汽车液压减震器的设计与研究

论文题目：汽车液压减震器的设计与研究Design and research of vehicle hydraulic shock absorber指导教师签字： 答辩小组成员签字： 摘 要当前，汽车行业一直在快速的发展，这样情况也致使广大人民群众除了要求汽车要有最基本的安全，同时还对汽车的舒适度以及稳定性提出了更高的要求。人民所要求的汽车是要具有相对的稳定性以及舒适性，二者缺一不可。那么想要增加汽车乘坐的舒适度，汽车减震器则是汽车发展中不可或缺的零件，同时还可以在一定程度上保证汽车的舒适性和稳定性，除此之外，它还可以有效的避免其他零件的过度损坏，所以当前在汽车领域中对于减震器的研究是非常重要的内容。关键词：汽车；液压减震器；设备控制ABSTRACTAt present, the auto industry has been rapid development, this situation has also led to the broad masses of people in addition to the requirements of automobile must have the most basic safety, but also put forward higher requirements on the vehicle comfort and stability, peoples car just required a stable and relative comfort of vehicle vibration can effectively solution. The shock absorber is an integral part of the development of automobile, but also can ensure the vehicle comfort and stability in a certain extent, besides, it can also effectively avoid excessive damage to other parts, so the current in the automotive field for the study of shock absorber is very important.Key words: automobile; hydraulic shock absorber; equipment control目 录1 绪论 .11.1 研究背景 .11.2 研究意义 .11.3 现状分析 .21.3.1 国外研究现状 .21.4.1 国内研究现状 .22 汽车液压减震器概况 .33 汽车液压减震器的设计 .43.1 液压减震器的分类 .43.2 汽车液压减震器设计 .53.2.1 设备控制检测的设计 .63.2.2 工件型号检测 .63.2.3 工件到位检测 .74 液压减震器的工作原理 .75.液压减震器阻尼力的计算 .85.1 物理模型介绍 .96.双筒充气液压减振器的试验研究 .116.1 双筒充气液压减振器主要特性试验方法探讨 .116.1.1 示功图 .126.1.2 速度特性 .136.1.3 温度特性 .146.1.4 耐久性 .146.1.5 泡沫化 .156.1.6 道路试验 .15结论 .15参考文献 .16致谢 .1711 绪论1.1 研究背景在汽车中的悬架系统中减震器是比较重要的核心零件，它主要是由消耗的震动能力的阻尼器以及可以将震动有一定的缓和，主要是由这两个部分共同组成的。在汽车中主要用来连接车架和车轴之间的装置就是汽车悬架体系。汽车中的车座是否舒服主要是由路面对车架的冲击所决定的，主要的目的是希望驾驶人能够更加舒服，这些是可以使用减震器和一些弹性元件以及导向机构来进行的，使用的设备将将车辆的振动有效的吸收了，减震器的主要作用就是可以将车辆的振动能转化为其他形式的能量，这将是有效的,因为突然事件引起的车辆的振动降低到一定程度,所以减震器的性能可以直接影响车辆悬架系统的性能。很大一部分的减震器基本上是通过粘性流体通过小的洞或压缩流体向热振动的能量。液压减振器是人体振动活塞挤压液压油时,它只会在高压安全阀压力上的小孔,产生大量的热量,当车辆振动的时候，空气阻尼器活塞就可以压缩空气，然后将空气振动能量给排放到大气中去，它是能够吸收振动模式,主要是材料的迟滞现象和干摩擦以及流体摩擦和压缩空气等等。1.2 研究意义我们国家的汽车工业基本上已经都发展了 50 多年了，已经取得了非常高的成就，尤其是从 1978 年 12 月以后，汽车工业已经很获得了很快速的发展，另外，广大人民群众的物质生活水平也得到了逐渐的提高，肯定就会对汽车的综合性方面提出的要求更加的严苛，这不仅在可靠性和操纵性以及稳定性上要求是非常高的，同时还要求汽车必须要拥有一个非常舒适的座位，在这一定程度上对汽车的综合性能有了一个更高的要求。悬架减震器是车辆悬架系统中的一个非常重要的零部件，在车辆的乘用舒适性和操纵性以及稳定性上都是有着不可或缺作用的。因为我们国家轿车减震器的发展时间是比较短的，起点是非常低的，从技术水平方面来说，是比较落2后的，所以在国产的高级轿车上还大量的使用进口减震器。所以，要在一定程度上将我们国家的悬架减震器的自主研制的开发水平进行提高，加快发展我们国家的悬架减震器的发展，到目前为止已经成为了车辆悬架系统中一个比较重要的课题的，悬架减震器已经成为了我们国家汽车工业发展规划中优先发展的非常重要的项目。1.3 现状分析1.3.1 国外研究现状国外自从经历了工业革命之后，工业技术水平就已经得到了快速的发展，伴随着各种各样的工业技术和控制技术等广泛的应用到商业化的工业领域。美国的福特公司我们也都知道，为了那个时代的经典型的野马 II 型配置了一个减震器，这个减震器是非常先进的，它在减震器制造设备的研制上是有了很大的进步的，并且突破性也特别大。从那以后，欧洲市场上的这种技术就大范围的开始了非常激烈的竞争，激烈的竞争就一定会造成技术上的改变，很多的制造技术以及经验差不多都是在这个时候才产生的。传统的减振器都是由汽车厂直接进行制造的,竞争相当的激烈,特别是减震器零部件商的制造的,很多先进的技术在一定的范围内都得到了广泛的应用。近年来,一些发展中国家也发展比较的迅速。减震器是南非的一个制作公司生产的,是当前国际先进的产品，除此之外,他可以按两个减震器,ZF Lemforder 汽车系采埃孚伦福德汽车系统(沈阳)有限公司引进了这种产品,但是后来发现,他的特点是成本是相当高的,维护是比较困难的和在控制上比较复杂,他最重要的减震器是不同类型的装配夹具所以需要合适的就要随时进行更换,所以,这样一来生产效率降低了,工人的操作就比较麻烦的。一直到现在，在汽车产业中比较先进并且发达的就是美国和德国，福特 F-MDL-0708 型设备和大众 KF 系列所采用的设备以及技术都是比较先进的，自动化水平的程度相对而言是比较高的，控制上是比较直观的，维护起来也更加的方便，在效率方面也比之前要提高好多。所以，当前的社会背景下，有很多的汽车制造商都采用了这种方式生产的减震器。尽管是这样，在压装的时候对于3不同型号的减震器也是实行不了工装快换的，现在，已经成为了需要尽快解决的一个问题。1.4.1 国内研究现状目前，我们国内的一些主要的汽车生产商所使用的减震器，从设备方面上来说，依旧停留在 1950 年的技术水平，结构上相对而言是比较简单的，同时性能上很单一，生产效率也不高，在设备上，完全是靠人工进行控制的，在尺寸和精度上只能控制在 2mm 范围内的，控制系统是比较落后的，操作上都是手动的，并且是人工进行检测的。不仅工人的劳动强度比较大，并且生产效率是比较低的。除此之外，减震器压装机的压装技术目前使用的还是 50 年代时候使用的款式和功能，它是属于通用型的油压顶压机，这种产品在控制系统上还是比较落后的，在功能覆盖方面也是非常的不全面的，手工操作上依旧还不能实现大部分的功能。并且在压装精度方面是比较低的，当前的社会情况下，国内外研究上的设计人员需要进行仔细并且认真研究的问题就是怎么样将减震器的压装精度给有效的保持住。第二就是，减震器的型号是不同的，当前的减震器还是需要人工进行手动更换底盘的，这样以来，生产的效率相对而言就比较低，这样的压装方式已经使用了很长时间，也并没有什么质的改变，它的唯一的缺陷就是需要人工进行手动更换夹具，并且轴位差是非常的难以控制的，在减震器的生产过程中，很难达到它的精度要求，生产效率也不高，简单的说，人为因素的影响对于压装的质量影响是非常之大。液压减震器在我们的国家开展了之后，就开始面对着非常激烈的竞争压力，除此之外，有很多的汽车生产厂家都已经开始了和国外的很多的汽车生产商进行相关的合作，在一定程度上大量的引进国外的先进技术，这一做法使得中国在汽车制造行业中向前进了一大步。2 汽车液压减震器概况当汽车在行驶的过程中遇到冲击的时候，车架在车身就会发生一定程度的震动，如果仅仅只依靠弹簧本身的摩擦阻力来讲振动消除的话，效果是不太明显的，4这样会在一定程度上对汽车行驶的平顺性产生一定的影响的。所以在汽车悬架系统中将减震器给安装上，是能够在路况不好的情况下保证汽车可以安全并且平稳的行驶的。减震器是可以将弹簧吸震后反弹时的震荡给抵制住的，也可以说是它可以抵挡住来自与路面上的冲击。在减震器底部通过设置气室来实现空气压力的缓冲效果，这种缓冲方式较为舒适，减震效果较好，但是缺点表现在过弯过程中车体侧倾的问题，并且油气减震器的使用寿命也不如纯液压减震器时间长，油气弹簧以气体（氮，惰性气体）作为弹性介质，用油液作为传力介质。液压减震器相较于油气减震器具有一定的缺点和优点，其中优点表现在结构相对简单并且成本较低，在转弯等过程中车身离地高度受负载大小影响较小，但是同时减震效果比空气减震器略差。3 汽车液压减震器的设计减震的技术不断的进行改进，从一开始的弹簧减震到液压减震，再到后来的充气式液压减震，虽然经过了这么多的改变，但是始终不变的有一点就是它的减震原理是不会改变的，是利用阻尼运动减少振动中产生的能量，从而减少震动的强度和时间。随着人们对汽车舒适性和稳定性的要求不断提高，减震器在其中起的作用也越来越大。