【正文】 段，其理論研究及生產(chǎn)實(shí)踐同國外先進(jìn)工業(yè)化國家相比還有較大差距，有待各科研機(jī)構(gòu)，大專院校及企業(yè)作進(jìn)一步的研究開發(fā)工作，以縮短同國外同行的差距。作為 PLM 協(xié)同解決方 案的一個(gè)重要組成部分，它可以幫助制造廠商設(shè)計(jì)他們未來的產(chǎn)品，并支持從項(xiàng)目前階段、具體的設(shè)計(jì)、分析、模擬、組裝到維護(hù)在內(nèi)的全部工業(yè)設(shè)計(jì)流程。 CATIA 提供了完備的設(shè)計(jì)能力：從產(chǎn)品的概念設(shè)計(jì)到最終產(chǎn)品的形成，以其精確可靠的解決方案提供了完整的 2D、 3D、參數(shù)化混合建模及數(shù)據(jù)管理手段，從單個(gè)零件的設(shè)計(jì)到最終電子樣機(jī)的建立；同時(shí)，作為一個(gè)完全集成化的軟件系統(tǒng)， CATIA 將機(jī) 械設(shè)計(jì)，工程分析及仿真，數(shù)控加工和 CATweb 網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用解決方案有機(jī)的結(jié)合在一起，為用戶提供嚴(yán)密的無紙工作環(huán)境，特別是 CATIA 中的針對(duì)汽車、摩托車業(yè)的專用模塊 ,使 CATIA 擁有了最寬廣的專業(yè)覆蓋面，從而幫助客戶達(dá)到縮短設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期、提高產(chǎn)品質(zhì)量及降低費(fèi)用的目的。其中，涉及到機(jī)械設(shè)計(jì)模塊中的曲線及曲面設(shè)計(jì)、草圖設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)、工程繪圖和裝配設(shè)計(jì)等內(nèi)容，整體貫穿整個(gè)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。汽車車身和車輪振動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的液體在流經(jīng)阻尼孔時(shí)的摩擦和液體的粘性摩擦形成了振動(dòng)阻力，將振動(dòng)能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⑸l(fā)到周圍的空氣中去，達(dá)到迅速衰減振動(dòng)的目的。 按結(jié)構(gòu)形式分，有 搖臂式和筒式兩種。 按工作介質(zhì)分，有（ a）彈簧式減 振 器；（ b）彈簧 — 空氣阻尼式減 振器（因空氣的阻尼力有限，減 振 效果也不太理想，一般只用于速度不高的輕便摩托車作后減 振 器）；（ c）液力阻尼式減 振 器；（ d）油 —?dú)饨M合式前減 振 器。 按衰減力方向分，有（ a）單向作用減 振 器；（ b）雙向作用減 振 器。 2 減振器 的 作用 汽車是一個(gè)復(fù)雜的振動(dòng)系統(tǒng)，為了分析問題的方便，將其簡化成接近實(shí)際情況的單質(zhì)量系統(tǒng)的自由振動(dòng)，圖 21是分析車身振動(dòng)的單質(zhì)量系統(tǒng)模型，它是由車身質(zhì)量 M 和彈簧剛度 K，減振器阻尼系數(shù)為 y 的懸架組成。當(dāng)車輛受到不平路面的震動(dòng)和沖擊的時(shí)候，如果這些震動(dòng)和沖擊直 接從車輪傳遞到車身，那么車輛的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性都會(huì)很差。 現(xiàn)代汽車除了保證其基本性能，即行駛性、轉(zhuǎn)向性和制動(dòng)性等之外，目前正致力于提高安全性與舒適性，尤其是 在特殊的工況下，汽車行駛的穩(wěn)定性。 減振器 的性能要求也不斷提高 。 減振器的重要作用是 來抑制彈簧吸震后反彈時(shí)的震蕩及來自路面的沖擊。它使乘員處于振動(dòng)環(huán)境之中，這種振動(dòng)大大降低了車輛行駛的平順行，振動(dòng)影響著人的舒適性，工作效能和身體健康，使乘員感到不舒適。同時(shí)，平順性也影響著車輛的操縱性，穩(wěn)定性及安全性，并縮短汽車的壽命。減振器并不是用來支持車身的重量，而是用來抑制彈簧吸震后反彈時(shí)的震蕩和吸收路面沖擊的能量。沒有減振器將無法控制彈簧的反彈，汽車遇到崎嶇的路面時(shí)將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的彈跳，過 彎時(shí)也會(huì)因?yàn)閺椈缮舷碌恼鹗幎斐奢喬プサ亓脱E性的喪失。 3 減振器的結(jié)構(gòu) 及 工作原理 雙向作用筒式減振器一般都具有四個(gè)閥 (圖 11)，即壓縮閥 伸張閥 流通閥 8 和補(bǔ)償閥 7。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(shí)，閥才能開啟，而當(dāng)油壓降低到 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 一定程度時(shí)， 閥即自行關(guān)閉。 壓縮行程 ： 當(dāng)汽車車輪滾上凸起或滾出凹坑時(shí)，車輪移近車架 (車身 )，減振器受壓縮，減振器活塞 3下移。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。 伸張行程： 當(dāng)車輪滾進(jìn)凹坑或滾離凸起時(shí)，車輪相對(duì)車身移開，減振器受拉伸?；钊锨挥蛪荷撸魍ㄩy 8 關(guān)閉。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(shí)儲(chǔ)油缸中的油液便推開補(bǔ)償閥 7 流入下腔進(jìn)行補(bǔ)充。 壓縮閥的節(jié)流阻力應(yīng)設(shè)計(jì)成隨活塞運(yùn)動(dòng)速度而變化。此時(shí)多余部分的油液便經(jīng)一些常通的縫隙，流回儲(chǔ)油缸。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。當(dāng)車輪向下運(yùn)動(dòng)速度不大 (即活塞向上的運(yùn)動(dòng)速度不大時(shí)，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(dòng)能量，使振動(dòng)迅速衰減。這樣，可使減振器 及懸架系統(tǒng)的某些零件不會(huì)因超載而損壞。 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。它在缸筒的下部裝有一個(gè)浮動(dòng)活塞， (所謂浮動(dòng)即指沒有活塞桿控制其運(yùn)動(dòng) )，在浮動(dòng)活塞的下面形成一個(gè)密閉的氣室，充有高壓氮?dú)?。除了上面所述兩種減振器外，還有阻力可調(diào)式減振器。最近的汽車將電子控制式減振器作為標(biāo)準(zhǔn)裝備，通過傳感器檢測行駛狀態(tài)，由計(jì)算機(jī)計(jì)算出最佳阻尼力，使減振器上的阻尼力調(diào)整機(jī)構(gòu)自動(dòng)工作。此時(shí)孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內(nèi)摩擦對(duì)振動(dòng)形成阻尼力，使汽車振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為油液熱能，再由減振器吸收散發(fā)到大氣中。 減振器的 阻尼力 越 大， 振動(dòng)消除的越快，但卻使并聯(lián)的彈性元件的作用不能充分發(fā)揮，同時(shí)，過大的阻尼力還可能導(dǎo)致減振器零件及車架損壞。這時(shí)，彈性元件起主要作用。 (3) 當(dāng)車橋（或車輪）與車橋間的相對(duì)速度過大時(shí)，要求減振器能自動(dòng)加大液流量，使阻尼力始終保持在一定限度之內(nèi)，以避免承受過大的沖擊載荷。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 根據(jù)液力減振器的結(jié)構(gòu)去制圖。 對(duì)性能進(jìn)行調(diào)整。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第三章 凱美瑞汽車前減振器的開發(fā) 1 減振器 相關(guān)參數(shù) 的 測量與計(jì)算 一、 減振器外形尺寸測量 通過外形尺寸的測量保證其裝車尺寸及減振器所占空間的大小。 使用工具：平臺(tái) 游標(biāo)卡尺 高度尺（探針） 方箱 設(shè)樣品減振器連接板下孔為基準(zhǔn)，測得基準(zhǔn)孔直徑為 12mm。 把減振器裝卡到方箱，放在水平臺(tái)上。 測量基準(zhǔn)孔中心到底面距離 。 改用探針，測量彈簧托與彈簧接觸個(gè)點(diǎn)高度，以最低點(diǎn)為起點(diǎn)分散 5 點(diǎn)的高度，分別為 270mm， 268mm， ， ， 300mm。 測量活塞桿外漏端螺紋型號(hào) 。因此，匹配良好的減振器對(duì)機(jī)動(dòng)車來說是十分必要的，尤其是高速行駛的車輛，合理地匹配減振器是改善車輛行駛平順性、操縱穩(wěn)定性及行駛安全性所必需的。 圖 4 示出減振器的阻力－速度特性圖。在沒有特別指明時(shí)，減振器的阻尼系數(shù)是指卸荷閥開啟前的阻尼系數(shù)而言。 圖 4 減振器的特性 a) 阻力一位移特性 b)阻力一速度特性 減振器阻尼系數(shù) ? 的確定 當(dāng)減振器在下橫臂上的固定點(diǎn)位置或者減振器軸線與鉛垂線之間有一定角度時(shí)，會(huì)影響減振器阻尼系數(shù)的變化，其阻尼系數(shù) ? 為： ? =2? ??cossm 式中： ? — 相對(duì)阻尼系數(shù) ； sm — 轎車前 簧上質(zhì)量 sm =500kg； ? — 懸架振動(dòng)固有 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 頻率 ； ? = ?2 n=2 1=； n— 前懸架偏頻 ~，取 n=； ? — 減振器軸線與鉛垂線之間的夾角 ? =9186。 xv = ??cosA = o9cos = 式中： A— 車身振幅，取 ； ? — 懸架振動(dòng)固有頻率 ； 最大卸荷力 0F 的確定 0F =? xv = = 減振器工作缸直徑 D 的確定 根據(jù)伸張行程的最大卸荷力 0F 計(jì)算工作缸 直徑 D 為： D= mmpF )()1]([/4 220 ??????? ?? 式中： [p]— 工作缸最大允許壓力，取 3~4Mpa,[p]=4Mpa； ? — 連桿直徑與缸筒直徑之比，雙筒式減振器取 ~， ? =。 貯油筒直徑 1D 確定 貯油簡直徑 1D =（ ~） D= =，材料用 20 鋼。 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 再根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 4 卷 23— 173 頁表 ，液壓缸活塞外徑尺寸系列找出標(biāo)準(zhǔn)外徑尺寸 d=22mm，材料選用 45鋼實(shí)心活塞桿。當(dāng)細(xì)長比 nmKl ?/ 時(shí)，可按歐拉公式計(jì)算其臨界載荷 kP 為： nmKl ?/ = 1 4 71 0 23855/5 1 0 ??? kP = 22 /lEJn? =3 1110 810? / =71644N 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) 2~4，取 n=3； E— 活塞桿材料的彈性模量，對(duì)于鋼，取為 E= 1110 Pa； J— 活塞桿截面的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ( 4m )； 實(shí)心活塞桿： 4844 ?????? ? ； d— 活塞桿直徑 (m)； l— 活塞桿計(jì)算長度，即活塞桿在最大伸出時(shí)，桿端支點(diǎn)和液壓缸安裝點(diǎn)間的距離（ m） ； K— 活塞桿斷面的回轉(zhuǎn)半徑 (m)； 實(shí)心活塞桿： 54/204// ???? dAJK ； m— 柔性系數(shù)，中碳鋼取 85。 貯油量 cV 的 確定 由于活塞桿占有一定的空間，當(dāng)減振器拉長或縮短時(shí)，工作腔內(nèi)工作液容量將發(fā)生變化，為此，雙筒減振器專門設(shè)計(jì)了貯油筒，貯油筒必須貯存一定容積的工作液。一般地，當(dāng)減振器活塞桿處于拉伸位置時(shí)，貯油筒內(nèi)液面高度不低于工作缸長度的 1/3，活塞桿處于壓縮極限位置時(shí)，液面高度不高于工作缸長度的 2/3。 貯油空間 1cV 的確定 工作缸與貯油筒之間的環(huán)形空間稱之為貯油空間。 mlLDDV c 3 5 44/3 1 8)()( 222211 ??????? ? 式中： 1cV — 貯油空間 (ml)； 1D — 工作缸外徑 (mm)； D — 貯油筒內(nèi)徑 (mm)； L — 貯油筒貯油長度，可近似取工作缸長度 (mm)。裝卡減振器并緊固。 （詳見第四章） 根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算出示功表。 活塞 零件 圖一張 。 4 減振器的裝 配 根據(jù)圖紙去車間配件，讓后裝配（不封口）。 把連接板、油管夾、彈簧托按尺寸焊接到貯油缸上，確保位置正確。 按順序裝配各部件。 主要影響高速工況（速度 ） 圓片越多，力值越大；圓片越少，力值越小。 主要影響低速工況（速度 ） 調(diào)整片越大，力值越大；調(diào)整片越小，力值越小。每次調(diào)整法系時(shí) ，都要更換新油液。從而提高車輛運(yùn)行的平穩(wěn)性，安全性和舒適性。 1 試驗(yàn)的目的：測取減振器的示功圖和速度圖。 3 條件： （ 1）測試溫度： 20? 2 攝氏度。 （ 3）試件頻率 n：（ 100? 2） c、 p、 m。 （ 5）方向：鉛垂方向。 4 試驗(yàn)方法： （ 1）采用五等砝碼或砝碼標(biāo)定法。 注意事項(xiàng)：標(biāo)定最大量大于試件最大阻力值，標(biāo)定點(diǎn)在拉伸、壓縮方向個(gè)不少于 5 點(diǎn)，加載、卸載曲線的不重合度不大于標(biāo)定最大量的 1%記錄線條寬度不得大于 。 （ 4） 加試件后做試驗(yàn)并記錄。 現(xiàn)代汽車車輛液壓減振器的設(shè)計(jì)最重要的是性能、結(jié)構(gòu)和可靠性設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的液壓減振器模型將阻尼力描述為只與活塞的壓縮或拉伸運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)的函數(shù)，用這種只反映液壓減振器外特性的模型進(jìn)行新型車輛研制時(shí)，車輛設(shè)計(jì)和減振器專業(yè)工程師需要進(jìn)行反復(fù)的溝通、試驗(yàn)和調(diào)整。這熱量會(huì)使阻尼油加溫，油加熱后粘度會(huì)變稀。為了避免阻尼衰退，可加大減振器或增加阻尼油的容量來改善。 另外，減振器阻尼油會(huì)產(chǎn)生氣泡。除了使用品質(zhì)較佳的阻尼油外，人們通常利用填充高壓氣體來減少氣泡的產(chǎn)生，其中最具代表性的產(chǎn)品當(dāng)屬 Bilstein. 主要參考文獻(xiàn) 本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 [1] 劉 惟信主 . 汽車設(shè)計(jì) . 清華大學(xué)出版社 , 2021 [2] 曾慶東主編 . 機(jī)動(dòng)車減振器設(shè)計(jì) . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021 [3] 霍爾德曼 . 汽車操縱和懸架系統(tǒng) . 中國社會(huì)勞動(dòng)出版社， [4] 張洪欣 . 汽車行駛平順性計(jì)算機(jī)預(yù)測 . 汽車工程， 1986 [5] 張正智 . 中國轎車叢書 . 北京：北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)， [6] 龔為寒 . 汽車現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造 . 北京：人民交通出版社， [7] 曹永堂 . 汽車底盤維修 . 北京：人民交通出版設(shè)， 1999. [8] 屠衛(wèi)星 . 汽車底盤 構(gòu)造與維修 . 北京：人民交通出版社， [9] 孫方寧 . 汽車懸架非線性系統(tǒng)響應(yīng)分析 . 長春：吉林工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， [10] 劉惟信 . 機(jī)械最優(yōu)化設(shè)計(jì) . 北京：清華大學(xué)出版社 , 1990 [11] 林寧主編 . 汽車設(shè)計(jì) . 機(jī)械工業(yè)出版社， 1999 [12] 楊維和主編 . 汽車構(gòu)造 . 北京：人民交通出版社， 1998 [13] 趙學(xué)敏 . 汽車底盤構(gòu)造與維修 . 國防工業(yè)出版社， [14] YU F., Crolla ., A State Obser