机车车辆油压减震器设计(共28页).doc

精选优质文档-----倾情为你奉上毕业论文题 目： 机车车辆油压减振器设计 原所在系： 土木工程系 原专业班级：建筑设备工程技术 转入后班级：铁道机车车辆转二班 姓 名： 李阔 指导老师： 李颖 完成日期： 2012.04.10 山东职业学院毕业论文评审表指导教师：论文成绩：指导教师评语： 指导教师签名：年 月 日复审人：论文复审成绩： 复审人评语： 复审人签名：年 月 日山东职业学院毕业论文答辩情况记录 答 辩 题 目对学生回答问题的评语正确基本正确经提示回答不正确未回答答辩委员会（或小组）评语：答辩成绩： 答辩负责人签名： 年 月 日系毕业论文领导小组审核意见： 组长签名：年 月 日 注：毕业论文总成绩中，指导成绩占40%，复审成绩占20%，答辩成绩占40%专心---专注---专业目 录摘 要油压减振器是铁道机车车辆上的一个重要部件。

由于机车车辆的车轮与钢轨面之间是钢对钢的接触，因此，车轮表面的不规则和轨道的不平顺都直接经车轮传到悬挂部件上去 ，使机车车辆各部分高频和低频振动如果这种振动不经过减振器来衰减，就会降低机械部件的结构强度和使用寿命，恶化运行品质油压减振器其性能优劣直接影响到行车的安全性和舒适性尤其近年来我国铁路进入一个飞速发展时期，特别是在铁路跨越式发展政策的指引下，我国铁路将会进入一个全新的发展阶段由于铁路的提速和城市轨道交通的迅速发展，凸显出对高性能液压减振器的需求，但国内生产的液压减振器还不能满足这种需求，这种状况是由于减振器试验设备落后造成的因此，研制高速列车减振器试验台就具有十分重要的实际意义，因此，有必要使用性能良好的减振器 关键词：机车车辆，油压减振器，阻力特性，分析，参数第1章 前言人类的交通史也是人类的发展史展望新世纪，以轮轨系统为主体的我国高速及超告诉列车线路将形成纵横全国的网络此外，在常速下常导型磁悬浮列车特别宁静，毫无污染，而且投资小于地铁，在未来城市交通中，将受到居民的热烈欢迎过去，由于列车运行的速度比较低，减振器的作用不太明显，因此，人们对其没有给予足够的重视，所应用的减振器性能比较低。

如今，“高速重载”是铁路营运的发展方向，随着列车提速进程的加快，机车、车辆运营中出现了很多前所未有的问题，有的在更换减振器后，问题得到了解决鉴于液压减振器作为机车车辆走行机构的重要组成部件之一，其性能优劣直接影响到机车车辆运行的稳定性和安全性因此，在机车车辆运行过程当中必须确保减振器能够保持其性能的可靠性和稳定性所以对于油压减振器的性能提高是刻不容缓的故下面就油压减振器阻力特性进行了分析，提出了实现拉伸和压缩对称特 性的措施以及新型油压减振器主要技术参数、作用原理和结构特点的简单介绍，并分析了油压减振器的阻尼特性与阻尼系数的关系，并简介了油压减振器应采用的新的试验方法第2章 油压减振器分类从不同的角度出发，可以把液压系统分成不同的形式1）按油液的循环方式，液压系统可分为开式系统和闭式系统开式系统是指液压泵从油箱吸油，油经各种控制阀后，驱动液压执行元件，回油再经过换向阀回油箱这种系统结构较为简单，可以发挥油箱的散热、沉淀杂质作用，但因油液常与空气接触，使空气易于渗入系统，导致机构运动不平稳等后果开式系统油箱大，油泵自吸性能好闭式系统中，液压泵的进油管直接与执行元件的回油管相连，工作液体在系统的管路中进行封闭循环。

其结构紧凑，与空气接触机会少，空气不易渗入系统，故传动较平稳工作机构的变速和换向靠调节泵或马达的变量机构实现，避免了开式系统换向过程中所出现的液压冲击和能量损失但闭式系统较开式系统复杂，因无油箱，油液的散热和过滤条件较差为补偿系统中的泄漏，通常需要一个小流量的补油泵和油箱由于单杆双作用油缸大小腔流量不等，在工作过程中会使功率利用下降，所以闭式系统中的执行元件一般为液压马达2）按系统中液压泵的数目，可分为单泵系统，双泵系统和多泵系统3）按所用液压泵形式的不同，可分为定量泵系统和变量泵系统变量泵的优点是在调节范围之内，可以充分利用发动机的功率，但其结构和制造工艺复杂，成本高，可分为手动变量、尽可能控变量、伺服变量、压力补偿变量、恒压变量、液压变量等多种方式4）按向执行元件供油方式的不同，可分为串联系统和并联系统串联系统中，上一个执行元件的回油即为下一个执行元件的进油，每通过一个执行元件压力就要降低一次在串联系统中，当主泵向多路阀控制的各执行元件供油时，只要液压泵的出口压力足够，便可以实现各执行元件的运动的复合但由于执行元件的压力是叠加的，所以克服外载能力将随执行元件数量的增加而降低并联系统中，当一台液压泵向一组执行元件供油时，进入各执行元件的流量只是液压泵输出流量的一部分。

流量的分配随各件上外载荷的不同而变化，首先进入外载荷较小的执行元件，只有当各执行元件上外载荷相等时，才能实现同时动作此外，还有新型油压减振器，新型油压减振器包括一系悬挂用垂向油压减振器，二系悬挂用垂向、横向和抗蛇行油压减振器，以及用于连接车体并驱动制动单元的耦合减振器全液压传动机械性能的优劣，主要取决于液压系统性能的好坏，包括所用元件质量优劣，基本回路是否恰当等系统性能的好坏，除满足使用功能要求外，应从液压系统的效率、功率利用、调速范围和微调特性、振动和噪声以及系统的安装和调试是否方便可靠等方面进行现代工程机械几乎都采用了液压系统，并且与电子系统、计算机控制技术结合，成为现代工程机械的重要组成部分第3章 油压减振器阻力特性分析节 1.01 3.1 液压减振器阻力特性的计算 液压减振器按照液流方向可以分为油液单向循环流动和双向往复流动 2种类型它们的基本动作都是拉伸和压缩当活塞杆相对于缸筒作拉伸和压缩运动时，内部的油液通过节流孔在流动的过程中产生阻力，耗散能量 3.1.1 拉伸和压缩时的阻力介绍 减振器拉伸时，阻力计算简图如图1所示对活塞杆处液流截面和节流孔处截面利用利方程可推导更为明显这表明垂向减振器安装方式在减小车辆垂向振动的同时，更能有效地抑制车辆的横向振动。

图3-1为安装横向减振器时车辆前后端平稳性指标的变化情况从计算结果来看,安装横向减振器时,当阻尼系数小于100kNs／m时，随着阻尼系数的增大，车辆前后端的横向平稳性指标显著下降，但垂向有所增大；当阻尼系数达到100kNs／m时，继续增加阻尼系数各观察点的平稳性指标变化不大图3-1 安装横向减振器时车辆平稳性（a）前端；（b）后端表 1是同时安装横向和垂向减振器的计算结果当横向和垂向阻尼系数达到50KN.S/M 时,车辆的横向和垂向平稳性指标同时明显下降在车辆之间安装适当的横向和垂向减振器可明显减小由线路不平顺随机激扰所引起的列车振动响应不管是垂向还是横向减振器都是在抑制车辆的横向振动方面更有效果当横向和垂向减振器同时安装时，垂向振动也可以得到较好的抑制 出拉伸阻力表达式为： （1）式中：——活塞上部液流的截面积；——液体的重率 ； ——孔口流量系数 ； ——节流孔面积 ； ——活塞运动速度 上式表示拉 伸阻力与运动速度的平方成正 比， 与 节流孔面积的平方成反比 减振器压缩时， 计算简图如图3-1-2（b）所示 与拉伸时的情况相仿， 同样 由伯努利方程可得流经节流孔 1与 2 的流量公式： （2）压缩阻力的计算公式为： （3）式中：—— 活塞杆截面积；——节流孔2处流量系数；——节流孔2处节流面积 。

比较式(3)与式(1)可见，如果拉伸和压缩的节流孔面积相同，则式(3)可表示为： （4）从上式可看出压缩阻力大于拉伸阻力拉伸和 压 缩方 向的阻力是不对称的，对于双向流动的减振器，要使拉伸和压缩方 向的阻力特性对称，就必须分别设 置拉伸和压缩时的节流孔面积 图3-2(a)拉伸时的计算简图(b)压缩时的计算简图3.1.2单向流动减振器的拉伸和压缩阻力 单向流动减振器的计算简图如图 3所示 与前面 的分析相似 ， 经过节流孔 1 的流量 Q 为： 式中： —— 活塞运动速度 ； ——活塞上部的油压截面积 拉伸阻力为： （5）当减振器压缩时，活塞上的单向阀开启，底阀上的单向阀关闭，P=P，此时经过节流孔1的流量为： 式中： ——活塞下部油压的截面积； ——活塞杆的截面积 所以压缩阻力为： （6）由式(5)与式(6)可知，当时，，即当活塞杆的截面积等于压力缸的截面积的一半时，阻力有对称性实际上，几乎所有的单向流动减振器都具有拉压对称特性。

图3-3单向流动减振器的计算减图节 1.02 3.2 影响减振器阻力特性的主要因素 3.2.1 节流阀的结构和参数 不同类型的节流阀， 其结构虽然各不相同， 但基本 参数主要都是初始节流孔、可变节流孔、 弹簧的刚度和 弹簧的初压缩力3.2.2 结构参数对阻力特性的影响 1 节流孔的面积 变化对阻力特性的影响各种结构参数的影响最终表现在节流孔面积随压力的变化上， 以下对图 3-2-1的节流阀考虑几种特例进行分析 1 )设弹簧的刚度非常小， 且初压缩力近于 0 ， 此 时节流孔的面积为常数 ， 即由式( 5 )知，拉伸阻力为 ： （7）其中， 常数，即阻力与速度平方成正比 ( 2 )设可动心阀上的节流孔=0，弹簧初压力为0，节流。