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轿车减震器的设计

摘要

本文设计出适用于中国一般城市道路使用的双作用筒式减振器。首先，根据轿车的质量算出减振器的阻尼系数，确定缸体结构参数，然后建立流体力学模型，先选定一条理想的减振器标准阻尼特性曲线，然后利用逼近理想阻尼特性曲线的方法，进行各阀、系的设计计算；在此根底上，设计出整个减震器，并对主要部件的强度进行了校核。

关键词：双作用筒式减振器；流体力学模型；理想特性曲线；强度校核

目录

TOC\o1-3\h\z\u1.绪论 1

本课题设计的目的及意义 1

减振器国内外是开展状况 1

设计的主要研究内容 3

2.减震器阻尼值计算和机械结构设计 3

相对阻尼系数和阻尼系数确实定 3

悬架弹性特性的选择 3

相对阻尼系数的选择 4

减振器阻尼系数确实定 6

最大卸荷力确实定 6

缸筒的设计计算 7

活塞杆的设计计算 7

导向座宽度和活塞宽度的设计计算 8

2.6小结 8

3.减震器其他部件的设计 8

固定连接的结构形式 8

3.2减震器油封设计 9

3.3O型橡胶密封圈 10

3.4锥形弹簧 10

弹簧片和减振器油的选择 11

弹簧片的选择 11

减振器油的选择 11

小结 12

12

减震器各阀系流体力学模型的建立 12

伸张行程流体力学模型的建立 12

压缩行程流体力学模型的建立 14

4.2各阀系模型的建立 16

伸张阀模型的建立 16

4.2.2.流通阀模型的建立 17

压缩阀模型的建立 18

补偿阀的力学模型 19

减震器阻尼阀阀片的挠曲变形模型 20

阀系的设计 22

阻尼阀的开启程度对减震器特性的影响 22

减震器的理想特性曲线确实定 22

阀系各结构参数确实定 24

小结 29

5．活塞杆的强度校核 30

强度校核 30

稳定性的校核 30

1.绪论

减震器是安装在车体与负重轮之间的一个阻尼元件，其作用是衰减车体的振动并阻止共振情况下车体振幅的无限增大，能减小车体振动的振幅和振动次数，因而能延长弹性元件的疲劳寿命和提高人乘车的舒适性[1]。长期以来，人们对汽车的平顺性一直都在研究，在技术上也有重大的改良革。减震器是改善汽车平顺性的最好途径。一个好的减震器能够使车的寿命增长，驾驶员操纵轻便，乘员更加舒服。

为加速车身振动的衰减，改善汽车行使平顺性，大多数轿车的悬架内都装有减震器。减震器和弹性元件是并联安装的。其中采用最广泛的是液力减震器，又称筒式液力减振器，现简称为筒式减振器。根据结构形式不同，减振器分为摇臂式和筒式两种。而筒式减震器工作压力仅在2.5～5MPa，但是它的工作性能稳定而在现代的汽车上得道广泛的应用。又可以分为单筒式、双筒式和充气筒式三种[3]。减震器的阻尼力越大，振动消除得越快，但却使并联的弹性元件的作用不能充分发挥；还可能导致连接件及车架损坏。通常为了保证伸张过程内产生的阻尼力比压缩行程内产生的阻尼力大得多，所以伸张阀弹簧刚度和预紧力比压缩阀大；在同样油压力作用下，伸张阀及相应的通常缝隙的同道截面积总和小于压缩阀及相应的通常缝隙的通常截面积总和。这样也保证了悬架在压缩行程内，减震器的阻尼力较小，以便充分利用弹性元件的弹性来缓和冲击；在伸张行程内，减震器的阻尼力应较大，以求迅速减振[2]。

汽车悬架系统中广泛采用的液力减震器。液力减震器的作用原理是，当车架与车身作往复相对运动时，减震器中的活塞在缸筒内也是往复运动，于是减震器壳体内的油液便反复地从一个内腔通过一些窄小的空隙流入另一内腔。此时，孔壁与油液间的摩擦及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能，被油液和减震器壳体吸收，然后散到大气中[2]。

减振器与弹性元件承当着缓冲击和减振的任务，阻尼力过大，将使悬架弹性变坏，甚至使减振器连接件损坏。因而要调节弹性元件和减振器这一矛盾。

(1)在压缩行程〔车桥和车架相互靠近〕，减振器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。这时，弹性元件起主要作用。

(2)在悬架伸张行程中〔车桥和车架相互远离〕，减振器阻尼力应大，迅速减振。

(3)当车桥〔或车轮〕与车桥间的相对速度过大时，要求减振器能自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以防止承受过大的冲击载荷。

在汽车悬架系统中广泛采用的是筒式减振器，且在压缩和伸张行程中均能起减振作用叫双向作用式减振器，还有采用新式减振器，它包括充气式减振器和阻力可调式减振器[2]。

本文的设计是要满足一般性能要