4.7减振器机构类型及主要参数的选择计算.doc

先根据整车的输入和设计要求，设定相对阻尼系数根据相对阻尼系数悬架杠杆比得出减震器阻尼系数由此选择阀片系列缸筒直径活塞杆直径，并由减震器配合的悬架结构选择合适的油封可调减震器在高档车中用的多一般轿车还是普通减震器多这只是初步的计算设计其实最终确定阻尼力大小还要看整车调试阶段的结果4.7减振器机构类型及主要参数的选择计算4.7.1分类悬架中用得最多的减振器是内部充有液体的液力式减振器汽车车身和车轮振动时，减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的粘性摩擦形成了振动阻力，将振动能量转变为热能，并散发到周围空气中去，达到迅速衰减振动的目的如果能量的耗散仅仅是在压缩行程或者是在伸张行程进行，则把这种减振器称之为单向作用式减振器，反之称之为双向作用式减振器后者因减振作用比前者好而得到广泛应用根据结构形式不同，减振器分为摇臂式和筒式两种虽然摇臂式减振器能够在比较大的工作压力(10—20MPa)条件下工作，但由于它的工作特性受活塞磨损和工作温度变化的影响大而遭淘汰筒式减振器工作压力虽然仅为2.5〜5MPa,但是因为工作性能稳定而在现代汽车上得到广泛应用筒式减振器又分为单筒式、双筒式和充气筒式三种双筒充气液力减振器具有工作性能稳定、干摩擦阻力小、噪声低、总长度短等优点，在轿车上得到越来越多的应用。

设计减振器时应当满足的基本要求是，在使用期间保证汽车行驶平顺性的性能稳定4.7.2相对阻尼系数€减振器在卸荷阀打开前，减振器中的阻力F与减振器振动速度v之间有如下关系F，5v(4—51)式中，§为减振器阻尼系数图4—37b示出减振器的阻力一速度特性图该图具有如下特点：阻力一速度特性由四段近似直线线段组成，其中压缩行程和伸张行程的阻力—速度特性各占两段；各段特性线的斜率是减振器的阻尼系数§，F/v，所以减振器有四个阻尼系数在没有特别指明时，减振器的阻尼系数是指卸荷阀开启前的阻尼系数而言通常压缩行程的阻尼系数§，F/vYYY与伸张行程的阻尼系数§，F/v不等SSS图4—37减振器的特性a)阻力一位移特性b)阻力一速度特性汽车悬架有阻尼以后，簧上质量的振动是周期衰减振动，用相对阻尼系数€的大小来评定振动衰减的快慢程度€的表达式为8€，(4—52)2cms式中，c为悬架系统垂直刚度；m为簧上质量s式(4—52)表明，相对阻尼系数€的物理意义是：减振器的阻尼作用在与不同刚度c和不同簧上质量m的悬架系统匹配时，会产生不同的阻尼效果中值大，振动能迅速衰减，s同时又能将较大的路面冲击力传到车身；€值小则反之。

通常情况下，将压缩行程时的相对阻尼系数€取得小些，伸张行程时的相对阻尼系数€取得大些两者之间保持€=YSY(0.25〜0.50)€s的关系设计时，先选取€与€的平均值中对于无内摩擦的弹性元件悬架，取中=0.25〜YS0.35；对于有内摩擦的弹性元件悬架，€值取小些对于行驶路面条件较差的汽车，€值应取大些，一般取€>0.3；为避免悬架碰撞车架，取€=0.5€SYS4.7.3减振器阻尼系数8的确定减振器阻尼系数8,2€cm因悬架系统固有振动频率切=c/m，所以理论上s8，2€m①实际上应根据减振器的布置特点确定减振器的阻尼系数例如，当减振器如s图4—38a安装时，减振器阻尼系数8用下式计算a）即m€n2=sa2（4－53）图4—38减振器安装位置中，n为双横臂悬架的下臂长；a为减振器在下横臂上的连接点到下横臂在车身上的铰接之间的距离减振器如图4—38b所示安装时，减振器的阻尼系数占用下式计算勿m€n2，=s(4—54)a2co2s„式中，a为减振器轴线与铅垂线之间的夹角减振器如图4—38c所示安装时，减振器的阻尼系数，用下式计算2ym€，二—(4—55)co2s„分析式(6—53)〜式(6—54)可知：在下横臂长度n不变的条件下，改变减振器在下横上的固定点位置或者减振器轴线与铅垂线之间的夹角。

会影响减振器阻尼系数的变化4.7.4最大卸荷力F的确定0为减小传到车身上的冲击力，当减振器活塞振动速度达到一定值时，减振器打开卸荷此时的活塞速度称为卸荷速度v在减振器安装如图4—38b所示时xv二A€-acos„/n(4—56)x式中，v为卸载速度，一般为0.15〜0.30m/s；A为车身振幅，取±40mm,€为悬架振动x固有频率如已知伸张行程时的阻尼系数§，载伸张行程的最大卸荷力F二,vS0Sx4.7.5简式减振器工作缸直径D的确定根据伸张行程的最大卸荷力F计算工作缸直径D04F"„€pH，2）（4-57）式中，［p］为工作缸最大允许压力，取3〜；a为连杆直径与缸筒直径之比，双筒式减振器取…=〜，单筒式减振器取…=〜减振器的工作缸直径有、、、（）、、等几种选取时应按标准选用贮油筒直径D=（〜），壁厚取为，材料可选号钢c4.8横向稳定杆设计计算为了降低汽车的固有振动频率以改善行驶平顺性，现代轿车悬架的垂直刚度值都较小，从而使汽车的侧倾角刚度值也很小，结果使汽车转弯时车身侧倾严重，影响了汽车的行驶稳定性为此，现代汽车大多都装有横向稳定杆来加大悬架的侧倾角刚度以改善汽车的行驶稳定性横向稳定杆在独立悬架中的典型安装方式如图4－39所示。

当左右车轮同向等幅跳动时，横向稳定杆不起作用；当左右车轮有垂向的相对位移时，稳定杆受扭，发挥弹性元件的作用横向稳定杆带来的好处除了可增加悬架的侧倾角刚度，从而减小汽车转向时车身的侧倾角外，如前所述，恰当地选择前、后悬架的侧倾角刚度比值，也有助于使汽车获得所需要的不足转向特性通常，在汽车的前、后悬架中都装有横向稳定杆，或者只在前悬架中安装若只在后悬架中安装，则会使汽车趋于过多转向横向稳定杆带来的不利因素有：当汽车在坑洼不平的路面行驶时，左右轮之间有垂向相对位移，由于横向稳定杆的作用，增加了车轮处的垂向刚度，会影响汽车的行驶平顺性图4－39横向稳定杆的安装示意图在有些悬架中，横向稳定杆还兼起部分导向杆系的作用，其余情况下则在设计时应当注意避免与悬架的导向杆系发生运动干涉为了缓冲隔振和降低噪声，横向稳定杆与车轮及车架的连接处均有橡胶支承当横向稳定杆用于整体桥非独立悬架时，其侧倾角刚度与车轮处的等效侧倾角刚度相等当用于独立悬架时(参见图4—39),横向稳定杆的侧倾角刚度C与车轮处的等效侧倾€b角刚度C之间的换算关系可如下求出：设汽车左右车轮接地点处分别作用大小相等，方向€w相反的垂向力微量dF，在该二力作用下左右车轮处的垂向位移为df，相应的稳定杆端部ww受到的垂向力和位移分别为dF和df，由于此时要考察的是稳定杆在车轮处的等效侧倾角bb刚度，因而不考虑悬架中弹簧的作用力，则必然有dF与dF所做的功相等，即wbdF-df，dF-df(4—58)wwbb而作用在稳定杆上的弯矩和转角分别为dM，dFL(4—59)bbd€，2df/L(4—60)bb式中L——横向稳定杆的角刚度C为€bdM1dF4—61)C，b=・bL2€bd€2dfbb同理可得在车轮的等效角刚度C为€w1dFC，—•wB2(4—62)€w2dfw式中B——轮距。

将式(4—62)和式(4—58)代入式(4—61)得到w4－63）由于连接点处橡胶件的变形，稳定杆的侧倾角刚度会减小约15%〜30%当稳定杆两端受到大小相等、方向相反的垂向力P作用时（参见图4—40）,其端点的垂向位移f可用材料力学的办法求出，具体为P3EI(a+b)2+a12(b+c)24—64)式中E材料的弹性模量，E=2.06‘105Mpa；'d4I稳定杆的截面惯性矩，I=,mm4；64d稳定杆的直径，mm；P——端点作用力，N；f——端点位移，mm其余各量意义见图4—40由式（4—64）可得到稳定杆的角刚度dJ28・Cb43

通常为了减小扭转应力，推荐R的取值不小于1.25d其他位置的应力一般都小于B截面内侧的扭转应力如果图4—40中支承点C的位置很靠近中心，则C截面处同时受到弯矩和扭矩的作用，可能产生较大的主应力，当图中（a+b）的值接近或超过21时，则应校核该处的主应力2B截面在弯矩P1的作用下产生的弯曲应力为Pl/（32