【正文】 ， ? 30， ? 32， ? 40， 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 ? 50， ? 65mm。通常車輛不發(fā)生懸架擊穿 的極限速度在 左右，設(shè)減振器振動速度為 。 P—— 工作腔壓力 (Pa)。 活塞桿技術(shù)要求 活塞桿材質(zhì) 選擇 45 鋼，表面鍍 以上的硬鉻 。故活塞桿最細處應(yīng)大于 。 活塞桿細長比 LK ＜ 20 時，可按純壓縮計算，在實際設(shè)計中要保證活塞桿承受的壓縮力 P＜ KkPn （ 222） 式中 kn —— 安全系數(shù)取 2 4。 當(dāng)活塞桿細長比 LK ＞ mn 時，其臨界載荷為 22K n EJp L?? （ 217） 式中 ： Kp —— 活塞桿縱向彎曲破壞的臨界載荷 (N)； n—— 末端條件系數(shù) n=1 （ 218） J —— 活塞桿截面的轉(zhuǎn)動慣量 ( 4m )； 464dJ ?? ( 4m ) （ 219） d—— 活塞桿直徑； 圖 23 減振器彎曲 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 15 L—— 減振器最大拉伸長度時 上下安裝點距離 L=560mm K—— 活塞桿斷面回轉(zhuǎn)半徑 (m)。 12z GFK? 22??= （ 216） 式中 :K 一一動載荷系數(shù)，對于轎車， K 取 ；對于貨車， K 取為 ；對于越野車， K取為 。此時內(nèi)、外輪上的總側(cè)向力 1iG? ，外輪上的垂直反力 0zF 和內(nèi)輪上的垂直反力 zjF 分別為 : 0 1 120 .5z ghFG B ????????? 8202 7 4 1 0 .6 0 .5 11470??? ? ? ?????= （ 212） 0 2 0zj z zF F G F? ? ?（ ）= （ 213） 式中， gh —— 汽車質(zhì)心高度； 2B —— 輪距； 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 14 1? —— 側(cè)滑附著系數(shù)，計算時取 1。 （ 1） 縱向力 xF (牽引力或制動力 )最大，側(cè)向力 yF =0，此時地面對車輪的垂直反力 112z mGF ? ?? = （ 210） 式中： 1m 一一負荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，可取 ； 1G 一一 后 軸 滿載 負荷 (N)= xzFF?? （ 211） 式中， ? —— 路面附著系數(shù)，驅(qū)動時可取 ，制動時極限狀態(tài)可達 。可按式（ 23）計算，懸架振幅為 0 cm? 懸架質(zhì)量垂直振動速度 V 為 /V cm s? 懸架垂直振動速度 V 下的額定復(fù)原阻力為 ? 額定壓縮阻力為 ? 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 13 減振器受力分析 對于非獨立懸架，如鋼板彈簧懸架、減振器只承受阻尼力，受力狀況 比較簡單，而對于獨立懸架，減振器除承受阻尼力外，還將承受側(cè)向力等，受力狀況比較復(fù)雜， 本次設(shè)計題目為貨車減震器設(shè)計，因選用鋼板彈簧非獨立懸架，現(xiàn)對 減振器受力情況作一分析。它與緩沖彈簧并聯(lián)安裝（參見圖 22），按阻尼匹配原則要求的阻尼比為 ~ ? ? （ 26） 對于越野車輛或戰(zhàn)車，懸架結(jié)構(gòu)為獨立螺旋彈簧懸架，減振器復(fù)原行程阻尼系數(shù) fr 一般為 c( ~ )f??? （ 27） 按式（ 26）式， 此 懸架復(fù)原（伸張）行程的阻尼系數(shù) cc0. 25 12 61 1. 94 /f NS m? ? ??? ? ? ? 現(xiàn)代車輛大部分均采用雙向作用筒式減振器。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 12 按計算式（ 23），懸架質(zhì)量 M 的振幅是阻尼比 ? 和頻率 ? 的 函數(shù)。對于粘性阻尼，其振幅 0f 由下式計算 0 2 2 2(1 ) ( 2 )cff ? ? ?? ? ? ? ? （ 23） 式中： ? — 頻率比； 為避免車輛懸架產(chǎn)生共振現(xiàn)象， ? 應(yīng)符合下列規(guī)定 0 2rnn??? ? — 阻尼比 ； 由下式計算 crr?? （ 24） cr — 臨界阻尼系數(shù)。 圖 21 車身單質(zhì)量系統(tǒng)模型 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 車身垂直位移坐 標 z 的原點取在靜力平衡位置，根據(jù)牛頓第二定律，得到描述系統(tǒng)運動的微分方程為 : 0Mx yx Kx? ? ? （ 21） 式中： M — 懸架質(zhì)量或簧載質(zhì)量； y — 減振器阻尼系數(shù)； x — 懸架質(zhì)量垂直振動加速度； x — 懸架質(zhì)量垂直振動速度； x — 位移量； K — 懸架剛度；由下式計算 MK x? （ 22） 為了便于分析，可將 此貨車 車懸架結(jié)構(gòu)簡化為圖 22中： 圖 22 減振器安裝位置圖 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 a — 兩減振器與驅(qū)動橋連接端距 離 , 940mma? ； n — 兩鋼板彈簧中心線距離， n =1000mm b — 兩車輪輪距 ， 1470mmb? ； ? — 安裝角；減振器中心線與鉛垂線的夾角 ， 10???； mP — 車輛滿載時的懸架（簧載）載荷 ， ? ； cf — 懸架靜變形 ， cf ＝ ； 固有頻率、阻尼系數(shù)及阻尼比 車身（或懸架）振動固有頻率 0 HZ? 。 為懸架系統(tǒng)配置適當(dāng)?shù)臏p振器，實際上就是根據(jù)懸架系 統(tǒng)的振動特性，匹配適當(dāng)?shù)臏p振器外特性，因此研究減振器的外特性設(shè)計，首先要研究汽車及懸架系統(tǒng)的振動特性，同時它也是進行減振器試驗的理論依據(jù)。全主動懸架以一個液壓缸代替彈簧和減振器，液壓缸的阻尼力和位移是通過將反饋回來的代表車身的絕對速度，以車身與路面之間的相對位移的電信號輸入到一個控制液壓缸的伺服閥而實現(xiàn)的。研究成果已在一些高級轎車上得到了應(yīng)用。 電控減振器 目前廣泛采用的液力減振器屬于被動型減振器，減振器結(jié)構(gòu)及參數(shù)一經(jīng)確認，它的阻尼特性也就隨之固定了。伸張和壓縮過程可以共用一個阻尼通道。而當(dāng)撤去外加電 場后，又可在瞬間內(nèi)恢復(fù)到液態(tài)。 1氣室 ； 2空心連桿 ； 3彈簧 ； 4柱塞桿 ； 5柱塞 ； 6活塞 ； 7節(jié)流孔 圖 15 充氣式減振器 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 電液減振器 如圖 16所示為自適應(yīng)式減振器示意圖，它是采用電流變體智能材料來實現(xiàn)調(diào)節(jié)阻尼力大小的。反之，當(dāng)汽車載荷減小時，柱塞上移，增大了節(jié)流孔的通道截面積，從而減小了阻尼力，因此達到了隨汽車載荷的變化而改變減振器阻力的目的。同時也可防止汽車停車時減振器不用，油液泄漏使得空氣進入工作缸內(nèi)而產(chǎn)生所謂的“早晨病” 阻力可調(diào)式減振器 如圖 15所示為阻力可調(diào)式減振器示意圖，裝有這種減振器的懸架系統(tǒng)采用了剛度可變的空氣彈簧，其工作過程是，當(dāng)汽車的載荷增加時，空氣囊中的氣壓升高，則氣室內(nèi)的氣壓也隨之升高，而膜片向下移動與彈簧 3產(chǎn)生的壓力相平衡。圖 14 所示減振器只是在貯液筒內(nèi)充 lMPa 的氮氣，當(dāng)活塞桿向外抽出時，高壓氣體就壓迫貯油缸下部的油液通過補償閥進入工作缸內(nèi)。 這種充氣式減振器的優(yōu)點是 : 長度較長，對于活塞桿直徑大、行程大 (即貯油缸容積變化大 )的減振器不太適合。 這種充氣式減振器的優(yōu)點是 : （ 1）結(jié)構(gòu)簡單，成本低。使工作活塞的上腔與下腔之間產(chǎn)生油壓差，壓力油便推開壓縮閥或伸張閥而來回流動，從而產(chǎn)生拉伸或壓縮阻尼力。此二閥均由一組厚度相同，直徑不等，由大到小而排列的彈性閥片組成。浮動活塞上裝有大斷面的 O形密封圈，它把油和氣完全分開。其結(jié)構(gòu)特點是在缸筒的下部裝有一個浮動活塞 2，在浮動活塞與缸筒一端形成的密閉氣室 1中，充有高壓 (2 3MPa)的氮氣。 充氣式減 振器 充氣式減振器是 60 年代以來發(fā)展起來的一種新型減振器，按結(jié)構(gòu)分為單筒式、雙筒式，按工作介質(zhì) (油和氣 )貯存方式分為油氣分開式和油氣混合式。因此，比較完善的阻尼器大多 做成雙筒結(jié)構(gòu)，可克服上述單筒阻尼器之不足，提高阻尼性能。單筒阻尼器雖然也可能使之具有雙向作用，但同時會帶來一些不良的副作用。復(fù)原速度越大，節(jié)流孔的節(jié)流作用也越大，形成的復(fù)原阻力也越大。由于閥片很易開啟，活塞上過油孔的流通截面又較大，無明顯節(jié)流作用，故壓縮行程時的液壓阻力很小。 這種阻尼器屬單向作用式阻尼器，僅在復(fù)原行程時產(chǎn)生阻尼力。裝配時，在油缸中注入適量減振油液，使油液保持在適當(dāng)高度并在油缸上腔保持一定量的空氣。在組裝情況下，彈簧受小量預(yù)壓縮，以保證減振器總成張緊和穩(wěn)固。懸架彈簧 1 與單筒阻尼器 2套裝在一起。這就保證了減振器在伸張行程內(nèi)產(chǎn)生的阻尼力比壓縮行程內(nèi)產(chǎn)生的阻尼力大得多。這樣，可使減振器及懸架系統(tǒng)的某些零件不會因超載而損壞。當(dāng)車輪向下運動速度不大 (即活塞向上的運動速度不大時，油液經(jīng)伸張閥的常通孔隙 (圖上未畫出 )流入下腔，由于通道截面積很小，便產(chǎn)生較大的阻尼力，從而消耗了振動能量，使振動迅速衰減。這樣，油壓和阻尼力都不致超過一定限度，以保證壓縮行程中彈性元件的緩沖作用得到充分發(fā)揮。此時多余部分的油液便經(jīng)一些常通的縫隙，流回儲油缸。 壓縮閥的節(jié)流阻力應(yīng)設(shè)計成隨活塞運動速度而變化。同樣，由于活塞桿的存在，自上腔流來的油液還不足以充滿下腔所增加的容積，下腔內(nèi)產(chǎn)生一定的真空度，這時儲油缸中的油液便推開補償閥 7流入下腔進行補充?；钊锨挥蛪荷?，流通閥 8關(guān)閉。 伸張行程 ： 當(dāng)車輪滾進凹坑或滾離凸起時，車輪相對車身移開，減振器受拉伸。由于上腔被活塞桿 1占去一部分，上腔內(nèi)增加的容積小于下腔減小的容積，故還有一部分油液推開壓縮閥 6，流回貯油缸 5。 1活塞桿； 2工作缸筒； 3活塞； 4伸張閥；5儲油缸筒； 6壓縮閥； 7補償閥； 8流通閥； 9導(dǎo)向座； 10防塵罩； 11油封 圖 11 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 壓縮行程 ： 當(dāng)汽車車輪滾上凸起或滾出凹坑時，車輪移近車架 (車身 )，減振器受壓縮，減振器活塞 3下移。壓縮閥和伸張閥是卸荷閥，其彈簧剛度較大，預(yù)緊力較大，只有當(dāng)油壓增到一定程度時，閥才能開啟，而當(dāng)油壓降低到一定程度時，閥即自行關(guān)閉。 雙 作用 式減振器 雙向作用筒式減振器一般都具有四個閥 (圖 11)，即壓縮閥 伸張閥流通閥 8 和補償閥 7。汽車上基本上全部采用雙筒式。由于筒式減振器具有質(zhì)量小、性能穩(wěn)定、工作可靠、適合于大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，所以已成為汽車減振器的主流。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 減振器的主要結(jié)構(gòu)型式及工作原理 目前汽車上用的 減振器 按其結(jié)構(gòu)可分為搖臂式和筒式，按其作用原理可分為單向作用式和雙向作用式。 由于伸張閥彈簧的剛度和預(yù)緊力設(shè)計的大于壓縮閥，在同樣壓力作用 下，伸張閥及相應(yīng)的常通縫隙的通道載面積總和小于壓縮閥及相應(yīng)常通縫隙通道截面積總和。 (2) 在懸架伸張行程中，減振器阻尼力應(yīng)大，迅速減振 。 (1) 在壓縮行程，減振器阻尼力較小，以便充分發(fā)揮彈性元件的彈性作用，緩和沖擊。 減振器與彈性元件承擔(dān)著緩沖擊和減振的任務(wù)，阻尼力過大，將使懸架彈性變壞，甚至使減振器連接件損壞。此時孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內(nèi)摩擦對振動形成阻尼力，使汽車振動能量轉(zhuǎn)化為油液熱能，再由減振器吸收散發(fā)到大氣中。 design。 suspension。 關(guān)鍵詞 ： 貨車 ； 懸架 ； 減振器； 設(shè)計； 匹配。減振器的阻尼力越大，振動消除得越快，但卻使并聯(lián)的彈性元件的作用不能充分發(fā)揮，同時，過大的阻尼力還可能導(dǎo)致減振器連接零件及車架損壞。 這種減振器 作用原理是當(dāng)車架與車橋做往復(fù)相對運動時，減振器中的活塞 在鋼桶內(nèi)也做往復(fù)運動，則減振器殼體內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個內(nèi)腔通過一些狹小的孔隙流入另一內(nèi)腔。減振器太軟，車身就會上下跳躍，減振器太硬就會帶來太大的阻力，妨礙彈簧正常工作。 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 減振器主要用來抑制彈簧吸振后反彈時的振蕩及來自路面的沖擊。在經(jīng)過不平路面時，雖然吸振彈簧可以過濾路面的振動，但彈簧自身還會有往復(fù)運動，而減振器就是用來抑制這種彈簧跳躍的。 本次設(shè)計題目為輕型貨車減振器設(shè)計， 考慮輕型貨車的用途主要是用來運輸貨物，所以本設(shè)計的減振器首先考慮需要滿足載重量的需要，在滿足貨車載重量的前提下設(shè)計，本次設(shè)計 采用的方案為 雙作用式 液力減振器。此時，孔壁與油液間的 摩擦 及液體分子內(nèi)摩擦便形成對振動的阻尼力，使車身和車架的振動能量轉(zhuǎn)化為熱能，而被油液和減振