畢業(yè)設(shè)計(jì)—可舉升復(fù)合懸架性能分析與設(shè)計(jì)

1、<p>　　可舉升復(fù)合懸架性能分析與設(shè)計(jì)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1．緒論 …………………………………………………………1</p><p>　　1.1汽車懸架的功用和組成 …………………………………………………3</p><p>　　1.2汽車懸架的

2、分類 ……………………………………………4</p><p>　　1.3汽車懸架的設(shè)計(jì)要求………………………………………………………5</p><p>　　1.4油氣懸架及其特點(diǎn)</p><p>　　2．減振器結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定………………………………………………6</p><p>　　2.1 蓄能器內(nèi)氣體狀態(tài)參數(shù)的確定<

3、;/p><p><b>　　2.2活塞尺寸確定</b></p><p>　　2.3減振器伸縮范圍的確定</p><p>　　2.4活塞閥片變形與阻尼力的關(guān)系</p><p>　　3．減振器阻尼特性與剛度特性…………………………………………14</p><p>　　3.1 減振器的阻尼特性</p&

4、gt;<p>　　3.2考慮可調(diào)阻尼孔的減振器的阻尼特性</p><p>　　3.3 減振器的剛度特性</p><p>　　4．減振器位移特性與速度特性 </p><p><b>　　4.1數(shù)學(xué)模型</b></p><p><b>　　4.2圖中符號含義</b></p&

5、gt;<p>　　4.3流量系數(shù)的確定</p><p>　　5．可舉升液壓油路系統(tǒng) ……………………………………………44</p><p>　　5.1可舉升懸架的原理與技術(shù)特點(diǎn)</p><p>　　5.2可舉升懸架液壓系統(tǒng)的基本要求與設(shè)計(jì)方案</p><p><b>　　5.3液壓閥</b><

6、;/p><p><b>　　5.4閥體</b></p><p>　　6． 外文翻譯 …………………………………………………………52</p><p>　　致謝………………………………………………………………………………62</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………………………63</p

7、><p>　　附：外文翻譯原文………………………………………………………………64</p><p><b>　　緒 論</b></p><p>　　懸架是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動(dòng)，以保證汽車能平順地行駛。 　<

8、/p><p>　　1.1 汽車懸架的功用和組成</p><p>　　懸架的主要作用有以下幾個(gè)方面：</p><p><b>　　1.支撐車體；</b></p><p>　　2.控制車身和車輪的姿態(tài)，即控制高度、俯仰運(yùn)動(dòng)及側(cè)傾運(yùn)動(dòng)；</p><p>　　3.隔開車輪與車身，使路面不平對車輪的作用力得到

9、過濾和隔阻，不直接傳遞給車身，保持駕駛?cè)藛T的乘坐舒適性；</p><p>　　4.保持車輛在各種平衡力作用下的穩(wěn)定性；</p><p>　　5.控制輪胎與路面之間的垂直作用力。</p><p>　　懸架在上述作用中實(shí)現(xiàn)的車輛乘坐舒適性、操作性能、最小輪胎對道路垂直作用力等性能指標(biāo)要求往往是相互矛盾的，改變舒適性指標(biāo)，則可能影響操縱穩(wěn)定性與行駛安全性。因此，先進(jìn)的懸架

10、就是在車輛乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性相矛盾的方面尋找折中；在車輛乘坐舒適性、車輛安全性和生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性等之間尋求最合適的折中。</p><p>　　懸架系統(tǒng)是指由路面、輪胎、非懸掛質(zhì)量、懸架、懸掛質(zhì)量組成的一個(gè)整體。路面是車輛行駛的道路或越野地面。根據(jù)道路縱斷面平度測量數(shù)據(jù)的表示方法和路面分級標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)GB703-86《車輛振動(dòng)輸入路面平度表示方法》把路面按照功率譜密度分為A B C D E F G H八級。輪胎是車

11、輛的重要元件，通常為橡膠充氣輪胎，支承整車重量，緩和路面的沖擊傳遞，同路面共同作用產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力和制動(dòng)力，保持車輛正常的轉(zhuǎn)向行駛等功能。懸掛質(zhì)量是由懸架支承的質(zhì)量與懸架本身質(zhì)量的l／2之和；非懸掛質(zhì)量是由車輪、輪胎、車軸(橋)及裝配在它們上面的制動(dòng)器、差速器等的質(zhì)量與懸架本身質(zhì)量的l／2之和。</p><p>　　懸架是連接車架和車軸(橋)之間的所有元件的總成，通常意義上是由彈簧裝置、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等三部分元件組成

12、。雖然在車輛的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)上，組成懸架的各元件未必都以獨(dú)立的形式出現(xiàn)，但所體現(xiàn)的功能是各環(huán)節(jié)需要實(shí)現(xiàn)的。例如常用的縱置鋼板彈簧，既有彈簧裝置的功能，又兼?zhèn)淞藢?dǎo)向機(jī)構(gòu)的功能，所以常用的縱置鋼板彈簧懸架結(jié)構(gòu)不再單獨(dú)裝設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)元件。目前進(jìn)行較為廣泛研究的主動(dòng)懸架是將彈簧裝置和減振器合二為一的。本文研究的油氣懸架也是這種結(jié)構(gòu)形式。</p><p>　　典型的懸架結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減震器等組成，個(gè)別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊

13、、橫向穩(wěn)定桿等。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式，而現(xiàn)代轎車懸架多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，個(gè)別高級轎車則使用空氣彈簧。 </p><p>　　1.2 汽車懸架的分類</p><p>　　1. 剛性懸架、半剛性懸架和彈性懸架</p><p>　　根據(jù)車身和車軸(橋)之間有無懸架的連接方式可毗把懸架分為剛性懸架、半剛性懸架和彈性懸架。把輪胎也作

14、為一級減振元件考慮，又可以把剛性懸架分為有輪胎減振的剛性懸架和無輪胎減振的剛性懸架。半剛性懸架是對整車而言的，可能是前橋采用剛性懸架，后橋采用彈性懸架或者前橋采用彈性懸架，后橋采用剛性懸架。彈性懸架也可分為有輪胎減振的彈性懸架和無輪胎減振的彈性懸架。</p><p>　　2. 獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架</p><p>　　彈性懸架(通常直接稱之為懸架)按照結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可以分為獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架。

15、獨(dú)立懸架（Individual wheel suspension）是車輪通過各自獨(dú)立的懸架與車架（或車身）相連。</p><p><b>　　獨(dú)立懸架的特點(diǎn)是：</b></p><p>　　(1)車輛非懸掛質(zhì)量減小，乘座舒適性得到改善；</p><p>　?。?）在懸架彈性元件一定的變形范圍內(nèi)，兩側(cè)車輪可以單獨(dú)運(yùn)動(dòng)，互不影響，有助于消除前輪擺振

16、的不良現(xiàn)象；</p><p>　　（3）在結(jié)構(gòu)上便于實(shí)現(xiàn)車輛重心降低，提高車輛行駛穩(wěn)定性；</p><p>　　獨(dú)立懸架也存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高；保養(yǎng)、維修困難，輪胎磨損較大等缺陷。</p><p>　　獨(dú)立懸架廣泛地用于轎車，</p><p>　　非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是兩側(cè)車輪由一根整體式車架相連，車輪連同車橋一起通過彈性懸架懸掛在車架或

17、車身的下面。</p><p>　　非獨(dú)立懸架的特點(diǎn)是：</p><p>　　(1)采用剛性車軸(橋)，制造簡單。</p><p>　　(2)保養(yǎng)維修方便。</p><p>　　非獨(dú)立懸架存在非懸掛質(zhì)量大，左右車輪相互影響，車(軸)橋會(huì)傾斜等缺陷。</p><p>　　非獨(dú)立懸架廣泛用作貨車、載重車輛的前、后懸架。<

18、;/p><p>　　3.主動(dòng)懸架、被動(dòng)懸架和半主動(dòng)懸架</p><p>　　被動(dòng)懸架一懸架剛度和阻尼不可調(diào)，在特定工況下能獲得最佳行駛平順性和操縱穩(wěn)定性。</p><p>　　主動(dòng)懸架一以作動(dòng)器(液壓元件)代替彈簧和阻尼元件，作動(dòng)器接收控制指令、產(chǎn)生保證良好行駛性能的懸架力。缺點(diǎn)：能耗大、所需傳感器多、成本高。</p><p>　　半主動(dòng)懸架一性

19、價(jià)比介于主動(dòng)懸架和被動(dòng)懸架之間，已實(shí)現(xiàn)小批量裝車；半主動(dòng)懸架執(zhí)行器為可調(diào)阻尼減振器，其阻尼調(diào)節(jié)級別少則兩級，多則十幾級，接近阻尼系數(shù)連續(xù)可調(diào)。</p><p>　　1.3汽車懸架的設(shè)計(jì)要求</p><p>　　為實(shí)現(xiàn)汽車懸架的功用，對懸架提出以下設(shè)計(jì)要求：</p><p>　　1．保證汽車有良好的行駛平順性 </p><p>　　2．具有良好

20、的衰減振動(dòng)能力 </p><p>　　3．保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性 </p><p>　　4．汽車制動(dòng)或加速時(shí)要保證車身穩(wěn)定，減少車身縱傾，轉(zhuǎn)彎時(shí)車身側(cè)傾角要合適 </p><p>　　5．有良好的隔聲能力 </p><p>　　6．結(jié)構(gòu)緊湊、占用空間尺寸要小 </p><p>　　7．可靠地傳遞各種力，力矩，在滿足

21、零部件質(zhì)量要小的同時(shí), 還要保證有足夠的強(qiáng)度和壽命 </p><p>　　1.4 油氣懸架及其特點(diǎn)</p><p>　　油氣懸架指的是以油液傳遞壓力，用情性氣體(通常為氦氣，其化學(xué)符號為N2)作為彈性介質(zhì)，由蓄能器(相當(dāng)于氣體彈簧)和具有減振器功能的懸架缸組成。懸架缸內(nèi)部的節(jié)流孔、單向閥等，代替了通常的減振器元件，構(gòu)成的油氣懸架集彈性元件(通過渡體支承)和減振器功能下一體，形成一種獨(dú)特的懸

22、架系統(tǒng)。</p><p>　　油氣懸架的技術(shù)始于六十年代后期Karnopp發(fā)明的油氣減振器。七十年代末，Moulton Development Ltd的A.E.Moulton和A·Best在1979年進(jìn)行了油氣懸架的工程應(yīng)用和分析-并注冊了商標(biāo)“Hydragas”(油氣)。對油氣液體內(nèi)連式懸架進(jìn)行了性能、重量、成本和安裝方面的詳細(xì)研究分析．為油氣懸集研究的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。</p><

23、p>　　油氣懸架的結(jié)構(gòu)目前已經(jīng)發(fā)展成單氣室油氣分離式、取氣宣油氣分離式和油氣混臺(tái)式等多種商品化型式一油氣懸架的結(jié)構(gòu)最先應(yīng)用在德國和日本的重型車輛上-虬后逐步推廣應(yīng)用到軍用特種車輛、工程機(jī)械等車輛上。</p><p>　　油氣懸架之所能在上述軍用特種車輛(戰(zhàn)車和導(dǎo)彈運(yùn)輸車)、工程機(jī)械(全地同底盤汽車起重機(jī)、挖掘機(jī)、鏟運(yùn)機(jī))、賽車和礦用太型自卸車上得到應(yīng)用，主要是由油氣懸架的下列特點(diǎn)所決定的：</p>

24、;<p>　　(1)油氣懸架單位儲(chǔ)能比大，因而在重型車輛上采用油氣懸架有利于減輕懸架重量。如鋼板彈簧的單位重量儲(chǔ)能為760～1150N.cm/N，油氣彈簧則可達(dá)3300000N.cm/N (氮?dú)獬錃鈮毫?.0 MPa)。</p><p>　　(2)油氣懸槊具有非線性、變剛度和剛度漸增(減)性的特性，可以實(shí)現(xiàn)平坦路面(懸架動(dòng)行程小，剛度小)行駛平順，劣質(zhì)路面或非公路路面時(shí)(懸架動(dòng)行程大，剛度大)吸收較

25、多的沖擊能量，能使車輛保持一定的行駛速度。</p><p>　　(3)油、氣具有良好的吸振性能。</p><p>　　(4)車身可以實(shí)現(xiàn)懸架缸的同時(shí)或單獨(dú)高度調(diào)節(jié)，選到上、下升降．前、后升降和左、右升降的目的。這對改善車輛的通過性能和行駛性能十分重要。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了改變車輛的姿態(tài)角(接近角或離去角)，改善坡道行駛功能，提高車輛在橫坡種縱坡的穩(wěn)定性。</p><p>　　

26、(5)油氣懸架可以實(shí)行剛性閉鎖(油液可壓縮性比較小．可認(rèn)為是剛性懸架)，可使車輛承受太的載荷并能緩慢移動(dòng)。這對于在全路面起重機(jī)等特殊作業(yè)要求中，實(shí)現(xiàn)吊重物的就位作業(yè)等是十分有意義的。</p><p>　?。?)油氣懸架把減振器的功能融于懸架缸中，使得結(jié)構(gòu)布置簡化。</p><p>　　(7)各油氣懸架通過橫向連通或縱向連通，或者縱橫同時(shí)連通可以改善車輛的側(cè)傾運(yùn)動(dòng)(roll)和俯仰運(yùn)動(dòng)(Dl

27、toh)。</p><p>　?。?）有利于改善駕乘人員的舒適性，防止或減輕車載儀器儀表的振動(dòng)破壞。</p><p>　　(9)便于懸架系統(tǒng)系列化設(shè)計(jì)。只需少數(shù)幾種缸徑，匹配不同的充油量和充氣壓力，即可滿足不同車輛懸架系統(tǒng)變剛度特性之需要。</p><p>　　油氣懸架除了有上述優(yōu)點(diǎn)之外．也存在缺點(diǎn)：</p><p>　　(1)油氣懸架除了懸

28、架缸、蓄能器外，需要有液壓泵及實(shí)現(xiàn)上述功能的控制閥，相應(yīng)的電子、電氣控制器件等，因而成本相對較高。</p><p>　　(2)油、氣的密封和控制闊的閉鎖控制密封性要求高，因而加工精度要求高，</p><p><b>　　裝配要求高。</b></p><p>　　(3)維修、維護(hù)比較困難，并需配置一定的專用的設(shè)備(如充氣設(shè)備等)。</p&g

29、t;<p>　　上述特點(diǎn)說明，盡管按照車輛懸架分類方法把油氣懸架歸為被動(dòng)懸架，主要是因?yàn)橛蜌鈶壹芷饻p振作用的工作過程并不需要外部能量輸入。但油氣懸架的結(jié)構(gòu)型式已同主動(dòng)懸架相似，部分功能也達(dá)到了只有主動(dòng)懸架才能達(dá)到的功能，如車身高度調(diào)整對提高車輛通過性和改善行駛性能是非常重要的(其它結(jié)構(gòu)型式的被動(dòng)懸架無法實(shí)現(xiàn))，體現(xiàn)了夜壓技術(shù)在油氣懸架上應(yīng)用的特點(diǎn)。</p><p>　　第二章 減振器結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定&

30、lt;/p><p><b>　　圖1 減振器結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　蓄能器內(nèi)氣體狀態(tài)參數(shù)的確定</p><p>　　減振器未安裝到車體上時(shí)，不承受任何載荷的狀態(tài)，稱為自由狀態(tài)。此時(shí)蓄能器內(nèi)氣體的壓力和體積分別為Po和Vo：</p><p>　　Po=8個(gè)大氣壓，即Pa.</p><p>　

31、　Vo==3.14*5.12*5.12*10=823.1 cm= m</p><p>　　減振器安裝到車橋和車架之間，汽車靜止時(shí)，減振器承受靜載荷，此時(shí)蓄能器內(nèi)氣體壓力和體積分別為Ps和Vs：</p><p><b>　　Ps=，</b></p><p>　　M為懸掛質(zhì)量，以吉利遠(yuǎn)景1.8標(biāo)準(zhǔn)型為例，汽車整備質(zhì)量為1130kg，平均每個(gè)車輪承

32、受汽車重力的1/4,即282.5kg。可舉升復(fù)合懸架的減振器也承受汽車載荷，螺旋彈簧承受車輪載荷的3/4，減振器彈簧承受車輪載荷的1/4，即M=70.625kg</p><p>　　M=1130/4kg,Mg=692.1N ,</p><p>　　=A1-A2= 3.14 = </p><p><b>　　Ps= </b></p>

33、<p><b>　　=666.7</b></p><p>　　Vs== 3.03 </p><p>　　減振器工作時(shí)承受的載荷時(shí)刻在變化，蓄能器內(nèi)氣體的狀態(tài)參數(shù)也在不停的變化，任意時(shí)刻其壓力和體積為P、V：</p><p>　　V= Vs+（x為位移，向上為正）</p><p><b>　　= &l

34、t;/b></p><p><b>　　活塞尺寸確定</b></p><p>　　復(fù)原面 壓縮面</p><p><b>　　圖2 活塞面</b></p><p>　　壓縮行程液流通過三個(gè)大圓孔，其面積之和為Ay=3π

35、==84.78</p><p>　　復(fù)原行程液流通過六個(gè)小圓孔，其面積之和為Af=6π==83.08</p><p>　　壓縮面有6片薄閥片，每篇厚度為0.3mm，總厚度為1.8mm</p><p>　　復(fù)原面有9片薄閥片，每篇厚度為0.3mm，總厚度為2.7mm.</p><p>　　用CATIA三維繪圖軟件繪制活塞零件圖：</p&g

36、t;<p><b>　　壓縮面</b></p><p><b>　　復(fù)原面</b></p><p><b>　　活 塞</b></p><p>　　阻尼孔面積為，單向閥面積為，可調(diào)孔面積為。</p><p><b>　　=</b></p

37、><p><b>　　=</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　壓縮時(shí)通過孔總面積為，復(fù)原時(shí)通過孔總面積為。</p><p>　　=++= </p><p><b>　　=+=</b></p><p

38、>　　減振器伸縮范圍的確定</p><p>　　減振器自由狀態(tài)下，承受載荷為0，活塞桿可拉伸的最大長度=572.2mm</p><p>　　減振器承受最大載荷時(shí)，活塞桿被推至限位處，此時(shí)減振器長度=444.2mm</p><p>　　=-=128mm=12.8cm=0.128m</p><p>　　活塞閥片變形與阻尼力的關(guān)系</p

39、><p>　　圖3 活塞閥片受力與變形</p><p>　　根據(jù)《羅氏應(yīng)力應(yīng)變公式手冊》中關(guān)于環(huán)形圓板模型受力及應(yīng)變的關(guān)系，來求本文中活塞閥片在阻尼力作用下的變形：</p><p>　　環(huán)形圓板受力及應(yīng)變模型</p><p>　　環(huán)形圓板的撓度y為：</p><p>　　本文中活塞閥片的受力狀況符合外邊自由，內(nèi)邊固定的模

40、型：</p><p><b>　　其中：</b></p><p><b>　　查表可得公式：</b></p><p>　　運(yùn)用MATLAB求撓度y，假定活塞閥片單位面積受力q為，程序代碼：</p><p>　　%r:被計(jì)算量的徑向位置；r0:該均布載荷的起始位置處的徑向位置；</p>

41、<p>　　%t:板厚；D:平板常數(shù)；miu:泊松比；E:彈性模量；</p><p>　　% y 的閥片的法向撓度；</p><p>　　yb=0; thetaB=0; Mra=0;Qa=0;</p><p>　　q=-5*10^5; b=0.008; E=220*10^9; miu=0.31; t=0.0005; a=0.016;</p>

42、<p><b>　　r0=b;</b></p><p>　　D=E*(t^3)/12/(1-miu^2);</p><p>　　i=1; </p><p><b>　　r(i)=b; </b></p><p>　　while r(i)< a,</p><

43、p>　　F1(i)=(1+miu*a)/2*b/r(i)*log(r(i)/b)+(1-miu)/4*(r(i)/b-b/r(i));</p><p>　　F2(i)=1/4*(1-(b/r(i))^2*(1+2*log(r(i)/b)));</p><p>　　F3(i)=b/4/r(i)*((b/r(i))^2+1)*log(r(i)/b)+(b/r(i))^2-1;</p

44、><p>　　s(i)=r0/r(i);</p><p>　　G11(i)=1/64*(1+4*s(i)^2-5*s(i)^4-4*s(i)^2*(2+s(i)^2)*log(1/s(i)))*(r(i)-r0)^0; %r>r0; C2=0.25*(1-(b/a)^2*(1+2*log(a/b))); </p><p>　　C3=b/(4*a)*(((b

45、/a)^2+1)*log(a/b)+(b/a)^2-1);</p><p>　　C5=0.5*(1-(b/a)^2);</p><p>　　C6=b/(4*a)*((b/a)^2-1+2*log(a/b));</p><p>　　C8=0.5*(1-miu^2)*(a/b-b/a);</p><p>　　C9=b/a*((1+miu)/2*l

46、og(a/b)+(1-miu)/4*(1-(b/a)^2));</p><p>　　L11=1/64*(1+4*(r0/a)^2-5*(r0/a)^4-4*(r0/a)^2*(2+(r0/a)^2)*log(a/r0));</p><p>　　L14=1/16*(1-(r0/a)^4-4*(r0/a)^2*log(a/r0));</p><p>　　L17=0.25

47、*(1-(1-miu)/4*(1-(r0/a)^4)-(r0/a)^2*(1+(1+miu)*log(a/r0)))</p><p>　　Mrb=-q*a^2/C8*(C9/(2*a*b)*(a^2-r0^2)-L17)</p><p>　　Qb=q/(2*b)*(a^2-r0^2)</p><p>　　y(i)=yb+thetaB*r(i)*F1(i)+Mrb*r

48、(i)^2/D*F2(i)+Qb*r(i)^3/D*F3(i)-q*r(i)^4/D*G11(i);</p><p><b>　　i=i+1;</b></p><p>　　r(i)=r(i-1)+0.0001;</p><p><b>　　end </b></p><p>　　n=length(y)

49、;</p><p>　　plot(r(1:n),y)</p><p><b>　　求的撓度曲線：</b></p><p>　　最大撓度ymax為0.0065m，即6.5mm。</p><p>　　第三章 減振器的阻尼特性與剛度特性</p><p>　　1.減振器的阻尼特性</p>&

50、lt;p>　?。?）設(shè)活塞上下運(yùn)動(dòng)的速度為，則II 腔流入I腔的油液流量：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　II 腔流入I腔的油液流量</p><p><b>　　II 腔截面積</b></p><p><b>　　活塞運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)速度</b>

51、</p><p>　　復(fù)原行程中單向閥關(guān)閉，油液只有經(jīng)過阻尼孔流動(dòng)，根據(jù)實(shí)際液體的伯努利方程，經(jīng)過節(jié)流孔的流量公式為：</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　節(jié)流孔流量</b></p><p><b>　　節(jié)流孔的流量系數(shù)</b></p&

52、gt;<p><b>　　節(jié)流孔的截面積</b></p><p><b>　　ρ 油液密度</b></p><p>　　△P II腔和I腔之問的壓力差</p><p>　　復(fù)原行程的阻尼力為，其表達(dá)式為：</p><p><b>　?。?）</b></p

53、><p>　　將公式（1），（2），（3）綜合，且流經(jīng)節(jié)流孔的流量等于II腔流入I腔的流量，得到的復(fù)原行程阻尼力為：</p><p><b>　　（4）</b></p><p>　　壓縮行程中，單向閥和阻尼孔同時(shí)連通II腔和I腔，則I腔流入II腔的流量公式為：</p><p><b>　　（5）</b>

54、</p><p>　　Q 流經(jīng)節(jié)流孔和單向閥的總流量</p><p>　　節(jié)流孔的流量系數(shù)，并認(rèn)為單向閥的流量系數(shù)與節(jié)流孔相同</p><p>　　單向閥的有效過流面積</p><p>　　△P I腔和II腔的壓力差</p><p>　　將公式（1），（3），（5）綜合，得到的壓縮行程阻尼力為：</p>

55、;<p><b>　?。?）</b></p><p>　　公式(4)和(6)分別表示了油氣懸架復(fù)原行程和壓縮行程的阻尼力，復(fù)原行程和壓縮行程阻尼力的方向相反。</p><p>　　從公式(4)和(6)可以看到，油氣懸架復(fù)原行程和壓縮行程的阻尼力與懸架缸活塞的運(yùn)動(dòng)速度平方相關(guān)，阻尼力與速度是非線性的關(guān)系。這同傳統(tǒng)上假定認(rèn)為的阻尼力與速度呈線性關(guān)系的情況相差

56、較大，為了有針對性地進(jìn)行比較，對公式(4)、(6)進(jìn)行線性化，可以確定一個(gè)平均阻尼系數(shù)。用活塞復(fù)原行程和壓縮行程的平均速度代替項(xiàng)中的一個(gè)，則復(fù)原行程和壓縮行程阻尼力可以寫為：</p><p><b>　　復(fù)原行程阻尼力：</b></p><p><b>　　壓縮行程阻尼力：</b></p><p>　　令

57、</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　（8）</b></p><p><b>　　則有：</b></p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　式中，</

58、b></p><p>　　、 分別稱為復(fù)原行程和壓縮行程的平均線性阻尼系數(shù) 。</p><p>　?。?， 則分別稱為復(fù)原行程和壓縮行程的雙向阻尼比和等效平均線性阻尼系數(shù)。</p><p>　　分析公式(4)和(6)中油氣懸架復(fù)原行程和壓縮行程的阻尼力，可以看到，油氣懸架的阻尼力除了與懸架運(yùn)動(dòng)速度的平方相關(guān)外，還同懸架缸的三類結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，一是懸架缸

59、II腔截面積。二是節(jié)流孔面積，三是單向閥的有效過流面積。</p><p>　　油氣懸架的阻尼力與懸架缸II腔截面積的三次方成正比，說明其面積值對懸架阻尼力的影響大。I腔截面積，是由懸架缸直徑和活塞軒直徑確定的，這二個(gè)參數(shù)同時(shí)又是決定油氣懸架缸結(jié)構(gòu)的二個(gè)基本參數(shù)，其值不僅要考慮對阻尼力的影響，而且還要綜合其它因素統(tǒng)籌考慮。這里強(qiáng)調(diào)的是，綜合考慮這些因素時(shí)，需要特別注意由懸架缸直徑和活塞桿直徑?jīng)Q定的I腔截面積對油氣懸

60、架阻尼的影響。</p><p>　　懸架缸直徑和活塞桿直徑這二個(gè)基本參數(shù)確定以后，節(jié)流孔面積和單向閥的有效過流面積則是油氣懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)中需要著重研究和考慮的二個(gè)重要參數(shù)。顯然，這二個(gè)參數(shù)和它們之問的相互關(guān)系決定了懸架的阻尼特性。油氣懸架結(jié)構(gòu)參數(shù)對阻尼的影響可用下表表示。</p><p>　　結(jié)構(gòu)參數(shù)對懸架阻尼的影響</p><p>　　運(yùn)用MATLAB對減振器阻

61、尼特性進(jìn)行仿真，求的阻尼力隨時(shí)間的變化曲線，m文件：t=0:0.001:10</p><p><b>　　% 仿真信號v,x</b></p><p>　　% v為仿真時(shí)輸入的速度信號，頻率為f，振幅為2πfA</p><p>　　% x為仿真時(shí)輸入的位移信號</p><p><b>　　A=3</b>

62、;</p><p><b>　　f=0.5</b></p><p>　　v=2*pi*f*A*sin(2*pi*f*t)</p><p>　　x=A*(1-cos(2*pi*f*t))</p><p><b>　　%以下為參數(shù)取值</b></p><p>　　% rho為油液

63、密度</p><p><b>　　% Cd為流量系數(shù)</b></p><p>　　% A01為阻尼孔面積</p><p>　　% A02為單向閥面積</p><p>　　% A2為有桿腔截面積</p><p><b>　　rho=0.8 </b></p><

64、;p><b>　　Cd=0.62</b></p><p><b>　　A01=0.04</b></p><p><b>　　A02=0.06</b></p><p><b>　　A2=9.42</b></p><p><b>　　Q=A2.

65、*v</b></p><p>　　Az=A01+A02.*(0.5-0.5.*sign(v))</p><p>　　DP=rho/2.*Q./(Cd.*Az)</p><p><b>　　Fr=DP.*A2</b></p><p>　　plot(t,Fr)</p><p><b&

66、gt;　　Fr-t曲線：</b></p><p>　　阻尼力Fr隨位移x的變化關(guān)系為減振器的阻尼特性，運(yùn)用MATLAB進(jìn)行仿真，m文件：</p><p>　　t=0:0.001:10</p><p><b>　　% 仿真信號v,x</b></p><p>　　% v為仿真時(shí)輸入的速度信號，頻率為f，振幅為2π

67、fA</p><p>　　% x為仿真時(shí)輸入的位移信號</p><p><b>　　A=3</b></p><p><b>　　f=0.5</b></p><p>　　v=2*pi*f*A*sin(2*pi*f*t)</p><p>　　x=A*(1-cos(2*pi*f*t

68、))</p><p><b>　　%以下為參數(shù)取值</b></p><p>　　% rho為油液密度</p><p><b>　　% Cd為流量系數(shù)</b></p><p>　　% A01為阻尼孔面積</p><p>　　% A02為單向閥面積</p><

69、p>　　% A2為有桿腔截面積</p><p><b>　　rho=0.8 </b></p><p><b>　　Cd=0.62</b></p><p><b>　　A01=0.04</b></p><p><b>　　A02=0.06</b><

70、;/p><p><b>　　A2=9.42</b></p><p><b>　　Q=A2.*v</b></p><p>　　Az=A01+A02.*(0.5-0.5.*sign(v))</p><p>　　DP=rho/2.*Q./(Cd.*Az)</p><p><b&g

71、t;　　Fr=DP.*A2</b></p><p>　　plot(x,Fr)</p><p><b>　　Fr-x曲線：</b></p><p>　　1.減振器的靜剛度特性</p><p>　　根據(jù)油氣懸架物理模型，活塞在任一位置時(shí)的力平衡方程為：</p><p><b>　

72、?。?0）</b></p><p>　　蓄能器中氣體的狀態(tài)方程為：</p><p><b>　　= </b></p><p>　　令活塞從靜平衡位置向上移動(dòng)距離x，蓄能器內(nèi)氣體體積為：</p><p><b>　　V= Vs+</b></p><p>　　活塞質(zhì)量

73、很小，可忽略不記，則I腔內(nèi)壓力與蓄能器內(nèi)氣體壓力P相等，即</p><p>　　== （11）</p><p>　　從靜平衡位置緩慢地移動(dòng)活塞，可以看做是等溫過程，則</p><p><b>　　r=1</b></p><p>　　==

74、 （12）</p><p>　　設(shè)懸架支承的懸掛質(zhì)量為M，靜平衡狀態(tài)蓄能器內(nèi)的氣體壓力為：</p><p><b>　?。?3）</b></p><p><b>　　=-</b></p><p><b&g

75、t;　　g 重力加速度</b></p><p>　　將（11）、（12）、（13）帶入（10）得：</p><p>　　== = （14）</p><p>　　對公式（14）求導(dǎo)，則可得油氣懸架剛度K值：</p><p><b>　　=N/m</b></p><p>

76、　　用MATLAB畫K-x圖像：</p><p>　　第四章 減振器的速度特性與位移特性</p><p>　　油氣懸架是以油液傳遞壓力，用惰性氣體(通常為氮?dú)猓浠瘜W(xué)符號為)作為彈性介質(zhì)的一種新型懸架系統(tǒng)。它由蓄能器(蓄能器內(nèi)氣體相當(dāng)了彈簧)和懸架缸(相當(dāng)于液壓減振器)等組成，將傳統(tǒng)懸架的彈簧元件和減振器功能集于一體。由于懸架缸同空氣彈簧、鋼質(zhì)螺旋彈簧一樣，只能承受軸向載荷，所以油氣懸架中

77、必須設(shè)置縱向和橫向拉桿或者斜向推拉桿系組成導(dǎo)向機(jī)構(gòu)來傳遞牽引力和制動(dòng)力等。油氣懸架的功能同傳統(tǒng)的被動(dòng)懸架(由彈簧和減振器組成)所起的基本功能是一樣的，但是由于油氣懸架引入了液壓傳動(dòng)及其控制技術(shù)，形成了區(qū)別于傳統(tǒng)被動(dòng)懸架的新特點(diǎn)，如采用油氣懸架的車輛可以實(shí)現(xiàn)車身的高度調(diào)節(jié)、實(shí)現(xiàn)剛性懸架功能等等。</p><p>　　油氣懸架的性能對車輛的行駛平順性、車輪動(dòng)載荷及懸架動(dòng)行程等動(dòng)力學(xué)性能有直接的影響。為了能對油氣懸架的

78、性能進(jìn)行描述和評價(jià)，需要把油氣懸架抽象、簡化成物理模型，然后根據(jù)物理模型，應(yīng)用剛體力學(xué)理論．建立油氣懸架的動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型。油氣懸架的特性本質(zhì)上是非線性的，根據(jù)不同的目的，建立油氣懸架的復(fù)雜非線性數(shù)學(xué)模型或者線性化為線性數(shù)學(xué)模型，才能用于油氣懸架的性能分析及參數(shù)設(shè)計(jì)。建立符合懸架系統(tǒng)實(shí)際，便于分析、計(jì)算的數(shù)學(xué)模型一直是國內(nèi)外車輛動(dòng)力學(xué)研究的主要方法和重要課題，也是油氣懸架系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究。</p><p><b

79、>　　數(shù)學(xué)模型</b></p><p>　　為了研究油氣懸架的性能，建立描述其本質(zhì)特征的物理模型是理論研究最重要的基礎(chǔ)。把油氣懸架的阻尼孔簡化為一固定節(jié)流孔，把鋼球開啟、閉合的結(jié)構(gòu)簡化為一單向閥。下圖是根據(jù)簡化后的油氣懸架物理模型。</p><p><b>　　1 活塞桿</b></p><p><b>　　2 缸筒

80、</b></p><p><b>　　3 單向閥</b></p><p><b>　　4 阻尼孔</b></p><p><b>　　5 活塞</b></p><p><b>　　6 浮動(dòng)活塞</b></p><p>　

81、　圖4 油氣懸架物理模型</p><p><b>　　2. 圖中符號含義</b></p><p>　　P1，A1，V1 I腔油液壓力、截面積和容積</p><p>　　P2，A2，V2 II腔油液壓力、截面積和容積</p><p>　　P，A，V 蓄能器氣體壓力、氣體容積</p><

82、p>　　Q1 流經(jīng)單向閥和阻尼孔的流量</p><p><b>　　A01阻尼孔面積</b></p><p>　　A02單向閥有效過流面積</p><p>　　x，v懸架缸位移、速度</p><p>　　F懸架缸活塞桿輸出力，拉力為正，壓力為負(fù)</p><p>　　油氣懸架在外部信號激勵(lì)下，

83、活塞組件和缸筒之間要產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，假設(shè)活塞桿固定不動(dòng)，只是缸筒相對于活塞運(yùn)動(dòng)。設(shè)油氣懸架受外部激勵(lì)的輸入信號為正弦波，其位移用x表示，速度為v，它們是時(shí)間的函數(shù)。 油氣懸架活塞桿的輸出力方程：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　式中：F 油氣懸架活塞桿輸出力</p><p><b>　　I腔油液壓力&l

84、t;/b></p><p><b>　　II腔油液壓力</b></p><p><b>　　I腔截面積</b></p><p><b>　　II腔截面積</b></p><p>　　根據(jù)節(jié)流小孔理論，流經(jīng)阻尼孔和單向閥的節(jié)流孔流量方程：</p><p&

85、gt;<b>　?。?）</b></p><p><b>　　油液密度</b></p><p><b>　　阻尼孔面積</b></p><p><b>　　單向閥有效過流面積</b></p><p><b>　　流量系數(shù)</b><

86、;/p><p>　　缸簡相對于活塞的輸入速度</p><p>　　通過阻尼孔和單向闊的流量，且由下式表示：</p><p><b>　?。?）</b></p><p>　　蓄能器內(nèi)氣體狀態(tài)方程：</p><p><b>　　（4）</b></p><p>

87、　　令活塞從靜平衡位置向上移動(dòng)距離x，蓄能器內(nèi)氣體體積為：</p><p>　　V= Vs+ （5）</p><p><b>　　流量系數(shù)的確定</b></p><p>　　按照圖4所示的物理模型，II腔與III腔之間的節(jié)流孔通常是直徑為d

88、的小孔，如下圖5所示：</p><p>　　圖5 短管型節(jié)流孔 </p><p>　　考慮活塞桿的強(qiáng)度和穩(wěn)定性剛度，其壁厚需要一定的厚度；為了工藝簡單，通常采用直通孔作為節(jié)流孔。根據(jù)流體力學(xué)，液體通過節(jié)流孔的型式是按照節(jié)流孔的長細(xì)比(L／d)來劃。節(jié)流孔長細(xì)比L／d<0．5，稱為薄壁節(jié)流小孔；長細(xì)比L／d>4，稱為細(xì)長節(jié)流小孔；介于薄壁節(jié)流小孔和細(xì)長節(jié)流小孔之間

89、的節(jié)流孔稱為短孔（0.5<L／d<4)。因此，懸架缸的節(jié)流孔通常屬于短孔。液體經(jīng)過短孔的流量系數(shù)不能套用薄壁小孔的平均流量系數(shù)，而是需要根據(jù)短孔的情況確定。短孔的平均流量系數(shù)0按以下經(jīng)驗(yàn)公式得到：</p><p><b>　?。?）</b></p><p><b>　　(7)</b></p><p><b

90、>　　式中</b></p><p><b>　　L 節(jié)流孔的長度</b></p><p><b>　　d 節(jié)流孔的直徑</b></p><p>　　液體在節(jié)流孔內(nèi)流動(dòng)時(shí)的雷諾數(shù)。</p><p>　　液體在節(jié)流孔內(nèi)的流動(dòng)分為層流和紊流。對于圓管內(nèi)的液體流動(dòng)，可根據(jù)流體的雷諾數(shù)來判

91、斷。一般來說，<2300為層流，>2300則為紊流。液體在節(jié)流孔內(nèi)流動(dòng)的雷諾數(shù)，可由下式確定：</p><p><b>　　式中</b></p><p><b>　　ρ 油液密度</b></p><p>　　v 流經(jīng)阻尼孔油液流速</p><p><b>　　μ 油液動(dòng)力粘度&

92、lt;/b></p><p>　　根據(jù)公式(6)和(7)，可以用曲線表示出流量系數(shù)和的關(guān)系，如圖6所示，雖然圖上表示的流量系數(shù)仍然是近似的，但對于設(shè)計(jì)目的來說已經(jīng)足夠。流量系數(shù)的取值范圍一般在0．60—0．816之間。為了簡化，本文統(tǒng)一取流量系數(shù)q為0．62。需要進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算時(shí)，可用經(jīng)驗(yàn)公式(6)和(7)直接計(jì)算。 </p>&

93、lt;p>　　圖6 短孔型節(jié)流孔的流量系數(shù) </p><p>　　蓄能器及其氣體多變指數(shù)的確定</p><p><b>　　1 殼體</b></p><p><b>　　2 提升閥</b></p><p><b>　　3 皮囊</b></p><p&

94、gt;<b>　　4 充氣閥</b></p><p>　　圖7 液—?dú)馄つ沂叫钅芷鹘Y(jié)構(gòu)圖</p><p>　　在快速加載時(shí)，把蓄能器內(nèi)氣體變化看成一個(gè)絕熱過程；而在緩慢加載時(shí)，把蓄能器內(nèi)氣體變化看成一個(gè)等溫過程。對理想氣體，氣體多變指數(shù)r在等溫過程時(shí)r=l，絕熱過程時(shí)r=l.4。實(shí)際氣體的性能同理想氣體存在顯著的偏離。通過對隨時(shí)間和溫度的油氣懸架系統(tǒng)進(jìn)行了理論研究和試

95、驗(yàn)研究。氣體壓力變化范圍為20MPa~40Mpa,溫度變化范圍為20K~520K。研究結(jié)果表明，蓄能器內(nèi)氣體的壓縮量最大可達(dá)到20％。因此，在壓力范圍變化大，環(huán)境溫度或?qū)嶋H工作溫度變化較大的情況下要考慮實(shí)際氣體的狀態(tài)方程。</p><p>　　油氣懸架性能的計(jì)算機(jī)仿真</p><p>　　公式(1)~(5)建立了描述油氣懸架性能的復(fù)雜非線性數(shù)學(xué)模型。由于數(shù)學(xué)模型是一組復(fù)雜關(guān)系、相互聯(lián)系的方

96、程，采用數(shù)學(xué)解析方法是難以求得其解。依據(jù)所建立的數(shù)學(xué)模型，借助于現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)，編制計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行仿真，求得其數(shù)字解是目前常用的方法之一。仿真的目的在于，根據(jù)物理模型建立的數(shù)學(xué)模型，求解有關(guān)變量，揭示油氣懸架的動(dòng)力學(xué)特性，從而實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及相應(yīng)的期望性能的驗(yàn)算。所編制的計(jì)算機(jī)仿真程序和仿真結(jié)果的正確性，還需經(jīng)過試驗(yàn)驗(yàn)證和實(shí)踐的檢驗(yàn)。經(jīng)過驗(yàn)證和實(shí)踐考核的模型-具有理論指導(dǎo)意義，可以將它推廣或應(yīng)用到其它類型結(jié)構(gòu)的油氣懸架的研究

97、中去。仿真不受試驗(yàn)條件限制，可以進(jìn)行試驗(yàn)中不易實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)參數(shù)驗(yàn)證。此外，還可減少試驗(yàn)費(fèi)、材料費(fèi)?？s短試驗(yàn)過程時(shí)間。</p><p>　　MATLAB是由美國The MATH WORKS Inc．開發(fā)的被稱為第四代計(jì)算機(jī)語言的數(shù)學(xué)軟件，具有數(shù)值計(jì)算功能、符號計(jì)算功能、數(shù)據(jù)可視化功能等。本文所采用的仿真軟件MATLAB7.0／Simulink3．0版本包含有控制系統(tǒng)工具箱(Control SystemsToolbox

98、)、優(yōu)化工具箱(Optimization Toolbox)、信號處理工具箱(Signs]Processing Toolbox)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱(Neural Network Toolbox)等。該軟件提供豐富的矩陣運(yùn)算、圖形繪制、數(shù)據(jù)處理、圖象處理。軟件編程及運(yùn)行均基于WINDOWS環(huán)境。</p><p>　　本研究依據(jù)油氣懸架的數(shù)學(xué)模型，應(yīng)用MATLAB／SIMULINK平臺(tái)自行編制了專用仿真軟件modle 1

99、。在MATLAB環(huán)境下，用戶只需輸入待仿真油氣懸架的結(jié)構(gòu)參數(shù)尺寸、信號的頻率、位移或速度的幅值。仿真結(jié)果以圖形或數(shù)據(jù)的方式輸出。</p><p>　　在modle 1中，不論是節(jié)流孔還是單向閥，其流量系數(shù)均按q=0.62計(jì)算，氣體狀態(tài)方程的指數(shù)r按絕熱狀態(tài)取為1.4。</p><p>　　仿真的輸入、輸出信號</p><p>　　為了分析的方便性，油氣懸架輸入激勵(lì)信

100、號采用正弦信號，其表達(dá)式為</p><p>　　A 正弦信號的幅值</p><p>　　f 正弦信號的頻率</p><p><b>　　t 時(shí)間 </b></p><p>　　根據(jù)車輛典型的信號頻率變化，選擇仿真輸入信號的頻率在0.1lHz~15Hz，幅值在5mm~50mm之間進(jìn)行同一頻率、不同幅值和同一幅值、

101、不同頻率的仿真計(jì)算。</p><p>　　用油氣懸架的位移特性和速度特性曲線圖，即油氣懸架活塞桿輸出力與相對應(yīng)的激勵(lì)信號的位移及速度之問的關(guān)系曲線圖表示油氣懸架的性能。用懸架的位移特性和速度特性曲線表示懸架性能是車輛動(dòng)力學(xué)研究懸架的一般表示方法，其結(jié)果便于與其它結(jié)構(gòu)型式的懸架性能進(jìn)行比較。同時(shí)以I腔、II腔壓力、蓄能器內(nèi)氣體壓力等中間值輸出，以便與試驗(yàn)測試值對比，有利于確定正確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對試驗(yàn)有指導(dǎo)作用。<

102、;/p><p><b>　　MATLAB程序</b></p><p>　?。?）.輸出力F與時(shí)間的關(guān)系</p><p>　　t=0:0.001:10</p><p><b>　　% 仿真信號v,x</b></p><p>　　% v為仿真時(shí)輸入的速度信號，頻率為f，振幅為2πfA

103、</p><p>　　% x為仿真時(shí)輸入的位移信號</p><p><b>　　A=3</b></p><p><b>　　f=0.5</b></p><p>　　v=2*pi*f*A*sin(2*pi*f*t)</p><p>　　x=A*(1-cos(2*pi*f*t))

104、</p><p><b>　　%以下為參數(shù)取值</b></p><p>　　% rho為油液密度</p><p>　　% r為氣體多變指數(shù)</p><p><b>　　% Cd為流量系數(shù)</b></p><p>　　% A1為無桿腔截面積</p><p&g

105、t;　　% A2為有桿腔截面積</p><p>　　% A01為阻尼孔面積</p><p>　　% A02為單向閥面積</p><p>　　% Vs為靜平衡時(shí)氣室體積</p><p>　　% Ps為靜平衡時(shí)氣室壓強(qiáng)</p><p><b>　　rho=0.8 </b></p><

106、;p><b>　　r=1.4</b></p><p><b>　　Cd=0.62</b></p><p><b>　　A1=12.56</b></p><p><b>　　A2=9.42</b></p><p><b>　　A01=0.04

107、</b></p><p><b>　　A02=0.06</b></p><p><b>　　Vs=80</b></p><p><b>　　Ps=4</b></p><p><b>　　%以下為參數(shù)方程</b></p><p

108、><b>　　S=A1-A2</b></p><p><b>　　V=Vs+S.*x</b></p><p>　　% V為減振器工作時(shí)氣室的體積</p><p>　　P=Ps.*(Vs.^r)./(V.^r)</p><p>　　% P為減振器工作時(shí)氣室的壓強(qiáng)</p><p

109、><b>　　P1=P</b></p><p>　　% P1為減振器工作時(shí)無桿腔的壓強(qiáng)</p><p><b>　　Q1=A2.*v</b></p><p>　　% Q1為通過阻尼孔和單向閥的油液流量</p><p>　　J=A01+A02.*(0.5-0.5.*sign(v))</p&

110、gt;<p>　　% J為活塞通過孔的總面積</p><p>　　P2=P1+0.5.*rho.*Q1.*sign(v)/Cd.*J</p><p>　　% P1為減振器工作時(shí)有桿腔的壓強(qiáng)</p><p>　　F=P2.*A2-P1.*A1</p><p>　　% F活塞桿輸出力，拉力為正，壓力位負(fù)</p><

111、;p><b>　　plot(t,F)</b></p><p><b>　　F-t曲線：</b></p><p>　　（2）.用plot(v,F)語句的到輸出力F與速度v的關(guān)系，即減振器速度特性：</p><p>　?。?）.用plot(x,F)語句的到輸出力F與速度v的關(guān)系，即減振器位移特性：</p>

112、<p><b>　　第七章 外文翻譯</b></p><p>　　汽車減振器參數(shù)化模型的發(fā)展和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證</p><p>　　作者KIRK SHAWN RHOADES</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　這篇論文描述了汽車減振器的一個(gè)參數(shù)化模型的實(shí)現(xiàn)過程。研究的

113、目標(biāo)是創(chuàng)造一個(gè)可以準(zhǔn)確地預(yù)測阻尼力的減振器模型來作為學(xué)生型方程式賽車團(tuán)隊(duì)的一個(gè)設(shè)計(jì)工具。這項(xiàng)關(guān)于單筒充氣減振器研究適合于學(xué)生型方程式賽車的應(yīng)用。</p><p>　　這個(gè)模型考慮到了減振器中每一個(gè)單獨(dú)的流通路徑，并且建立了對每一個(gè)流通路徑的流通阻力模型。閥片組的撓度由一個(gè)力平衡方程計(jì)算出并且與流通阻力相關(guān)。這些方程產(chǎn)生一個(gè)可以用牛頓的迭代方法求解的非線性方程組。</p><p>　　這個(gè)模

114、型的目標(biāo)是創(chuàng)建準(zhǔn)確的力-速度和力-位移關(guān)系并用于檢驗(yàn)。應(yīng)用一個(gè)震動(dòng)測力計(jì)使模型與真實(shí)的減振器數(shù)據(jù)聯(lián)系起來以驗(yàn)證準(zhǔn)確性。通過一個(gè)有效的模型，組件包括常通孔、活塞孔、壓縮和復(fù)原閥片是不同的以獲得減振器阻尼力效果的了解。</p><p><b>　　一、減振器功能特性</b></p><p><b>　　1.減振器的構(gòu)造</b></p>

115、<p>　　要理解減振器的工作過程第一步是要弄清楚減振器的各個(gè)組成部件是如何相互作用產(chǎn)生阻尼力的。下面本文將對減振器的組成和功用做一個(gè)簡單的介紹。減振器的參數(shù)特性通常由力-速度和力-位移曲線給出。關(guān)于這些圖形的更詳細(xì)的描述將在這一部分給出。</p><p>　　有許多類型的汽車懸架減振器，其作用通常是用來緩和沖擊。這其實(shí)是一個(gè)誤稱，因?yàn)闇p振器實(shí)際上并不能緩和沖擊，這是懸架彈簧的作用。眾所周知，一個(gè)彈簧振

116、子系統(tǒng)在沒有能量耗散時(shí)會(huì)做永久的簡諧振動(dòng)，其中彈簧與振子的勢能與動(dòng)能分別地相互轉(zhuǎn)化。在這篇論文的目的中，減振器的術(shù)語將會(huì)被使用。減振器的功能就是消除系統(tǒng)動(dòng)能并將其轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。</p><p>　　減振器的構(gòu)造有許多類型：雙筒減振器，單筒帶或不帶蓄能器的減振器，甚至中間有一個(gè)桿的減振器類型。在這篇論文的目的中，單筒的不帶蓄能器的減振器將被用于實(shí)驗(yàn)。</p><p>　　不同類型的減振器的另一

117、個(gè)主要區(qū)別時(shí)其外部適應(yīng)性的特征。有的減振器裝配后仍可以被調(diào)節(jié)。汽車通常使用不可調(diào)節(jié)的減振器。相反地，在賽車中使用的減振器通常有一定程度的可調(diào)節(jié)性。既然這項(xiàng)研究的焦點(diǎn)是幫助賽車懸架設(shè)計(jì)，這種單筒減振器具有可調(diào)性。</p><p>　　圖1 單筒減振器的組成</p><p>　　圖1顯示了單筒減振器的主要組成元件，外部可調(diào)減振器。這種減振器包含一個(gè)在充滿油液的圓筒中運(yùn)動(dòng)的活塞總成。減振器的

118、外罩包含了所有的內(nèi)部元件。一個(gè)裝配完全的減振器被分為三個(gè)壓力腔：氣室、復(fù)原腔和壓縮腔。氣室與壓縮腔通過一個(gè)浮動(dòng)活塞分開。這個(gè)浮動(dòng)活塞將氣室中的氣體與液體分隔開來，在壓縮腔與復(fù)原腔室中，典型的液體是油液。減振器中應(yīng)用最多的氣體是氮?dú)?，因?yàn)槠洳慌c油液發(fā)生反應(yīng)。它對溫度相對地不敏感并且不含水蒸氣。</p><p>　　壓縮腔是位于浮動(dòng)活塞與連桿活塞之間的那一部分體積。復(fù)原腔是有活塞桿的那一部分體積。壓縮腔與復(fù)原腔完全地

119、被油液充滿，在這里應(yīng)用的是典型的是5W重的油液。</p><p>　　活塞與活塞桿相連，活塞桿通過一個(gè)用來保持油液的密封裝置。桿密封裝置同時(shí)阻止灰塵和其他污染物進(jìn)入復(fù)原腔影響內(nèi)部油液的流動(dòng)。活塞在其外罩上也有一個(gè)密封裝置位于其外徑和內(nèi)徑之間。這個(gè)密封裝置將壓縮腔與復(fù)原腔分隔開來。</p><p>　　圖1所示的球型支座是用來將減振器安裝在車體上。在未對減振器施加彎曲應(yīng)力時(shí)，它們允許一定的裝

120、配誤差。在賽車的應(yīng)用上，減振器的活塞桿一般連接在車橋上，而套筒的另一面一般連接在車架上以減少不定質(zhì)量的變化幅度。</p><p>　　2.減振器的一般工作過程</p><p>　　減振器有兩個(gè)典型的工作行程：壓縮行程與復(fù)原行程。這兩個(gè)行程每一個(gè)都將被單獨(dú)試驗(yàn)。圖2所示的是壓縮行程模型。</p><p>　　圖2 壓縮行程流通圖</p><p>

121、;　　在壓縮行程中，液體有壓縮腔流入復(fù)原腔。由于油液具有很強(qiáng)的不可壓縮性，活塞桿進(jìn)入復(fù)原腔，復(fù)原腔和壓縮腔中油液和活塞桿的體積之和必然增大。為了適應(yīng)這種體積增大，浮動(dòng)活塞在氣室中壓縮氮?dú)?，氣體壓縮的體積與活塞桿進(jìn)入的體積相同。單筒減振器同時(shí)具有壓縮氣室以保持一個(gè)提升的油液壓力的優(yōu)點(diǎn)，這可以幫助阻止油液空穴的形成。模型分析顯示活塞一英寸的位移只引起氣室壓力四到十磅/平方英寸的改變，根據(jù)氣室初始壓力而不同。這個(gè)小的壓力改變意味著一個(gè)幾乎相同

122、的壓力施加在壓縮腔力的液壓油液上。氣室中的壓力用Pg表示。</p><p>　　氣室中的壓力顯示出一個(gè)氣體彈簧效果。力等于活塞桿的面積與Pg的乘積，這個(gè)力一直作用在活塞桿上。氣體彈簧效果是與活塞速度無關(guān)的，但與位移十分相關(guān)，并與加速度有微弱的關(guān)聯(lián)。在壓縮行程中氣體彈簧力是不斷增大的。</p><p>　　壓縮行程中總的流量是三個(gè)流通路徑的綜合。這些流量與壓力腔之間的壓力差有關(guān)。復(fù)原腔中的壓

123、力用Pr表示，壓縮腔中的壓力用Pc表示。在壓縮行程中，Pc大于Pr，這個(gè)壓力差使油液由壓縮腔進(jìn)入復(fù)原腔，并產(chǎn)生阻尼力。流通路徑和各腔壓力在圖2中顯示并在下面解釋。</p><p>　　第一條流通路徑是常通孔。常通孔流通路徑開始于壓縮腔活塞桿的終點(diǎn)處，結(jié)束于復(fù)原腔活塞一面的活塞桿處。常通孔的尺寸是可以通過圖2所示的活塞桿中的可動(dòng)針閥調(diào)節(jié)的。針閥可以通過圖1所示的常通孔調(diào)節(jié)器旋入或旋出。常通孔可以被調(diào)節(jié)成全開以減少阻

124、尼至全閉增大阻尼。改變針閥的幾何形狀或尺寸也可以改變常通孔的流量。常通孔在低速減振中起首要作用因?yàn)檫@個(gè)孔常開，與活塞速度無關(guān)。</p><p>　　第二條流通路徑是活塞孔流通路徑?；钊琢魍窂酵ㄟ^活塞上的固定直徑孔，再通過變形后允許流通的薄閥片組?；钊琢魍窂接蓧嚎s閥片或閥片組控制。為了簡化，在圖2中至顯示了一個(gè)閥片，壓縮閥中的液流通過復(fù)原閥片中的一個(gè)孔。復(fù)原閥中的孔取消了在活塞中開一個(gè)流通路徑的必要，并且這

125、是一個(gè)允許閥流通的簡單的方式，降低了活塞制造的復(fù)雜性。</p><p>　　提高速度可以降低復(fù)原腔的壓力和增大油液流通速度。不同的壓力引起不同的閥片變形。壓縮閥片，位于復(fù)原腔，根據(jù)活塞的速度限制液流的流通面積。速度增大，閥片變形增大，從而液流流通面積增大。Pv被定義為在活塞孔通道內(nèi)部的壓力。</p><p>　　第三條流通路徑是在活塞與套筒內(nèi)壁之間密封裝置的泄露。泄露流通至少在重要性上不如