應用最多的氣體是氮氣，因為其不與油液發(fā)生反應。這個密封裝置將壓縮腔與復原腔分隔開來。由于油液具有很強的不可壓縮性，活塞桿進入復原腔，復原腔和壓縮腔中油液和活塞桿的體積之和必然增大。氣體彈簧效果是與活塞速度無關(guān)的，但與位移十分相關(guān)，并與加速度有微弱的關(guān) 聯(lián)。常通孔流通路徑開始于壓縮腔活塞桿的終點處，結(jié)束于復原腔活塞一面的活塞桿處?；钊琢魍窂接蓧嚎s閥片或閥片組控制。 第三條流通路徑是在活塞與套筒內(nèi)壁之間密封裝置的泄露。前面討論的所有的閥，常通孔和泄露孔仍然存在，只是方向與原來相反。只有方向復原行程與壓縮行程是相反的。這種減振器測力計是施加一個按正弦規(guī)律變化的位移。壓縮行程中速度是負的，而復原行程中，減振器度增大，速度是正的。也就是說，當減振器加速和減速時其產(chǎn)生不同力是不同的。從點 1 至點 2 減振器速率不斷增大，進行的是壓縮行程。在點 4，復原行程的力達到峰值，位移再次變?yōu)榱?，所以減振器擴張至復原行程的一半。 圖 7 全過程力 位移特性 FD 圖像使用慣用的力符號，壓縮時為正，復原時為負。 二、文獻回顧 進行文獻回顧有兩個主要目的