車輛工程畢業(yè)論文1

1、工 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論文）題 目： 減震器試驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì) 專 業(yè)： 車輛工程 班 級(jí)： 07車輛（2）班 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師： 日 期： 目 錄減震器試驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)摘要：減振器是汽車懸架上一個(gè)很重要的部件,它與彈簧一起構(gòu)成彈簧減振裝置。減震器試驗(yàn)臺(tái)架設(shè)計(jì)關(guān)系到減震器的制造質(zhì)量，臺(tái)架的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上尤為關(guān)鍵。本文針對(duì)臺(tái)架對(duì)減震器示功圖試驗(yàn)、阻尼特性試驗(yàn)、溫度特性試驗(yàn)、耐久性試驗(yàn)，結(jié)合測控系統(tǒng)完成臺(tái)架的總體設(shè)計(jì)和主要零部件設(shè)計(jì)。由于汽車減振器大部分是筒式液力減振器，應(yīng)認(rèn)真研究汽車減震器實(shí)驗(yàn)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，保證設(shè)計(jì)方案的合理化、可行性，完成一個(gè)高質(zhì)量的臺(tái)架系統(tǒng)。關(guān)鍵字：減震器 臺(tái)架 試驗(yàn)

2、引言：汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多，最普遍，也是最方便的交通運(yùn)輸工具?，F(xiàn)代汽車以高速、舒適、安全被人們推為首選的交通工具。隨著道路交通條件的不斷改善，汽車的運(yùn)行速度不斷提高。汽車在高速行駛狀態(tài)下，其行駛安全性就被推到了第一重要的位置。影響安全性的因素很多，但主要是制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性，這兩者都與汽車的懸架有著重要關(guān)系。為了改善汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性，在懸架中需要有阻尼元件，起到降低共振幅度、衰減震動(dòng)的目的。現(xiàn)在汽車懸架中都有專門的減震裝置，即減震器。鋼板彈簧葉片間的干摩擦是一種阻尼力，但它的數(shù)值不穩(wěn)定，不易控制。即使在采用鋼板彈簧的懸架中一般也安裝減震器。用的最多的是液力減震器。液力減震器

3、按其結(jié)構(gòu)可以分為搖臂式和筒式,其中，筒式減震器質(zhì)量較小、性能穩(wěn)定、工作可靠，適宜大量生產(chǎn)。如今,“高速重載”是鐵路營運(yùn)的發(fā)展方向,減振器性能的好壞,直接制約著列車的運(yùn)行狀況。同樣的在汽車上也是相當(dāng)?shù)闹匾瑴p振器是汽車懸架上一個(gè)很重要的部件,它與彈簧一起構(gòu)成彈簧減振裝置。對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)檢測，事關(guān)重要，即所謂的減震器試驗(yàn)臺(tái)。所以說減震器是汽車懸架的重要部件，事關(guān)汽車對(duì)人的舒適度和一定的安全性。在減震器的生產(chǎn)中，減震器試驗(yàn)臺(tái)架起著檢驗(yàn)和矯正的作用，因而它的設(shè)計(jì)制造影響著減震器的改進(jìn)。可以這樣說，減震器試驗(yàn)臺(tái)架的發(fā)展在一定程度上決定了減震器的發(fā)展，它有助于工作人員正確生產(chǎn)合格的減震器，及減震器各項(xiàng)性能測

4、試。1.緒論1.1雙筒液壓減振器的現(xiàn)狀 汽車懸架系統(tǒng)最初采用搖臂式液力減振器。 第二次世界大戰(zhàn)期間美軍吉普車上采用了雙筒液壓減振器并在戰(zhàn)場上大獲成功，此后雙筒液壓減振器就成為主流產(chǎn)品，改善其設(shè)計(jì)方法及預(yù)測其性能一直就是汽車減振器技術(shù)發(fā)展的主要課題。 傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定設(shè)計(jì)參數(shù)通常采用結(jié)構(gòu)參數(shù)不同的樣機(jī)，裝備于欲匹配的汽車，由試車員進(jìn)行實(shí)車試驗(yàn)評(píng)價(jià)。這往往須對(duì)減振器內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行多次反復(fù)調(diào)整，和許多次的開發(fā)、試驗(yàn)。這種完全依賴與樣機(jī)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)開發(fā)方法不但周期長、消耗大，而且較難獲得最優(yōu)的減振器特性。 為克服上述方法的缺點(diǎn)，減少減振器樣機(jī)試制及實(shí)車試驗(yàn)的費(fèi)用，并縮短開發(fā)周期，利用c a

5、 d / c a e 技術(shù)進(jìn)行減振器的設(shè)計(jì)開發(fā)已 經(jīng)成為必然的趨勢。 其基本過程是: 基于減振器的結(jié)構(gòu)建立數(shù)學(xué)模型，并經(jīng)模擬分析得到其阻尼特性， 將此特性用于汽車系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)和振動(dòng)分析，以評(píng)價(jià)汽車的操縱穩(wěn)定性和乘坐舒適性 平順性等性能，在此基礎(chǔ)上對(duì)減振器的的特性和結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。該過程的核心問題是在設(shè)計(jì)階段能夠準(zhǔn)確地預(yù)測減振器的特性，也就是建立能夠準(zhǔn)確反映減振器特性的數(shù)學(xué)模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行c a d 設(shè)計(jì)。 從2 0 世紀(jì)7 0 年代開始， 國外學(xué)者就已經(jīng)開展了雙筒液壓減振器工作特性的模擬分析研究。其中，比較有代表性的是l a n g的工作，他建立了懸架減振器的8 3參數(shù)模型，用于研究其

6、外特性高頻畸變現(xiàn)象。在 as t u d yo ft h ec h a r a c t e r i s t i c so fa u t o m o t i v eh y d r a u l i cd a m p e r sa th i g hs t r o k i n gf r e q u e n c i e ) ) ( 文獻(xiàn)1 1 )中， l a n g 采用簡化的汽化和液化模型描述工作腔室內(nèi)混入氣體發(fā)生的變化， 利用模擬電路實(shí)現(xiàn)減振器特性的仿真。l a n g的模型及其開展的模擬分析工作，代表了1 9 7 0年代減振器建模和仿真分析技術(shù)水平，但用來研究減振器對(duì)整車性能的影響，卻很不適用。

7、到1 9 8 0 年代末期， k a r a d a y i 和m a s a d a 認(rèn)為l a n g 的模型雖然能夠較好地表達(dá)減振器的非線性特性， 但是過于復(fù)雜， 不適用于汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和振動(dòng)仿真分析。為了建立一種既能展示減振器特性又較為簡明的模型，他們采用了將減振器等效化為彈性元件、阻尼元件、間隙及摩擦元件等組合而成的力學(xué)模型。此后，許多學(xué)者對(duì)雙筒液壓減振器的建模開展了大量的研究工作。 等在1 9 9 0 年代中后期將這種建模應(yīng)用于重型車輛懸架減振器的建模，并采用了非線性的彈性和阻尼元件，其模型仿真結(jié)果在活塞運(yùn)動(dòng)頻率小于 i o h z ,速度小于l m/ ，的范圍內(nèi)與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合的較

8、好。 如果應(yīng)用在其它范圍和其它類型車輛上的減振器的仿真分析，誤差就比 較大了。 我國在此領(lǐng)域的起步較晚， 但也進(jìn)行了一些分析研究工作。但都是對(duì)減振器的結(jié)構(gòu)做了 較大的簡化后， 建立了一些簡化的模型，有關(guān)減振器等效參數(shù)化模型的研究主要是將國外的建模方法應(yīng)用到國產(chǎn)汽車懸架減振器的建模。 綜上所述，國內(nèi)外至今所建立的減振器分析模型， 基本上都是集總參數(shù)模型，其關(guān)鍵的模型參數(shù)很大程度上依賴于實(shí)驗(yàn)測定， 因此不適用于減振器特性的預(yù)測分析。而且，現(xiàn)在還沒有較好的方法描述求解復(fù)原壓縮閥片的變形問題。 另外， 雖然我國減振器的總產(chǎn)量已達(dá)1 億只， 生產(chǎn)廠也多達(dá)2 0 0 余家， 但是技術(shù)水平在總體上與國外還存

9、在著較大的差距， 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也比較單一， 具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)減振器產(chǎn)品很少， 工作穩(wěn)定性差， 早期漏油失效、 產(chǎn)生異常噪聲等問題仍較普遍存在。 這些都是減振器的設(shè)計(jì)及工作特性的預(yù)測出現(xiàn)了問題導(dǎo)致的結(jié)果。1.2減震器試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用前景國內(nèi)減振器落后的一個(gè)主要原因在于國內(nèi)相應(yīng)的試驗(yàn)設(shè)備不能夠滿足試需求，制約著國產(chǎn)減振器性能的提升?，F(xiàn)有的試驗(yàn)規(guī)范以測試示功圖為主要目的,國內(nèi)試驗(yàn)平臺(tái)多為開環(huán)、機(jī)械式,存在許多不合理之處。在這方面的工作還不熟,主要功能是測試示功圖,不能快速準(zhǔn)確地對(duì)減振器進(jìn)行檢測,存在很多不足。關(guān)于減振器的試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是1999年鐵道部印發(fā)的“進(jìn)口油壓減振器試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)方法(試行) ”文

10、件 2 ,從該文件可以看出,雖然對(duì)阻尼特性也作了要求,但是試驗(yàn)方法卻存在問題:試驗(yàn)的首要目的是示功圖,然后通過示功圖來求解阻尼系數(shù)。關(guān)于減振器及其試驗(yàn)研究,荷蘭kon i公司走在世界的最前面。現(xiàn)在比較先進(jìn)的控制方式為閉環(huán)控制方式, kon i公司在這方面的研究已有幾十年，有著相當(dāng)?shù)脑捳Z權(quán)。臺(tái)架的設(shè)計(jì)可根據(jù)國際行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),減振器試驗(yàn)一般應(yīng)包括以下4方面的內(nèi)容： 示功圖試驗(yàn): 減振器的阻力與位移關(guān)系試驗(yàn)( f2s ) ; 阻尼特性試驗(yàn):減振器的阻力與活塞速度關(guān)系試驗(yàn)( f2v ) ; 溫度特性試驗(yàn):減振器的阻力與試件溫度關(guān)系試驗(yàn)( f2t) ; 耐久性試驗(yàn):工作循環(huán)1 106 次后,減振器的阻力與位

11、移試( f2s )目前汽車減振器大部分是筒式液阻減振器，其阻尼力主要通過油液流經(jīng)空隙的節(jié)流作用產(chǎn)生。減振器運(yùn)用在轉(zhuǎn)向系及駕駛室駕駛員座椅、發(fā)動(dòng)機(jī)罩等部件起減振作用，隨著傳統(tǒng)被動(dòng)式減振器技術(shù)的發(fā)展和完善的同時(shí)，能夠適應(yīng)不同行駛工況而調(diào)節(jié)起工作特性的機(jī)械控制式可調(diào)阻尼減振器、電子控制式減振器以及電流變液體、磁流變液體減振器技術(shù)也獲得了快速的發(fā)展。 ,8;eq%w) 其中對(duì)其進(jìn)行檢測尤為關(guān)鍵，為了能更好的開發(fā)出適宜的減震器，必須要嚴(yán)格評(píng)價(jià)其性能。減震器試驗(yàn)臺(tái)架的發(fā)展在一定程度上決定了減震器的發(fā)展，它有助于工作人員正確生產(chǎn)合格的減震器，及減震器各項(xiàng)性能測試。2汽車減震器基本知識(shí)2.1液壓減震器工作原理

12、其工作原理是當(dāng)車架（或車身）和車橋間受振動(dòng)出現(xiàn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，減振器內(nèi)的活塞上下移動(dòng)，減振器腔內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個(gè)腔經(jīng)過不同的孔隙流入另一個(gè)腔內(nèi)。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。34 1. 活塞桿；2. 工作缸筒；3. 活塞；4. 伸張閥；5. 儲(chǔ)油缸筒； 6. 壓縮閥；7. 補(bǔ)償閥；8. 流通閥；9. 導(dǎo)向座；10. 防塵罩；11. 油封； 圖2-1減震器示意圖在壓縮行程時(shí)，指汽車車輪移近車身，減振器受壓縮，此時(shí)減振器內(nèi)活塞3向下移動(dòng)?；钊虑皇业娜莘e減少，油壓升高，油液流經(jīng)流通閥8流到活塞上面的腔室（上腔）

13、。上腔被活塞桿1占去了一部分空間，因而上腔增加的容積小于下腔減小的容積，一部分油液于是就推開壓縮閥6，流回貯油缸5。這些閥對(duì)油的節(jié)約形成懸架受壓縮運(yùn)動(dòng)的阻尼力。減振器在伸張行程時(shí)，車輪相當(dāng)于遠(yuǎn)離車身，減振器受拉伸。這時(shí)減振器的活塞向上移動(dòng)?；钊锨挥蛪荷撸魍ㄩy8關(guān)閉，上腔內(nèi)的油液推開伸張閥4流入下腔。由于活塞桿的存在，自上腔流來的油液不足以充滿下腔增加的容積，主使下腔產(chǎn)生真空度，這時(shí)儲(chǔ)油缸中的油液推開補(bǔ)償閥7流進(jìn)下腔進(jìn)行補(bǔ)充。由于這些閥的節(jié)流作用對(duì)懸架在伸張運(yùn)動(dòng)時(shí)起到阻尼作用。由于伸張閥彈簧的剛度和預(yù)緊力設(shè)計(jì)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

14、相應(yīng)常通縫隙通道截面積總和。這使得減振器的伸張行程產(chǎn)生的阻尼力大于壓縮行程的阻尼力，達(dá)到迅速減振的要求。2.2減震器相關(guān)參數(shù)2.2.1雙筒式減振器最大外徑尺寸（mm） 工作缸直徑最大外徑2025273032364045506570貯液缸最大外徑 d13445464655586368788895防塵罩最大外徑d24054565667707580901021102.2.2雙筒式減振器工作缸和活塞桿直徑（mm）活塞桿工作缸101112.41315161720262820a25aa27ab30aa32a36ba40a45ba50a65a70a注： 表中a為推薦使用，b為不推薦使用。工作缸公差為h8，

15、活塞桿公差為f73減震器試驗(yàn)臺(tái)架標(biāo)準(zhǔn)3.1 一般要求3.1.1 試驗(yàn)臺(tái)的試驗(yàn)功能應(yīng)符合tb/t 1491-2004中有關(guān)阻尼性能的試驗(yàn)要求。3.1.2 試驗(yàn)臺(tái)機(jī)械部分采用的主要材質(zhì)應(yīng)滿足試驗(yàn)中的強(qiáng)度、剛度要求。3.1.3 試驗(yàn)臺(tái)的垂向、橫向安裝座距離和結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足各種連接形式的油壓減振器安裝要求，安裝方式。應(yīng)快捷、方便，正常安裝后與被試件連接部分應(yīng)無間隙。3.1.4 拉壓力負(fù)荷傳感器應(yīng)符合jjg 391-1986中0.05級(jí)精度的有關(guān)規(guī)定;位移傳感器應(yīng)符合jb/t 9257-1999中0.1級(jí)精度或jb/t 9258-1999中0.05級(jí)精度的有關(guān)規(guī)定;試驗(yàn)臺(tái)測試系統(tǒng)的檢定應(yīng)符合jjg 139-

16、1999,jjg 391-1986的有關(guān)規(guī)定。3.1.5 試驗(yàn)臺(tái)機(jī)身和運(yùn)動(dòng)附件，在試驗(yàn)臺(tái)工作時(shí)，不應(yīng)出現(xiàn)異常噪音，顫動(dòng)不應(yīng)影響測試精度。3.1.6 試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)便于操作維修，表面油漆層應(yīng)均勻、平整、光滑。3.1.7 試驗(yàn)臺(tái)應(yīng)提供有關(guān)校準(zhǔn)試驗(yàn)臺(tái)的方式、方法或儀器。3.1.8 試驗(yàn)臺(tái)的安全防護(hù)裝置、噪聲聲壓級(jí)應(yīng)符合gb 9061的有關(guān)規(guī)定。3.2 機(jī)械部分3.2.1 滑塊在全行程往復(fù)滑動(dòng)時(shí)，不應(yīng)有卡滯或擺動(dòng)現(xiàn)象?；瑝K與導(dǎo)軌的間隙應(yīng)小于0.08mm。3.2.2 試驗(yàn)臺(tái)所有轉(zhuǎn)動(dòng)、滑動(dòng)部位的供油狀態(tài)應(yīng)良好。tb/t 2229-20043.2.3 機(jī)加工表面除特殊規(guī)定外，應(yīng)涂防銹油脂。3.2.4 試驗(yàn)運(yùn)行期間

17、，試驗(yàn)臺(tái)各轉(zhuǎn)動(dòng)、滑動(dòng)部分不應(yīng)有異?，F(xiàn)象。3.3 試驗(yàn)臺(tái)基本性能3.3.1 試驗(yàn)臺(tái)測試阻尼力范圍宜為0 kn-30 kn。3.3.2 試驗(yàn)速度及滑塊位移應(yīng)符合油壓減振器的試驗(yàn)要求，速度調(diào)整范圍宜為0.01 m/s-0.5 m/s.3.3.3 試驗(yàn)頻率范圍應(yīng)滿足活塞試驗(yàn)速度要求。3.3.4 試驗(yàn)臺(tái)的系統(tǒng)精度為:a) 力的測試誤差不大于名義值的11%;b) 位移測試誤差不大于11 mm;c) 速度測試誤差不大于名義值的士5%.3.4 標(biāo)定與調(diào)整3.4.1 試驗(yàn)臺(tái)標(biāo)定與調(diào)整分為機(jī)械結(jié)構(gòu)零位標(biāo)定、測試系統(tǒng)零位標(biāo)定、力與位移標(biāo)定。3.4.2 機(jī)械結(jié)構(gòu)零位標(biāo)定:應(yīng)使減振器活塞處于行程中間位置，試驗(yàn)臺(tái)滑塊處于

18、全行程的中間位置(力和位移傳感器均處于中間位置)，此時(shí)為機(jī)械結(jié)構(gòu)零位。3.4.3 測試系統(tǒng)零位標(biāo)定:當(dāng)機(jī)械結(jié)構(gòu)處于零位狀態(tài)時(shí)，壓力傳感器應(yīng)不受力，測試程序的相應(yīng)窗口中位移與力的顯示調(diào)整為零位。3.4.4 力與位移標(biāo)定:當(dāng)測試系統(tǒng)處于零位或受力狀態(tài)時(shí)，用標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具測試力與位移的誤差并進(jìn)行調(diào)整標(biāo)定，誤差范圍應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的要求.4.減震器試驗(yàn)臺(tái)架滿足四個(gè)試驗(yàn)的要求4.1 減振器示功試驗(yàn)減振器示功試驗(yàn)臺(tái)可采用機(jī)械式或液壓式。無論采用何種形式，均需滿足以下條件： 單動(dòng)：一端固定，另一端實(shí)現(xiàn)諧波（正弦）運(yùn)動(dòng)。 行程可調(diào)，至少為100mm，測量精度高于1%。 有級(jí)或無級(jí)變速，最大試驗(yàn)頻率至少為5 hz。

19、功率足夠大，在速度為1.0m/ s 時(shí)，檢測減振器速度誤差小于1%。 力傳感器,其精度高于1%。 減振器示功試驗(yàn)臺(tái)的3 次檢測誤差要小于3或40n。測量過程自動(dòng)記錄、保存、處理及輸出。4.2阻力特性4.2.1阻力測量條件 試件溫度為203。測試前，需將減振器在203的溫度下至少存放6 個(gè)小時(shí)。 運(yùn)動(dòng)方向：如沒有特別說明，垂直方向。 減振器活塞位置：減振器行程的中間區(qū)域。4.2.2測量過程做5 個(gè)排氣過程，行程100mm 和試驗(yàn)頻率1.67hz（v=0.524m/ s）或0.83hz（v=0.262m/ s）。如減振器行程不夠，采用行程50mm 和試驗(yàn)頻率3.33hz 。4.2.3測摩擦力 測試

20、條件與方法a)試驗(yàn)行程：為減振器示功行程b)側(cè)向力加載位置：在導(dǎo)向器中間位置處，并與減振器軸線垂直c)測試速度： 0.005m/s 摩擦力（fm）的計(jì)算在行程中點(diǎn)測摩擦力fm,（行程中點(diǎn)5范圍內(nèi)讀取）fm = (fmf fmy) / 2式中： fmf 復(fù)原時(shí)的摩擦力， （n）fmy 壓縮時(shí)的摩擦力，（n）未經(jīng)使用的減振器其最大摩擦力不得超出表中的的數(shù)值活塞桿（mm）10-1415-2020-28摩擦力(n)751001254.2.4阻力的測量在測量阻力時(shí)，為了保證測試的正確性，阻力值在行程中點(diǎn)5范圍內(nèi)讀取。如減振器行程不夠，可將行程改為75，50 或25mm，并相應(yīng)地調(diào)整測試條件，以達(dá)到所需的

21、測量速度。4.2.5數(shù)據(jù)處理行程（mm）試驗(yàn)頻率 f(hz)速度 v（m/s）1000.170.0520.420.1310.830.2621.670.524特殊情況下附加2.500.7863.331.0485.001.572 4.3溫度特性設(shè)備按本標(biāo)準(zhǔn)4.1 所規(guī)定的減振器示功試驗(yàn)臺(tái)，再配置電冰箱、恒溫箱等升溫、降溫裝置。4.3.1試驗(yàn)條件 試驗(yàn)溫度：20，-30, 15，0，40，80，20，溫差為3在達(dá)到所規(guī)定溫度后，試件保溫6 小時(shí)。 運(yùn)動(dòng)方向：鉛垂方向。 活塞位置：減振器行程的中間區(qū)域。 速度：0.52m/ s，行程為100mm。試驗(yàn)頻率為1.67 hz。如減振器工作行程低于100mm

22、，采用50mm 行程，試驗(yàn)頻率為3.33 hz。4.3.2測量過程測量采用本標(biāo)準(zhǔn)4.2.2類似方法進(jìn)行。但在-30測試時(shí)，無排氣行程，做2 個(gè)速度為0.52m/ s的預(yù)行程。4.3.3計(jì)算衰減率記錄v=0.52m/ s 時(shí)，各溫度下的阻力；復(fù)原（壓縮）衰減率為：y=fy（20）- fy（80）/ fy(20) 100%式中: fy 20 試件在20時(shí)的壓縮阻力fy 80 試件在80時(shí)的壓縮阻力當(dāng)速度為0.52m/s，在30 時(shí)，其衰減率不小于200；在80 時(shí)，其衰減率不大于20.第一次和最后一次測量（+20）所得的阻尼力差值，應(yīng)小于100n 或7。動(dòng)態(tài)低溫密封性試驗(yàn)，用冬季行車試驗(yàn)代替。具體

23、條件為在室外晚上最低溫度為40以下，白天最高溫度不超過20，行車試驗(yàn)至少3 天。每天至少啟動(dòng)汽車一次，每次連續(xù)行駛里程超過100 公里。減振器工作正常，無泄漏。4.4耐久特性試驗(yàn)?zāi)途锰匦栽囼?yàn)設(shè)備減振器耐久性試驗(yàn)臺(tái)可采用機(jī)械式或液壓式,無論采用何種型式，均需滿足以下條件： 疊加運(yùn)動(dòng)；下端（筒身端）進(jìn)行上下的高頻運(yùn)動(dòng)，上端（活塞桿端）進(jìn)行上下的低頻運(yùn)動(dòng)；或上端固定，下端進(jìn)行上下的疊加運(yùn)動(dòng)。 機(jī)器要裝有計(jì)數(shù)器，自動(dòng)記錄循環(huán)次數(shù). 機(jī)器要裝溫度測量儀，并當(dāng)溫度超過特定數(shù)值時(shí)，有自動(dòng)關(guān)閉機(jī)構(gòu)。 機(jī)器要裝有強(qiáng)制冷卻裝置，一般為水冷，對(duì)試件進(jìn)行冷卻。 耐久特性試驗(yàn)準(zhǔn)備盡可能地去除連接件（如防塵罩），以增大冷

24、卻面積,試件的活塞位置位于減振器工作行程的中間區(qū)域。上下位置應(yīng)對(duì)中良好，垂直方向安裝。并安裝強(qiáng)制冷卻裝置及溫度儀。4.4.2耐久性測試方法測試時(shí)溫度控制為了控制溫度，必須在貯液缸外徑導(dǎo)向器的高度，安置一個(gè)溫度探頭，并與外部隔絕。必須以強(qiáng)制冷卻方式控制溫度在650800 的范圍內(nèi)。當(dāng)阻尼值較高時(shí)，溫度超過800時(shí)有時(shí)必須設(shè)定一個(gè)持續(xù)冷卻的停頓時(shí)間。在油被快速混合和冷卻時(shí)，活塞運(yùn)動(dòng)可在低速狀態(tài)下進(jìn)行；此類循環(huán)次數(shù)。不記入耐久性試驗(yàn)循環(huán)次數(shù)。如減振器溫度未達(dá)到650，按自然狀態(tài)進(jìn)行耐久特性試驗(yàn)。4.4.3試驗(yàn)條件 按照下述條件進(jìn)行疊加運(yùn)動(dòng)低頻為f 1=1hz，行程s1=80mm ，高頻為f 2=12

25、hz ，行程s2= 20mm 工作循環(huán)次數(shù)為低頻5x 次?；虻皖l為 f 1=1.67hz 行程s1= 100mm ，高頻為f 2=10.33hz ，行程s2= 16mm 工作循環(huán)次數(shù)為低頻5x 次 加載側(cè)向力如減振器在工作時(shí)，承受較大的側(cè)向力，則可以根據(jù)要求，在耐久特性試驗(yàn)時(shí)，加載側(cè)向力。 測試結(jié)果評(píng)判耐久特性試驗(yàn)前后的阻尼力變化阻尼力變化不得超過 20%f+ 50n示功圖v0.524m/ s 時(shí)，波動(dòng)不得超過20%；v1.048m/ s 時(shí)，波動(dòng)不得超過40%。油耗無可視的泄漏，油霧化不超過加油量的15。油耗通過測量減振器在臺(tái)架試驗(yàn)前后的重量獲得。5減震器臺(tái)架的總體設(shè)計(jì)由上面的分析可知：減震

26、器的規(guī)格多種應(yīng)用于不同的汽車，這里選擇其中一種系列進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，其它規(guī)格可以此分析。在設(shè)計(jì)好之后，其它系列可根據(jù)臺(tái)架的調(diào)整實(shí)現(xiàn)。這里選用：工作缸直徑(mm)最大外：徑貯液缸最大外徑(mm)活塞桿直徑（mm）基本長l（mm）壓縮阻尼力(n)復(fù)原阻尼力(n)測試速度(m/s)溫度()行程s(mm)測試頻率（hz）406317160180050000.52201001.67 上表為減震器主要尺寸的選取壓縮到底長度l+s=160+100=260mm最大拉伸長度=160+200=360mm這是大眾轎車一般用的減震器： 圖5-1減震器的長度示意圖 圖5-2減震器連接件形狀尺寸d= 5.1減震器試驗(yàn)臺(tái)架介紹

27、減震器控制汽車模型，利用模糊推理單輪和撓動(dòng)觀測器。單輪車型，可以在這里從路面可被描述為一個(gè)非線性大約2度受激勵(lì)的自由制度。主動(dòng)控制設(shè)計(jì)的模糊控制的推測單輸入規(guī)則模塊模糊推理,和主動(dòng)控制力的加載機(jī)構(gòu)。從路面激勵(lì),利用一個(gè)擾動(dòng)觀測器來估計(jì),作為一個(gè)變量的先決條件部分的模糊控制規(guī)則。一個(gè)補(bǔ)償器的性能下降到延遲的機(jī)構(gòu)。主動(dòng)懸架系統(tǒng)的線性分析主要是基于最優(yōu)控制理論假定汽車模型描述為一個(gè)線性或近似線性系統(tǒng),（2000年,hrovat ；2004yoshimura給出的一種模型)。然而,當(dāng)汽車模型是一個(gè)復(fù)雜的模型，非線性和不確定性、非線性和智能主動(dòng)懸架系統(tǒng)的線性主動(dòng)懸架系統(tǒng),提出了采用模糊推理。我在這里只進(jìn)

28、行臺(tái)架設(shè)計(jì)，選用大眾汽車車身的部分也是，大眾車的四分之一。如下圖所示,通過電磁激震器，做動(dòng)力元件，模仿路面的不同工況。把減震器固定在兩板之間，板1連接在導(dǎo)柱1上進(jìn)行上下運(yùn)動(dòng)。導(dǎo)柱1有四個(gè)板4起固定作用，彈簧1有兩個(gè)是模仿大眾懸架彈簧設(shè)計(jì)，不過彈簧系數(shù)只有其二分之一。彈簧2有四個(gè)分別如圖所示，分布在板1兩邊，起保護(hù)臺(tái)架和對(duì)試驗(yàn)的補(bǔ)償作用。這里的所有導(dǎo)柱起固定和導(dǎo)航的作用。 圖5-3 減震器臺(tái)架示意圖由于是大眾轎車的四分之一，其質(zhì)量也約為，選擇鑄鋼密度設(shè)計(jì)加載質(zhì)量塊放在導(dǎo)柱1上。這里需要說明的是除質(zhì)量塊的質(zhì)量其它的板塊導(dǎo)柱1，導(dǎo)柱2的質(zhì)量，彈簧1，彈簧2的質(zhì)量，在沒加載之前，如圖5-3，都加載在板

29、2上最終加載在輪上面。彈簧2和板1留有510mm的間隙。也就是說加載質(zhì)量塊只加載在減震器和彈簧1上。這里用兩個(gè)質(zhì)量塊放在板1上 這里取導(dǎo)柱1 得出：可以根據(jù)不同個(gè)加載狀況設(shè)計(jì)不同的寬度，例如車坐上人就多出了人的質(zhì)量，再進(jìn)行計(jì)算，改變質(zhì)量塊的寬度。 圖5-4 加載質(zhì)量塊5.2電磁激振器的選擇激振器是整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力來源，模仿路面?zhèn)€汽車帶來的各種不同工況。這里選擇jzq系列。5.2.1用途jzq一系列電動(dòng)式激振器是一種電/機(jī)變換器，即將電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，對(duì)試件提供激振力的一種裝置。它配合kd57系列寬頻帶功率放大器再加上其它相關(guān)儀器，可廣泛地應(yīng)用于各種工程結(jié)構(gòu)如火箭、導(dǎo)彈、飛機(jī)、船舶、汽車、機(jī)床、火

30、車、礦山機(jī)械、房屋建筑等等，特別適用于樁基、橋梁、水壩等結(jié)構(gòu)的振動(dòng)試驗(yàn)。此外，它可以用作振動(dòng)臺(tái)，對(duì)小型儀表、零件等作環(huán)境振動(dòng)試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)以及對(duì)傳感器進(jìn)行校驗(yàn)。5.2.2工作原理當(dāng)功率放大器供給動(dòng)圈可變頻率電流時(shí)，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，可得到：f=0.102 bli10 （1） （2） 式中：為激振力f的最大幅值（牛頓），即所謂最大激振力b為工作氣隙中平均磁感應(yīng)強(qiáng)度（特斯拉）i為功率放大器供給的電流瞬時(shí)值（安培）為電流i的最大幅值（安培）l為切割磁力線的線圈導(dǎo)線的有效長度（米）（1）、（2）式可得到=f/i= =0.102bl10 （3）對(duì)于每一型號(hào)振動(dòng)臺(tái)，b、l均為常數(shù)，故即為定值。通常稱為振動(dòng)

31、臺(tái)的力常數(shù)。5.2.3電磁激振器參數(shù) 圖5-5電磁激振器 電磁激振器應(yīng)選擇激振力較大的,選擇jzq-50(江蘇省寶應(yīng)新力振動(dòng)儀器廠生產(chǎn)) 臺(tái)面頂桿總高長寬總質(zhì)量最大激振力最大激振頻率mmmm190mm200mm200mm5.3 車輪選擇和車輪上質(zhì)量的分析選擇普通的試驗(yàn)輪胎，輪胎在50260mm，輪胎寬在30200mm之間，在這選擇輪胎180mm,輪胎寬100mm，胎厚90mm 圖5-6 輪胎將車橋系統(tǒng)的質(zhì)量和輪胎的彈性考慮在內(nèi)，分析來自路面周期性沖擊的影響，作為單輪車振動(dòng)系統(tǒng) 圖5-7 單輪胎振動(dòng)模型運(yùn)動(dòng)方程式為： (1) 令，來自路面的周期性沖擊，是在汽車以速度v通過路面的波狀地帶時(shí)產(chǎn)生的。

32、通過激振器模擬速度v，的振動(dòng)，這時(shí)路面波形為，其位移的公式為 令， 代入（1）可以得到如下兩式： (2) (3)解（2）、（3）兩式得 把這兩個(gè)式子兩邊乘方相加再開方可得和的振幅比 (4)現(xiàn)將車身固有振動(dòng)的周期取為s。若用激振器模擬車的行駛速度為60公里/小時(shí)即相當(dāng)于m/s產(chǎn)生的振動(dòng)情況。另一方面，如果波狀路面的波長為8m，則汽車可在s內(nèi)通過。此時(shí)和，。當(dāng)時(shí)，對(duì)車身的振幅和加速度都沒有表現(xiàn)車輪胎彈性的效果。在這種情況下，橡膠輪胎與路面之間形成的附著力，有效地起著驅(qū)動(dòng)力的作用，而對(duì)空氣輪胎幾乎沒有什么不同。當(dāng)波形短時(shí)，情況就不一樣了。如波長由8m縮小到1.2m，則秒，。而當(dāng)值比此值大時(shí)，則輪胎的

33、彈性對(duì)減小車身振幅會(huì)起明顯的作用。這時(shí)振幅的絕對(duì)值較小到所以實(shí)際上車身振動(dòng)的振幅的差別是感覺不到的?？傊谶@種情況下，很明顯只有車身的懸架的彈力在其作用.波形短至12cm期s，。這時(shí)由于車身的振動(dòng)被縮小為路面凹凸振動(dòng)的倍，對(duì)于輪胎效果如何，實(shí)際上幾乎是感覺不出來的，而且輪胎的彈性使振幅大約減小到，懸架彈性進(jìn)一步使車身的振動(dòng)再較小到的程度?？傊?，可以認(rèn)為輪胎的彈性和懸架彈簧的彈力大體上具有同樣的吸收路面沖擊的能力。另外在計(jì)算中減震器和懸架彈簧并聯(lián)，其阻尼對(duì)懸架彈簧和輪胎有同等程度的影響。得到： 由此進(jìn)行計(jì)算，當(dāng)時(shí)可得 時(shí)， 時(shí)， 時(shí)， 另一方面可以看出，如果輪胎的即車身和車橋的振幅比等于路面波

34、形的振幅與沒有輪胎式車身的振幅之比。 彈簧下的車輪和車橋的質(zhì)量越大，其固有振動(dòng)頻率越低，（4）分母中，對(duì)具有與同樣的關(guān)系。與振動(dòng)時(shí)相反，為了減小車身的搖擺，彈簧下的質(zhì)量越大越好。但這樣做使汽車的行駛性能變壞。這是因?yàn)橐缘年P(guān)系表示的阻尼系數(shù)n減少了。這樣一來，車橋系統(tǒng)的自激振動(dòng)不可避免地要有所加強(qiáng)。另外，在車橋系統(tǒng)上，如果車輪的重量增加，則支承車身的懸架彈簧向下推壓車橋的加速度將減小。由于以上兩個(gè)原因，就產(chǎn)生了車輪要從波狀路面跳離的傾向，使汽車的行駛性能變壞。所以實(shí)際上車橋系統(tǒng)的質(zhì)量應(yīng)盡量減輕。但是在減震器的試驗(yàn)過程中是可以很大的，這樣就減少了減震器的橫向擺動(dòng)，這就只需要考慮對(duì)減震器的影響就可以

35、了。5.4彈簧的設(shè)計(jì)懸架彈簧在汽車行駛過程中，承受高頻往復(fù)壓縮運(yùn)動(dòng)，起著緩沖和減振作用，其質(zhì)量好壞對(duì)車輛平穩(wěn)性、安全性起著至關(guān)重要的作用。專業(yè)企業(yè)承包生產(chǎn)的汽車懸架彈簧表面平整光滑、規(guī)格尺寸規(guī)范、噴漆工藝水平高。家用車、乘用車對(duì)懸架彈簧性能要求較高，以達(dá)到減小噪聲、振動(dòng)小、彈性好、平穩(wěn)性好、舒適性好等特性；商用車（重型及超重型載貨車）需要高強(qiáng)度懸架彈簧。懸架彈簧的技術(shù)發(fā)展趨勢總體上為輕量化（高應(yīng)力）、高可靠性，懸架彈簧設(shè)計(jì)應(yīng)力普遍要求大于1000mpa，高的可達(dá)1200mpa。5.4.1彈簧1的設(shè)計(jì)采用兩邊對(duì)稱彈簧，都是壓縮彈簧，和減震器在車上的配合彈簧一樣。 彈簧的加工過程：卷簧回火(420

36、 , 40min) 磨端面拋丸處理壓并分選包裝入庫。 此減震器在車上的配合彈簧，這里 懸架彈簧一般用常用si-mn系列鋼60si2mna、55simnvb、55si2mn這個(gè)材料的應(yīng)力1000mpa ；這里選用普通鋼線swc 長度l=310mm f=1800/2=900n 有效行程h=50mm 用彈簧示性圖計(jì)算彈簧在自由狀態(tài)時(shí)p=0，f=0；安裝時(shí)，負(fù)荷，變形；工作時(shí)，載荷為，變形為 圖5-8 彈簧彈性示意圖計(jì)算主要尺寸旋轉(zhuǎn)比c=58 這里取c=8 已知 此鋼的切邊模量 =0.1 = 800/50=16代入數(shù)值 d12mm 材料直徑d取13mm 有效圈數(shù)取16外徑 圖5-9 彈簧1 彈簧1的自

37、由長度是根據(jù)減震器的安裝尺寸長度確定的。5.4.2彈簧2的確定彈簧2有四個(gè)，互相對(duì)稱如圖5-3所示，起補(bǔ)償振動(dòng)帶來的損失，2004yoshimura單輪模型要求，減震器的上下最大行程是50mm，這里只要保證 有效行程h=50mm由于小彈簧彈性系數(shù)比大彈簧還大因選擇較好的材料50crv 同理根據(jù)上面的公式的計(jì)算出 材料直徑 d=5mm有效圈數(shù) n=15外徑 d=61mm所以長度 ldn+h=75+50=125mm 5.4.3彈簧3的確定主要起保護(hù)電磁繼電器的作用，可以是彈簧，也可不是，要求非常的大。這里也進(jìn)行彈簧的設(shè)計(jì)。只要保證就可以，因?yàn)榭梢哉{(diào)點(diǎn)此激振器和板3的距離，這樣的話，的有效行程，長度

38、就不用確定。當(dāng)然，有效圈數(shù)也不用確定，彈簧的外徑自然不用確定只要根據(jù)要求選擇即可。 圖5-10 彈簧3彈簧系數(shù)k與中徑有效圈數(shù)成反比，與材料直接車正比，圖5-10所示，用35crmnb鋼中加入0.11%v ，根據(jù)與上面的計(jì)算相同。5.5導(dǎo)柱的設(shè)計(jì)導(dǎo)柱1、導(dǎo)柱2、導(dǎo)柱3可以是實(shí)心可以是空心，主要起導(dǎo)向作用，不承擔(dān)負(fù)載。5.5.1導(dǎo)柱1、2的設(shè)計(jì) 導(dǎo)柱1和2的功能一樣，可以是實(shí)心或空心 圖5-11 實(shí)心導(dǎo)柱1和空心的導(dǎo)柱1主要是根據(jù)減震器的長度進(jìn)行選擇長度，但是其末端要固定在板2上面，可以通過螺紋，在這里兩者都是通過焊接到板2上面。對(duì)于導(dǎo)柱2要有能固定彈簧2的物體，這里設(shè)計(jì)個(gè)環(huán)通過螺紋連接在導(dǎo)柱2

39、上。 圖5-12 固定彈簧2的環(huán)5.5.2導(dǎo)柱3的設(shè)計(jì)首先導(dǎo)柱3由四個(gè)導(dǎo)柱組成，分別對(duì)稱，多板1起導(dǎo)向作用，是通過焊接固定在板4上面即底座上。下端加大起一定的保護(hù)橫向擺動(dòng)作用。 圖5-13 導(dǎo)柱35.6板的設(shè)計(jì)對(duì)于四個(gè)板多選用45號(hào)鋼gb/t699-1999標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定45鋼抗拉強(qiáng)度為600mpa，屈服強(qiáng)度為355mpa，伸長率為16，斷面收縮率為40，沖擊功為39j。密度一般為5.6.1板1的設(shè)計(jì)對(duì)于板1在這里起固定減震器上端，加載塊安放和導(dǎo)向的作用。設(shè)計(jì)如下圖，配合導(dǎo)柱1、導(dǎo)柱2、導(dǎo)柱3，并能上下運(yùn)動(dòng)和有一定的剛度。厚度為15mm，長800mm，寬600mm，倒角10mm；中間半徑為9mm能安

40、放減振器，活塞桿直徑為17mm；兩個(gè)直徑為60mm的通孔配合導(dǎo)柱1；兩個(gè)直徑為30mm的通孔配合導(dǎo)柱2；四個(gè)直徑為50mm的通孔配合導(dǎo)柱3。 圖5-14 板15.6.2板2和板3的設(shè)計(jì) 圖5-15 板2 如圖5-15所示，減震器耳環(huán)如圖5-2所示能放進(jìn)的矩形，并不產(chǎn)生干涉。長取500mm，寬取300mm，倒角半徑為10mm。對(duì)于板3除去的矩形通孔和板2各尺寸相同。5.6.3板3的設(shè)計(jì)厚度為40mm，長800mm，寬600mm，倒角10mm； 圖5-16 板4板4主要起固定導(dǎo)桿3，和安放激振器、彈簧3的作用。板4即是底板普通的鑄鐵就可以，沒太大要求。5.7減震器輪胎鏈接件設(shè)計(jì) 圖5-17 銷釘 圖5-1 8 減震器輪胎連接件 主要是通過銷釘、減震器輪胎連接件的配合，連接減震器和輪胎，同時(shí)還承載著板3以上的全部重量。其設(shè)計(jì)尺寸也是根據(jù)減震器和所選輪胎確定，不產(chǎn)生干涉，和達(dá)到強(qiáng)度要求為目的。5.8主要