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(hào)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(duì)車輪的作用力得到

9、過(guò)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(duì)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(cè)量數(shù)據(jù)的表示方法和路面分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)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(jí)。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(jí)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(wú)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(jí)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(wú)輪胎減振的剛性懸架。半剛性懸架是對(duì)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(wú)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(guò)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>　　（2）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>　?。?）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(guò)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(jiǎn)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(jí)別少則兩級(jí)，多則十幾級(jí)，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(duì)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(hào)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(guò)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(cè)了商標(biāo)“Hydragas”(油氣)。對(duì)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(guó)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?jī)?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(duì)改善車輛的通過(guò)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?。烧J(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(duì)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>　　（6)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(jiǎn)化。</p><p>　　(7)各油氣懸架通過(guò)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(duì)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(shuō)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(guò)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(duì)提高車輛通過(guò)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(wú)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?？膳e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(guò)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(guò)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(guò)孔總面積為，復(fù)原時(shí)通過(guò)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(zhǎng)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(zhǎng)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(cè)》中關(guān)于環(huán)形圓板模型受力及應(yīng)變的關(guān)系，來(lái)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(guò)阻尼孔流動(dòng)，根據(jù)實(shí)際液體的伯努利方程，經(jīng)過(guò)節(jié)流孔的流量公式為：</p><p><b>　　（2）</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(wèn)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>　?。?）</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>　?。?）</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(guò)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>　　（6）</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(duì)性地進(jìn)行比較，對(duì)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>　?。?）</b></p><p><b>　　則有：</b></p><p><b>　　（9）</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(guò)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(shuō)明其面積值對(duì)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(duì)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(duì)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(guò)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(wèn)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(duì)阻尼的影響可用下表表示。</p><p>　　結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)懸架阻尼的影響</p><p>　　運(yùn)用MATLAB對(duì)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(hào)v,x</b></p><p>　　% v為仿真時(shí)輸入的速度信號(hào)，頻率為f，振幅為2πfA</p><p>　　% x為仿真時(shí)輸入的位移信號(hào)</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(hào)v,x</b></p><p>　　% v為仿真時(shí)輸入的速度信號(hào)，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(hào)</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(guò)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(duì)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)?，其化學(xué)符號(hào)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(lái)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(duì)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(duì)油氣懸架的

78、性能進(jìn)行描述和評(píng)價(jià)，需要把油氣懸架抽象、簡(jiǎn)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(guó)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(jiǎn)化為一固定節(jié)流孔，把鋼球開啟、閉合的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化為一單向閥。下圖是根據(jù)簡(jiǎn)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(hào)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(guò)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(hào)激勵(lì)下，

83、活塞組件和缸筒之間要產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，假設(shè)活塞桿固定不動(dòng)，只是缸筒相對(duì)于活塞運(yùn)動(dòng)。設(shè)油氣懸架受外部激勵(lì)的輸入信號(hào)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>　　（1）</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(guò)流面積</b></p><p><b>　　流量系數(shù)</b><

86、;/p><p>　　缸簡(jiǎn)相對(duì)于活塞的輸入速度</p><p>　　通過(guò)阻尼孔和單向闊的流量，且由下式表示：</p><p><b>　　（3）</b></p><p>　　蓄能器內(nèi)氣體狀態(tài)方程：</p><p><b>　?。?）</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?qǐng)D4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(jiǎn)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(guò)節(jié)流孔的型式是按照節(jié)流孔的長(zhǎng)細(xì)比(L／d)來(lái)劃。節(jié)流孔長(zhǎng)細(xì)比L／d<0．5，稱為薄壁節(jié)流小孔；長(zhǎng)細(xì)比L／d>4，稱為細(xì)長(zhǎng)節(jié)流小孔；介于薄壁節(jié)流小孔和細(xì)長(zhǎng)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(guò)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(zhǎng)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(duì)于圓管內(nèi)的液體流動(dòng)，可根據(jù)流體的雷諾數(shù)來(lái)判

91、斷。一般來(lái)說(shuō)，<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(duì)于設(shè)計(jì)目的來(lái)說(shuō)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(jiǎn)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(guò)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(guò)程。對(duì)理想氣體，氣體多變指數(shù)r在等溫過(guò)程時(shí)r=l，絕熱過(guò)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(guò)對(duì)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(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證和實(shí)踐的檢驗(yàn)。經(jīng)過(guò)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(guò)程時(shí)間。</p><p>　　MATLAB是由美國(guó)The MATH WORKS Inc．開發(fā)的被稱為第四代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的數(shù)學(xué)軟件，具有數(shù)值計(jì)算功能、符號(hào)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(hào)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(hào)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(hào)</p><p>　　為了分析的方便性，油氣懸架輸入激勵(lì)信

100、號(hào)采用正弦信號(hào)，其表達(dá)式為</p><p>　　A 正弦信號(hào)的幅值</p><p>　　f 正弦信號(hào)的頻率</p><p><b>　　t 時(shí)間 </b></p><p>　　根據(jù)車輛典型的信號(hào)頻率變化，選擇仿真輸入信號(hào)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(duì)應(yīng)的激勵(lì)信號(hào)的位移及速度之問(wèn)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(cè)試值對(duì)比，有利于確定正確的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)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(hào)v,x</b></p><p>　　% v為仿真時(shí)輸入的速度信號(hào)，頻率為f，振幅為2πfA

103、</p><p>　　% x為仿真時(shí)輸入的位移信號(hào)</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(wú)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(wú)桿腔的壓強(qiáng)</p><p><b>　　Q1=A2.*v</b></p><p>　　% Q1為通過(guò)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(guò)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>　?。?）.用plot(v,F)語(yǔ)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(yǔ)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(guò)程。研究的

113、目標(biāo)是創(chuàng)造一個(gè)可以準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)阻尼力的減振器模型來(lái)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(duì)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(cè)力計(jì)使模型與真實(shí)的減振器數(shù)據(jù)聯(lián)系起來(lái)以驗(yàn)證準(zhǔn)確性。通過(guò)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(guò)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(duì)減振器的組成和功用做一個(gè)簡(jiǎn)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(lái)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(méi)有能量耗散時(shí)會(huì)做永久的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，其中彈簧與振子的勢(shì)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(yǔ)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(guò)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(lái)，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(duì)溫度相對(duì)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(guò)一個(gè)用來(lái)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)?；钊谄渫庹稚弦灿幸粋€(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(lái)。</p><p>　　圖1所示的球型支座是用來(lái)將減振器安裝在車體上。在未對(duì)減振器施加彎曲應(yīng)力時(shí)，它們?cè)试S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(guò)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)猓瑲怏w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?jí)毫Χ煌＿@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(wú)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(guò)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(guò)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(wú)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^(guò)活塞上的固定直徑孔，再通過(guò)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(jiǎn)化，在圖2中至顯示了一個(gè)閥片，壓縮閥中的液流通過(guò)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(jiǎn)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