【正文】 （ 332） 因此，流過復(fù)原閥的阻尼力為 : 39。A 為活塞的截面積， 2m 。 減震 液通過阻尼孔屬于薄壁小孔節(jié)流，根據(jù)式 (329)可得小孔兩端的壓差 與通過小孔的流量之間的關(guān)系式為 : .2 2 2 2 2 2 2/ 2( ) ( ) ( ) / 32 ( )AB f ni so fp Q A d d x t A? ? ? ? ?? ? ? ? （ 330） 因此小孔節(jié)流產(chǎn)生的局部阻尼力為 : .39。 BIQ 為排入 B 腔的總油量， ms3/s。 根據(jù)并聯(lián)流通路徑中總流量等于分流量之和原理，得到以下關(guān)系式 : .22( ) ( ) / 4A B ni soQ d d x t??? （ 329a） .2 ( ) / 4CB soQ d x t?? （ 329b） .2 ( ) / 4B I A B CB n iQ Q Q d x t?? ? ? （ 329c） 式中 : ABQ 為 A 腔排入 B 腔的油量， ms3/s。 數(shù)學(xué)模型的建立 由于摩托車筒式液壓阻尼減震器復(fù)原和壓縮行程是分別通過不同的節(jié)流閥產(chǎn)生阻尼力來衰減振動的，因此在建立圖 31 所示后筒式液壓減震器的數(shù)學(xué)模型時，應(yīng)分別討論。 B 腔不足部分油液由貯油筒的油液通過補償閥流入補充。當(dāng)振動速度進(jìn)一步增加時，壓縮阻力以及工作缸油壓大幅增長，流通閥開啟，油液經(jīng)此閥限壓卸荷，限制了壓縮阻力以及工作缸油壓的大幅度增長。 后筒式液壓減震器阻尼特性數(shù)學(xué)模型的建立 后筒式液壓減震器的工 作過程 圖 31 125 型摩托車后筒式液壓減震器結(jié)構(gòu)原理圖 圖 31 所示后筒式液壓減震器的工作過程可以簡述如下 : 壓縮行程 當(dāng)車輪受到激振力的作用向上運動時，推動貯液筒組件向上運動，活塞桿深入油缸，活塞靠近底閥， A 腔體積增大，形成真空度， B 腔體積減小，油壓增大。本文中，將減震器的運動位置固定后，是定容積的運動。本文 中，為了方便建立幾何模型，根據(jù)相對運動定律，我們假設(shè)只有減震器活塞 運動，減震液以一定的運動規(guī)律流過阻尼孔。在本文中，我們以減震器運動到某個位置時，該時刻筒內(nèi)流體的運動狀態(tài)作為研究對象。本文中，我們假設(shè)節(jié)流閥開啟到一定程度，并把它等效為小孔節(jié)流。 11 第三章 摩托車減震器阻尼特性分析 關(guān)于建模的一些假設(shè) 影響摩托車減震器性能的因素很多，減震器零部件的相對位移、運動速度、加速度以及減震器工作時的環(huán)境溫度，磨損情況、油液泄漏、油液粘度以及油液 在減震器內(nèi)的流動特性等都將對減震器的性能產(chǎn)生不同程度的影響。 總之，示功圖是阻尼器質(zhì)量檢驗的依據(jù)，又是阻尼器缺陷分析的第一手材料。此時阻尼器運行于壓縮終端的液壓限位區(qū)，理應(yīng)產(chǎn)生強勁的液壓緩沖阻力，防止阻尼器剛性碰撞，但對后阻尼器來說，這就是非正?，F(xiàn)象了，產(chǎn)生這類缺陷的原因是阻尼器內(nèi)油液過多所致，特別當(dāng)阻尼器溫度升高，油液膨脹后，此類現(xiàn)象更常遇到。當(dāng)阻尼器內(nèi)油液不足時也常導(dǎo)致這種現(xiàn)象的產(chǎn)生。 圖 25(e)是壓縮行程有空程，特點是壓縮行程初期無壓縮阻力，運行一定距離后，壓縮 阻力才能建立。 圖 25(d)復(fù)原行程有空程，這類示功圖表現(xiàn)為復(fù)原行程初期無阻力，運行一定距離后阻力才建立。摩擦阻力一般要小于技術(shù)要求值，但若達(dá)到與技術(shù)要求接近，則說明該阻尼器摩擦阻力過大 ，不能適應(yīng)摩托車的需要。 圖 25（ b） 表示壓縮阻力過小，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因可能是壓縮節(jié)流孔偏大 ；阻尼器內(nèi)泄漏嚴(yán)重 ； 補償閥關(guān)閉不嚴(yán) ； 壓縮閥開啟過早或關(guān)閉不嚴(yán) ； 底閥脫落等原因所致。即 : . sinooc X k X f F t?? ? ? （ 26） 式中 , ok 為空氣彈簧剛度 , f 為摩擦力 ,視其為常量 (實際上它是隨速度變化的 )。滑柱與外筒的滑配以及油封的作用基本上對內(nèi)腔的空氣起封閉作用 ,形成一定的空氣阻力。由于各相對運動件之 間存在摩擦力。速度特性圖反映了減震器的阻尼力與速度之間的變化關(guān)系 ,線性阻尼與速度之間呈線性關(guān)系 ,以及實際阻尼系數(shù)的非線性 ,造成正反向速度的阻力變化曲線不重合和非線性。 25 %(后減震器 ) 和177。曲線應(yīng)該飽滿 ,沒有畸變和突變 。減震器受簡諧激振時 , 示功圖是相對 Y 軸的對稱圖形。 MJ 中國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)所列出的示范圖形與此相同。由于復(fù)原行程與壓縮行程有不同的阻尼系 數(shù)，因此有： .11.22sinsinfyc X F t Pc X F t P??? ????? ??? （ 24） 示功圖測試臺采用曲柄滑塊機構(gòu)提供近似的簡諧運動 ,曲柄滑塊機構(gòu)的運動學(xué)方程為 : 2. 2.. 2 2 2c o s c o s 2 / 4s in s in 2 / 2c o s 2 /xs X r t r t lV X t r t la X r r t l??? ? ? ?? ? ?? ? ? ???? ? ? ???? ? ? ? ?? （ 25） 式中 , r 為曲柄半徑 ， l 為連桿長度 ,ω 為曲柄旋轉(zhuǎn)的角速度。傳感器測得的僅僅是部分油液運動所產(chǎn)生的慣性力。 摩托車減震器 示功圖測試模型 由于示功圖測試主要是測試減震器液壓阻尼所吸收的能量 ,可對 （ 21）式 作進(jìn)一步的簡化。 7 圖 22 計算機檢測系統(tǒng) 建立模型 摩托車減震器 的動力學(xué)模型 把道路不平假定為按正弦曲線的 變化 形式 ,并且只考慮垂直方向的運動 ,這樣就 可以簡 化 模型 ,MJ試驗臺通過提供簡諧運動模擬實際路況。飛輪一端與編碼器相連 ,檢測速度和位移。由于曲柄滑塊機構(gòu)在運動時存在曲柄旋轉(zhuǎn)時的離心慣性力和滑塊周期性的往復(fù)慣性力 ,因此 ,一方面在曲柄輪上加平衡配重 ,另一方面用大皮帶輪兼作飛輪 ,儲存能量 ,增加整個轉(zhuǎn)動件的慣性矩 ,減小轉(zhuǎn)矩波動和慣性力的影響。 圖 21 125型摩托車前輪液壓減震器結(jié)構(gòu)原理圖 系統(tǒng)組成 圖 22 是 減震器示功圖計算機檢測系統(tǒng)的組成框圖。復(fù)原時 ,在彈簧 1 的回復(fù)力作用下 , A 腔容積減小 ,腔內(nèi)油壓增加 ,只能通過阻尼孔和配合縫隙排出腔外 ,形成復(fù)原阻力。滑柱受壓時 , 彈簧 1 被壓縮 , 提供緩沖阻力 , B 腔容積減小 , 腔內(nèi)空氣受到壓縮 ,腔內(nèi)液壓油通過導(dǎo)流孔進(jìn)入活塞桿內(nèi)腔。該結(jié)構(gòu)為內(nèi)置彈簧式 ,在滑柱內(nèi)腔裝有一活塞桿 ,滑柱內(nèi)腔被活塞隔開的左右兩部分通過活塞桿的內(nèi)孔和導(dǎo)流孔連通。 因此，使用 ABAQUS進(jìn)行分析，也就有了一定的現(xiàn)實意義。并擁有各種類型的材料模型庫，可以模擬典型工程材料的性能，其中包括金屬、橡膠、高分子材料、復(fù)合材料、鋼筋混凝土、可壓縮超彈性泡沫材料以及土壤和巖石等地質(zhì)材料。 ABAQUS 軟件 是一套功能強大的工程模擬的有限元軟件，其解決問題的范圍從相對簡單的線性分析到許多復(fù)雜的非線性問題。 本文研究 意義 建立基 于摩托車減震器結(jié)構(gòu)參數(shù)的正確的數(shù)學(xué)模型，并通過計算機模擬分析各因素對減震器性能的影響程度，這對于改進(jìn)減震器的結(jié)構(gòu)設(shè)計，提高減震器的質(zhì)量，縮短減震器設(shè)計開發(fā)周期以及節(jié)約開發(fā)成本是很有意義的。 本文 研 究的 主要 內(nèi) 容 本文研究 內(nèi)容 示功特性的研究 示功特性是指減震器阻尼力 — 位移（ FS）之間的關(guān)系，它表示減震在壓縮和復(fù)原兩個行程中阻尼變化的特性 . 阻尼特性的研究 阻尼特性是指減震器的阻力與缸筒 相對活塞桿的運動速度（ F V）之間的關(guān)系特性，它反映了減震器阻尼力隨著振動速度變化的規(guī)律。 Karadayi 的建模方法為建立減震器少參數(shù)模型探索了一條有效的途徑，但作為試探性的工作，其模型仿真結(jié)果僅在減震器的低頻運動工況下能夠與實驗結(jié)果較好的吻合。為了建立一種既能表達(dá)減震器遲滯特性又較為簡明的模型，他們采用了將減震器等效化為由彈性元件、阻尼元件、間隙及 摩擦元件等組合而成的力學(xué)模型。 Lang 的模型及其開展的模擬分析工作代表了70 年代減震器建模和仿真分析技術(shù)的水平，但該模型的進(jìn)一步完善還需要解決兩方面的問題 :節(jié)流閥附件流場的精確分布以及在工作腔室之間的氣體流動模型。 70 年代后期， Lang 建立了某雙筒式懸架減震器的模型，該模型共包含 83 個參數(shù)，用于研究減震器高頻特性畸變問題。因此，利用計算機對減震器動態(tài)特性進(jìn)行模擬分析對于減震器的設(shè)計開發(fā)以及車輛系統(tǒng)動力學(xué)和振動仿真分析具有非常重要的意義。其基本過程是 :基于減震器的結(jié)構(gòu)建立數(shù)學(xué)模型，并經(jīng)計算機模擬分析得到其動態(tài)特性，將此特性用于車輛系統(tǒng)動力學(xué)和振動仿真分析計算，并采用相關(guān)指標(biāo)評價摩托車操縱穩(wěn)定性和乘騎舒適性、平順性等性能，在此基礎(chǔ)上對減震器的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。 隨著計算機技術(shù) 的發(fā)展，建立基于減震器結(jié)構(gòu)參數(shù)的數(shù)學(xué)模型，采用計算機模擬的方法，可以精確地計算和模擬出各結(jié)構(gòu)參數(shù)對減震器外特性的影響。 傳統(tǒng)的摩托車減震器設(shè)計方法主要是憑借設(shè)計人員的經(jīng)驗確定設(shè)計參數(shù)，然后通過反復(fù)的試驗進(jìn)行參數(shù)修正。 近年來，隨著摩托車品種的不斷更新，人們對車輛的行駛平順性和乘騎舒適性也提出了更高的要求。前減震器是連接前輪與車身之間的一切裝置的總稱，按其結(jié)構(gòu)特性，可分為套筒式前叉減震器和下拉桿式減震器兩大類，目前，摩托車前減震器的形式以套筒式為主。摩托車減震器是保證摩托車行駛平順性、安全性，減小車輛部件疲勞損壞的重要部件。 經(jīng)過 50 多年的發(fā)展，摩托車已成為我國使用最普遍的交通工具之一。近年來，我國摩托車憑借低價優(yōu)勢，迅速進(jìn)軍國際市場，已經(jīng)覆蓋了全球 150 多個國家和地區(qū)目前我國摩托車行業(yè)產(chǎn)值己占到我國 GDP 的1%。我國在加入 WTO 后， WTO 正式成員的各種有利條件更有助于我國摩托車企業(yè)走向海外。隨著中國經(jīng)濟持續(xù)迅猛的發(fā)展，中國已經(jīng)成長為全球最大的摩托車市場。 19911995 年，摩托車產(chǎn)量年增長速度超過 50%， 1997 摩托車總產(chǎn)量達(dá)到 1003 萬輛，全球 2020 多萬輛摩托車市場中國占了將近一半，中國已成為世界摩托車行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者。中國摩托車工業(yè)已初步形成了生產(chǎn)規(guī)模，摩托車行業(yè)作為汽車工業(yè)的一部分已不再無足輕重，并充分顯示出其強勁的發(fā)展勢頭。 (二 )蓬勃發(fā)展時期。 我國摩托車行業(yè)自新中國成立以來，其發(fā)展歷程大體可分為三個時期 ： (一 )起步發(fā)展時期。進(jìn)入 21 世紀(jì)后，世界摩托車行業(yè)進(jìn) 入了后增長 時期，在今后幾年摩托車行業(yè)將進(jìn)入結(jié)構(gòu)調(diào)整期，但是發(fā)展前景 依然 樂觀。 90 年代以來，部分發(fā)展中國家經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，促進(jìn)了摩托車生產(chǎn)和 需 求的持續(xù)增長，全世界摩托車的年產(chǎn)量由 1990 年的 1145萬輛增加到 1997 年的 2335 萬輛，平均年增長率 %。 作者簽名： 日 期： 3 第一章 緒論 前言 摩托車作為一種代步工具，目前全世界已有 70 多個國家和地區(qū)生產(chǎn)摩托車， 90%以上的產(chǎn)量分布在亞洲和歐洲 10 多個國家和地區(qū)， 主要有中國、 中國臺灣省、印度、日本、印尼、泰國、意大利、法國、西班牙、馬來西亞、韓國等。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 1 摩托車減震器畢業(yè)設(shè)計 目 錄 第一章 緒論 ......................................... 2 前言 ................................................. 3 震器 數(shù)學(xué) 模型的 研 究 現(xiàn)狀 ............................. 4 本文研究的主要 內(nèi) 容 ................................... 5 本文研究內(nèi)容 ....................................... 5 本文研究意義 ....................................... 5 第二章 摩托車減震器示功特性分析 ....................... 6 液壓減震器的機構(gòu)及工作原理 ........................... 6 系統(tǒng)組成 ............................................. 6 建立模型 .................