減振器機(jī)構(gòu)類型及主要參數(shù)的選擇計算

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上4.7減振器機(jī)構(gòu)類型及主要參數(shù)的選擇計算4.7.1分類 懸架中用得最多的減振器是內(nèi)部充有液體的液力式減振器。汽車車身和車輪振動時，減振器內(nèi)的液體在流經(jīng)阻尼孔時的摩擦和液體的粘性摩擦形成了振動阻力，將振動能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽⑸l(fā)到周圍空氣中去，達(dá)到迅速衰減振動的目的。如果能量的耗散僅僅是在壓縮行程或者是在伸張行程進(jìn)行，則把這種減振器稱之為單向作用式減振器，反之稱之為雙向作用式減振器。后者因減振作用比前者好而得到廣泛應(yīng)用。 根據(jù)結(jié)構(gòu)形式不同，減振器分為搖臂式和筒式兩種。雖然搖臂式減振器能夠在比較大的工作壓力(1020MPa)條件下工作，但由于它的工作特性受活塞磨損和工作溫度

2、變化的影響大而遭淘汰。筒式減振器工作壓力雖然僅為2.55MPa，但是因?yàn)楣ぷ餍阅芊€(wěn)定而在現(xiàn)代汽車上得到廣泛應(yīng)用。筒式減振器又分為單筒式、雙筒式和充氣筒式三種。雙筒充氣液力減振器具有工作性能穩(wěn)定、干摩擦阻力小、噪聲低、總長度短等優(yōu)點(diǎn)，在轎車上得到越來越多的應(yīng)用。 設(shè)計減振器時應(yīng)當(dāng)滿足的基本要求是，在使用期間保證汽車行駛平順性的性能穩(wěn)定。4.7.2相對阻尼系數(shù) 減振器在卸荷閥打開前，減振器中的阻力F與減振器振動速度之間有如下關(guān)系 (451)式中，為減振器阻尼系數(shù)。圖437b示出減振器的阻力速度特性圖。該圖具有如下特點(diǎn)：阻力速度特性由四段近似直線線段組成，其中壓縮行程和伸張行程的阻力速度特性各占兩段

3、；各段特性線的斜率是減振器的阻尼系數(shù)，所以減振器有四個阻尼系數(shù)。在沒有特別指明時，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。通常壓縮行程的阻尼系數(shù)與伸張行程的阻尼系數(shù)不等。圖437 減振器的特性a) 阻力一位移特性 b)阻力一速度特性汽車懸架有阻尼以后，簧上質(zhì)量的振動是周期衰減振動，用相對阻尼系數(shù)的大小來評定振動衰減的快慢程度。的表達(dá)式為 (452)式中，c為懸架系統(tǒng)垂直剛度；為簧上質(zhì)量。 式(452)表明，相對阻尼系數(shù)的物理意義是：減振器的阻尼作用在與不同剛度c和不同簧上質(zhì)量的懸架系統(tǒng)匹配時，會產(chǎn)生不同的阻尼效果。值大，振動能迅速衰減，同時又能將較大的路面沖擊力傳到車身；值小則反之。通

4、常情況下，將壓縮行程時的相對阻尼系數(shù)取得小些，伸張行程時的相對阻尼系數(shù)取得大些。兩者之間保持 (0.250.50) 的關(guān)系。 設(shè)計時，先選取與的平均值。對于無內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，取0.250.35；對于有內(nèi)摩擦的彈性元件懸架，值取小些。對于行駛路面條件較差的汽車，值應(yīng)取大些，一般取0.3；為避免懸架碰撞車架，取0.5。4.7.3減振器阻尼系數(shù)的確定減振器阻尼系數(shù)。因懸架系統(tǒng)固有振動頻率，所以理論上。實(shí)際上應(yīng)根據(jù)減振器的布置特點(diǎn)確定減振器的阻尼系數(shù)。例如，當(dāng)減振器如圖438a安裝時，減振器阻尼系數(shù)用下式計算圖438 減振器安裝位置 (453)中，n為雙橫臂懸架的下臂長；a為減振器在下橫臂上的連

5、接點(diǎn)到下橫臂在車身上的鉸接之間的距離。減振器如圖438b所示安裝時，減振器的阻尼系數(shù)占用下式計算 (454)式中，a為減振器軸線與鉛垂線之間的夾角。減振器如圖438c所示安裝時，減振器的阻尼系數(shù)用下式計算 (455)分析式(653)式(654)可知：在下橫臂長度n不變的條件下，改變減振器在下橫上的固定點(diǎn)位置或者減振器軸線與鉛垂線之間的夾角。，會影響減振器阻尼系數(shù)的變化。別的資料插入的4.7.4最大卸荷力的確定為減小傳到車身上的沖擊力，當(dāng)減振器活塞振動速度達(dá)到一定值時，減振器打開卸荷。此時的活塞速度稱為卸荷速度。在減振器安裝如圖438b所示時 (456)式中，為卸載速度，一般為0.150.30m

6、/s；A為車身振幅，取±40mm，為懸架振動固有頻率。如已知伸張行程時的阻尼系數(shù)，載伸張行程的最大卸荷力。4.7.5簡式減振器工作缸直徑D的確定根據(jù)伸張行程的最大卸荷力計算工作缸直徑D （457）式中，為工作缸最大允許壓力，取34Mpa；為連桿直徑與缸筒直徑之比，雙筒式減振器取0.400.50，單筒式減振器取0.300.35。減振器的工作缸直徑D有20、30、40、（45）、50、65mm等幾種。選取時應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)選用。貯油筒直徑（1.351.50）D，壁厚取為2mm，材料可選20號鋼。4.8橫向穩(wěn)定桿設(shè)計計算為了降低汽車的固有振動頻率以改善行駛平順性，現(xiàn)代轎車懸架的垂直剛度值都較小，從

7、而使汽車的側(cè)傾角剛度值也很小，結(jié)果使汽車轉(zhuǎn)彎時車身側(cè)傾嚴(yán)重，影響了汽車的行駛穩(wěn)定性。為此，現(xiàn)代汽車大多都裝有橫向穩(wěn)定桿來加大懸架的側(cè)傾角剛度以改善汽車的行駛穩(wěn)定性。橫向穩(wěn)定桿在獨(dú)立懸架中的典型安裝方式如圖439所示。當(dāng)左右車輪同向等幅跳動時，橫向穩(wěn)定桿不起作用；當(dāng)左右車輪有垂向的相對位移時，穩(wěn)定桿受扭，發(fā)揮彈性元件的作用。橫向穩(wěn)定桿帶來的好處除了可增加懸架的側(cè)傾角剛度，從而減小汽車轉(zhuǎn)向時車身的側(cè)傾角外，如前所述，恰當(dāng)?shù)剡x擇前、后懸架的側(cè)傾角剛度比值，也有助于使汽車獲得所需要的不足轉(zhuǎn)向特性。通常，在汽車的前、后懸架中都裝有橫向穩(wěn)定桿，或者只在前懸架中安裝。若只在后懸架中安裝，則會使汽車趨于過多轉(zhuǎn)

8、向。橫向穩(wěn)定桿帶來的不利因素有：當(dāng)汽車在坑洼不平的路面行駛時，左右輪之間有垂向相對位移，由于橫向穩(wěn)定桿的作用，增加了車輪處的垂向剛度，會影響汽車的行駛平順性。圖439橫向穩(wěn)定桿的安裝示意圖在有些懸架中，橫向穩(wěn)定桿還兼起部分導(dǎo)向桿系的作用，其余情況下則在設(shè)計時應(yīng)當(dāng)注意避免與懸架的導(dǎo)向桿系發(fā)生運(yùn)動干涉。為了緩沖隔振和降低噪聲，橫向穩(wěn)定桿與車輪及車架的連接處均有橡膠支承。當(dāng)橫向穩(wěn)定桿用于整體橋非獨(dú)立懸架時，其側(cè)傾角剛度與車輪處的等效側(cè)傾角剛度相等。當(dāng)用于獨(dú)立懸架時(參見圖439)，橫向穩(wěn)定桿的側(cè)傾角剛度與車輪處的等效側(cè)傾角剛度之間的換算關(guān)系可如下求出：設(shè)汽車左右車輪接地點(diǎn)處分別作用大小相等，方向相反

9、的垂向力微量，在該二力作用下左右車輪處的垂向位移為，相應(yīng)的穩(wěn)定桿端部受到的垂向力和位移分別為和，由于此時要考察的是穩(wěn)定桿在車輪處的等效側(cè)傾角剛度，因而不考慮懸架中彈簧的作用力，則必然有與所做的功相等，即 （458）而作用在穩(wěn)定桿上的彎矩和轉(zhuǎn)角分別為 (459) （460）式中橫向穩(wěn)定桿的角剛度為 （461）同理可得在車輪的等效角剛度為 （462）式中輪距。將式（462）和式（458）代入式（461）得到 （463）由于連接點(diǎn)處橡膠件的變形，穩(wěn)定桿的側(cè)傾角剛度會減小約1530。當(dāng)穩(wěn)定桿兩端受到大小相等、方向相反的垂向力作用時(參見圖440)，其端點(diǎn)的垂向位移可用材料力學(xué)的辦法求出，具體為 （46

10、4）式中材料的彈性模量，Mpa；穩(wěn)定桿的截面慣性矩，；穩(wěn)定桿的直徑，mm； 端點(diǎn)作用力，N；端點(diǎn)位移，mm。其余各量意義見圖440。由式（464）可得到穩(wěn)定桿的角剛度 （465）圖440橫向穩(wěn)定桿計算用簡圖當(dāng)角剛度給定時，可求得所需要的穩(wěn)定桿直徑為 （446）一般情況下，如圖440所示的穩(wěn)定桿的最大應(yīng)力發(fā)生在截面B的內(nèi)側(cè)(其原理與螺旋彈簧內(nèi)側(cè)扭轉(zhuǎn)應(yīng)力大于外側(cè)類似)，其大小與月處的圓角半徑只有關(guān)，因?yàn)镽決定了此處的曲度系數(shù)。對于穩(wěn)定桿，最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力不應(yīng)超過700MPa，亦即700Mpa （447）式中曲度系數(shù)，； 彈簧指數(shù)，。 由式(446)和及的表達(dá)式，可求出需要的最小圓角半徑R。通常為了減小扭轉(zhuǎn)應(yīng)力，推薦R的取值不小于1.25d。 其他位置的應(yīng)力一般都小于B截面內(nèi)側(cè)的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。如果圖440中支承點(diǎn)C的位置很靠近中心，則C截面處同時受到彎矩和扭矩的作用，可能產(chǎn)生較大的主應(yīng)力，當(dāng)圖中(a+b)的值接近或超過2時，則應(yīng)校核該處的主應(yīng)力。 B