第四节 减 振 器
第四节有阻尼的自由振动
第四节有阻尼自由振动（Damped Free Vibration）前面的自由振动都没有考虑运动中阻力的影响。
实际系统的机械能不可能守恒，因为总存在着各种各样的阻力。
振动中将阻力称为阻尼，例如粘性阻尼、库伦阻尼（干摩擦阻尼）、和结构阻尼及流体阻尼等。
尽管已经提出了许多种数学上描述阻尼的方法，但是实际系统阻尼的物理本质仍然极难确定。
一、粘性阻尼（Viscous Damping）------------- 最常见的阻尼力学模型在流体中低速运动或沿润滑表面滑动的物体，通常就认为受到粘性阻尼。
粘性阻尼力与相对速度成正比，即=F cxF--- 粘性阻尼力，x --- 相对速度⋅c--- 粘性阻尼系数（阻尼系数），单位：N S m二、粘性阻尼自由振动o ()k x ∆+以静平衡位置为坐标原点建立坐标系。
由牛顿运动定律，得运动方程0mxcx kx ++= （2-10） 设方程的解为()st x t Ae =代入式（2-10），得2()0st ms cs k Ae ++=因为0A ≠，所以在任一时间时均能满足上式条件为20ms csk ++= （2-11）------ 系统的特征方程（频率方程） 它的两个根为1,22c s m =-± （2-12）则方程（2-10）的通解为1211212s t s tc t m x A e A ee A A e =+⎛⎫ ⎪=+ ⎪⎝⎭（2-13）式中1A 和2A 为任意常数，由初始条件00(0),(0)x x xx == 确定。
显然方程（2-10）的解（2-13）的性质取决于是实数、零，还是虚数。
当 202c k m m⎛⎫-= ⎪⎝⎭ 时的阻尼系数称为临界阻尼系数，用0c 表示。
因此02n c m ω==令02nc c cc m ζω===叫做阻尼比。
∵ 022n c c m mζζω==∴ 式（2-12）可写成(1,2n s ζω=-± （2-14）可见1s 和2s 的性质决定于ζ的值。
第四节简谐振动的图像及相位
t
弹簧振子的振动图像 C O B
x x A O A T
当振子运动到时间轴上 时候，振子这时候回到 平衡位置，受力平衡。
平衡位置 t
t
振动图像 (位移--时间图象)
1、位移x:振动物体的位移x用从平衡位 置指向物体所在位置的有向线段表示.
如图示，是振子在A、B位置的位移xA和xB
描述物体的运动规律一般可以用几种方法？ 图象法———即用物理图象表示 公式法———即用物理公式表示
O
O→B
位移x
回复力F
加速度a
速度v
大小 最大 减小 方向 向左 向左 大小 最大 减小 方向 向右 向右 大小 最大 减小
0 0
增大 最大 减小 向右 向右 向右 增大 最大 减小
0 0
增大 向左 增大 向右 增大
向左 向左 向左 0 增大 最大 减小 0 方向 向右 向右 向左 向左 向左 向右 大小 0 增大 最大 减小 0 增大 最大 减小 方向 向右 向右 向右 向左 向左 向左
如果从平衡位置向右振动，振子完成一次全振动 的路径为O→B→O →C →O。
• 一弹簧振子的周期是0.5s，振幅为2cm。当振 子通过平衡位置向右运动时开始计时，那么 4 在2s内振子完成_____次全振动，振子通过的 路程为_______，振子经过的位移为______。 0.32m 0 右 在2.125s末，振子位于平衡位置_____（选填 左 “左”或“右”）侧，向_____（选填“左” 或“右”）运动。
思考与讨论 1、一个物体运动时其相位变化多少就意味着完成 了一次全振动?
相位每增加2π就意味着发生了一次全振动
2、甲和乙两个简谐运动的相差为 ，意味着什么? 意味着乙总是比甲滞后1/4个周期或1/4次全振动
柴油机及辅助系统3
柴油机及辅助系统3第一节概述柴油机是内燃机车的动力装置，虽然不同用途机车上装用的柴油机型号不同，如东风5型机车上装用的是8240ZJ型，东风7G型机车上装用的是12V240ZJ型，东风4B型机车上装用的是16V240ZJB型，东风8和东风11型机车上装用的是16V280型，但其基本组成和工作原理是相同的。
一、柴油机的常用术语上止点：也叫上死点、内止点，指活塞在气缸中上行到最高位置，此时活塞距曲轴中心线最远。
下止点：也叫下死点、外止点，指活塞在气缸中下行到最低位置，此时活塞距曲轴中心线最近。
活塞行程：活塞从上止点移动到下止点，或从下止点移动到上止点所行经的距离叫做活塞行程。
工作容积：活塞从上止点移动到下止点，或从下止点移动到上止点所走过的气缸容积，叫做气缸的容积。
燃烧室容积：也叫余隙容积或压缩容积，即活塞位于上止点时，活塞、气缸套及气缸盖所包围的空间容积，叫做燃烧室容积。
气缸总容积：气缸工作容积与燃烧室容积之和叫做气缸总容积。
压缩比：气缸工作容积与燃烧室容积之叫做压缩比。
进（排）气持续角：进（排）气门开启至关闭所转过的曲轴转角称为进（排）气持续角。
16 V 240ZJB型柴油机的进排气持续角是264°40′。
几何供油提前角：当活塞到达上止点前，喷油器开始供油时的曲轴转角称为几何供油提前角。
16V240ZJB型柴油机的供油提前角是21°。
16V280型柴油机的供油提前角是22°。
二、柴油机的工作原理一般情况，四冲程柴油机的工作过程是由进气冲程、压缩冲程、作功冲程和排气冲程这四个冲程组成一个工作循环，在这个循环过程中柴油机曲轴要旋转两圈，四冲程柴油机的实际工作状态与理论上相比是有一定差异的，不同类型的柴油机其进气门和排气门的开启和关闭、喷油器供油的时刻是不同的。
下面以国产16V240ZJB型和16V280型机车用柴油机的工作过程来叙述柴油机的工作原理。
16V240ZJB型和16V280型柴油机是我国自行设计研制的铁路机车用柴油机，它是四冲程、直接喷射、开式燃烧室、废气涡轮增压、增压空气中间冷却式柴油机，其工作过程如下：（一）进气冲程在配气机构的作用下，进气门在活塞处于上止点前某一曲轴转角（16V240ZJB 型柴油机是42°20′，16V280型柴油机是59°）时开启，新鲜空气通过增压并冷却后，经稳压箱、进气支管、气缸盖进气道进入气缸，当活塞运动到下止点前某一曲轴转角（16V240ZJB 型柴油机是42°20′，16V280型柴油机是59°）时，进气门关闭，进气过程结束。
第四节 调节器的基本调节规律
2．比例积分调节规律及积分时间
比例调节规律是输出信号与输人偏差成 比例，因此作用快，但有余差;积分调节规 律能消除余差，但作用慢;比例积分调节规 律具有以上两种调节规律的优点，是生产 上常用的一种调节规律(常用PI表示)。比例 积分调节规律可用下式表示:
由于比例积分调节器具有比例和积分
两种调节器的优点，同时比例度、积分时 间两个参数均可以调整，因此适用面比较 广，多数系统都可采用。只有在对象纯滞 后时间特别大时，调节时间较长，最大偏 差较大;在负荷变化特别强烈时，由于积分 作用迟缓，调节作用不能及时，这时可增 加微分作用。
双位调节是位式调节的最简单形式。 双位调节的动作规律是，测量值大于给定 值时，调节器的输出为最小;测量值小于给 定值时，调节器的输出为最大(也可以是相 反的情况)。因此，双位调节只有两个输出 值，相应的调节机构也只有两个极限位置， 即不是最大就是最小。没有中间位置。而 且从一个位置变到另一个位置是很快的、 如图7-14所示。
第四节 调节器的基本调节规律
调节器接受偏差信号后，其输出随输人 变化的规律，即是调节器的基本调节规律。 在工业自动调节系统中最基本的调节规律 有:位式调节、比例调节、积分调节和微分 调节四种。
各种调节规律是为了适应不同的生产要 求设计的。因此，必须根据生产的要求来 选用适当的调节规律。
一、双位调节
2.ห้องสมุดไป่ตู้例积分微分调节规律
比例微分调节的结果是存在余差的。为
了消除余差，生产上常将比例、积分、微 分三种调节规律结合起来，称例积分微分 调节，习惯上用PID表示。
PID调节器综合了各类调节器的优点， 因此具有较好的调节性能。但这并不意味 着在任何条件下采用这种调节器都是最好 的，要从生产实际和经济价值等方面来选 用调节器。
新型减振器设计手册（文字版+书签）
编委名单主编编委会杨龙张浩宇陈蕴康国文林振扬李超王东晨任艾佳刘玉芳赵静马志军金晓丽北方工业出版社丁伟新型减振器设计手册前言减振器是机车车辆上的一个重要部件。
quot世纪quot年代末美国和欧洲一些发达国家在铁道机车车辆上相继采用了液压减振器用螺旋弹簧加液压减振器的悬挂系统代替过去的叠板弹簧到quot 年代末液压减振器已得到了普遍的应用和推广。
quot世纪quot年代末quot年代初我国在自行设计开发国产客产和内燃机车的同时研制了国产液压减振器初期虽然问题很多但是经过不断的研究和改进到ampquot年代初己达到定型生产。
由于长期以来我国客运速度不高国产减振器基本上可以满足当时的运用要求。
由于列车提速振动加剧减振器的作用显得更为重要成为提高舒适度、保证安全性的重要部件之一。
同时由于振动加剧减振器的工作条件更加苛刻在机车车辆上使用的品种也越来越多。
为了促进减振器设计选型技术水平的提高加强减振器质量检验工作我们特组织有关专家、学者编撰了本手册。
手册分为减振器基础知识、减振器设计选型概论、橡胶减振器设计选型、弹簧减振器设计选型、流体减振器设计选型、转子减振器设计选型、轴承减振器设计选型、铁路机车车辆液压减振器设计选型、导管和螺栓的减振和抗振、减振器的性能测试、减振器的检修及减振器质量检修标准规范内容全面、新颖。
手册在编撰过程中参照了有关的国家标准规范参考了有关资料在此一并表示感谢。
由于编者水平有限手册难免有不足或不当之处恳请广大专家、学者批评指正。
手册编委会年月目录第一篇减振器基础知识第一章减振概述……………………………………………………………………第二章减振试验quot……………………………………………………………………第三章减振器性能描述……………………………………………………………第一节减振器阻尼特性的理论基础……………………………………………第二节减振器刚度特性的理论基础…………………………………………第三节减振器的线性?枘崽匦浴谒慕诩跽衿鞯姆窍咝宰枘崽匦詀mp……………………………………………第二篇减振器设计选型概论第一章减振器参数设计的基本理论……………………………………………第一节参数设计的内容………………………………………………………第二节确定阻尼率的简化模型及分析amp………………………………………第三节阻尼对振动的影响’……………………………………………………第二章减振器阻尼参数的设计基础……………………………………………第一节垂向振动中二系阻尼优化值…………………………………………第二节横向振动中二系阻尼优化值…………………………………………第三节—系悬挂阻尼参数设计计算示例……………………………………第三章减振器阻力特性的计算与分析’…………………………………………第一节减振器阻力特性的计算’………………………………………………第二节影响减振器阻力特性的主要因素’……………………………………第三节油液双向流动减振器的阻力特性quot……………………………………第四节卸荷特性和摩擦阻力特性quot……………………………………………第四章减振器的选型设计quot………………………………………………………第三篇橡胶减振器设计选型第一章橡胶减振器特性quot…………………………………………………………第二章简便橡胶减振器设计选型………………………………………………第三章组合式橡胶减振器设计选型amp……………………………………………目录第四篇弹簧减振器设计选型第一章螺旋弹簧减振器设计选型quot………………………………………………第二章异形弹簧减振器设计选型………………………………………………第五篇流体减振器设计选型第一章油液减振器设计选型amp……………………………………………………第二章空气减振器设计选型’’……………………………………………………第六篇转子减振器设计选型第一章平衡减振器设计选型’……………………………………………………第二章阻尼减振器设计选型quot……………………………………………………第一节摩擦阻尼quot………………………………………………………………第二节冲击阻尼………………………………………………………………第三节电磁阻尼quot………………………………………………………………第四节水力阻尼amp………………………………………………………………第七篇轴承减振器设计选型第一章弹性轴承减振器设计选型amp………………………………………………第二章油膜轴承减振器设计选型amp………………………………………………第八篇铁路机车车辆液压减振器设计选型第一章液压减振器设计选型amp……………………………………………………第一节液压减振器的作用和类型amp……………………………………………第二节液压减振器在机车车辆上的应用……………………………………第三节液压减振器阻尼作用的理论基础……………………………………第二章柯尼减振器设计选型……………………………………………………第一节柯尼垂向减振器的结构和特点………………………………………第二节柯尼抗蛇行与横向减振器的结构和特点……………………………第三节柯尼减振器的型号与规格quot……………………………………………第三章迪斯潘减振器设计选型…………………………………………………第一节迪斯潘减振器的基本结构……………………………………………第二节迪斯潘减振器的主要特点’……………………………………………第三节迪斯潘减振器的型号与规格’quot…………………………………………第四章萨克斯减振器设计选型’…………………………………………………第一节萨克斯垂向与横向减振器的结构和特点’……………………………第二节萨克斯抗蛇行减振器的结构和特点’’…………………………………第三节萨克斯减振器的型号与规格’…………………………………………??’??目录第五章国外其他型号的减振器设计选型quot………………………………………第一节美国蒙诺减振器quot………………………………………………………第二节俄罗斯型减振器amp…………………………………………………第三节日本减振器’……………………………………………………………第四节原民主德国减振器……………………………………………………第五节瑞典减振器quot……………………………………………………第六章国产减振器设计选型quot……………………………………………………第一节国产减振器的发展quot……………………………………………………第二节-型减振器quot.…………………………………………………………第三节/0.’型减振器’………………………………………………………第四节1型减振器…………………………………………………………第五节型减振器2……………………………………………………………第六节新型减振器.’……………………………………………………………第九篇导管和螺栓的减振和抗振第一章导管的减振amp………………………………………………………………第二章螺栓的抗振………………………………………………………………第十篇减振器的性能测试第一章测试系统的组成’…………………………………………………………第一节驱动装置’………………………………………………………………第二节计算机测试系统’………………………………………………………第二章测试内容和方法’…………………………………………………………第一节温度变化对减振器特性影响的试验’…………………………………第二节泄漏试验’2………………………………………………………………第三节阻力特性试验3’…………………………………………………………第四节动态特性的测试和评定33………………………………………………第三章减振器试验台3……………………………………………………………第一节42型试验台3…………………………………………………………第二节柯尼减振器试验台3.……………………………………………………第三节萨克斯减振器试验台32…………………………………………………第十一篇减振器的检修第一章提高检修质量的重要性和措施amp…………………………………………第一节减振器检修工作的重要性amp……………………………………………第二节提高检修质量的措施…………………………………………………目录第二章减振器检修办法quot…………………………………………………………第一节修程quot…………………………………………………………………第二节检修要求………………………………………………………………第三节液压减振器试验台试验要求…………………………………………第四节检修工艺quot………………………………………………………………第三章柯尼减振器的检修………………………………………………………第一节检修工艺………………………………………………………………第二节锁紧扭矩amp………………………………………………………………第三节试验与示功图调整……………………………………………………第四章迪斯潘减振器的检修’……………………………………………………第一节检修工艺’………………………………………………………………第二节锁紧扭矩’………………………………………………………………第三节性能参数与示功图调整’………………………………………………第五章萨克斯减振器的检修quot……………………………………………………第一节检修工艺quot………………………………………………………………第二节锁紧扭矩amp………………………………………………………………第三节性能参数与示功图调整amp………………………………………………第十二篇减振器质量检修标准规范第一章-’.’/弹性阻尼簧片减振器.………………………………第二章-./.扭转振动减振器amp……………………………………第三章-’/quot扭转振动减振器特性描述……………………………第四章0-./振动压路机用橡胶减振器技术条件’……………………第五章0-ampampquot1/quot农用运输车减振器’quotquot………………………………第六章0-ampquot/弹簧减振器’……………………………………………第七章23-’/汽车筒式减振器尺寸系列及技术条件’’………………第八章23-’/汽车筒式减振器台架试验方法’.………………………第九章23-’./汽车筒式减振器清洁度限值及测定方法’.quot……………第十章--’/quot’机车车辆油压减振器技术条件’.………………………第十一章--quotquotquot/quot’机车车辆油压减振器试验台技术条件’……………第十二章铁路减振器欧洲标准部分内容’’………………………………………第一节减振器的定义和符号’’…………………………………………………第二节减振器性能描述一览表’………………………………………………??’??目录第十三章相关标准规范quot…………………………………………………………号帽型钢quot………………………………………………………………………amp乙字型钢quot’……………………………………………………………………型钢验收、包装、标志及质量证明书的一般规定amp………………………………优质结构钢冷拉钢材技术条件…………………………………………………不锈钢冷加工钢棒amp………………………………………………………………钢件的正火与退火amp………………………………………………………………钢件的淬火与回火quot………………………………………………………………钢件的气体渗氮…………………………………………………………………钢铁件激光表面淬火……………………………………………………………钢件的渗碳与碳氮共渗淬火回火amp………………………………………………气体氮碳共渗’……………………………………………………………………钢的锻造余热淬火回火处理’……………………………………………………渗硼’……………………………………………………………………………硼砂熔盐渗金属…………………………………………………………………盐浴热处理………………………………………………………………………离子渗氮quot…………………………………………………………………………低温化学热处理工艺方法选择通则……………………………………………可锻铸铁热处理’ampamp…………………………………………………………………灰铸铁件热处理’amp…………………………………………………………………高温合金热处理’amp…………………………………………………………………粉末渗金属’………………………………………………………………………深层渗碳’…………………………………………………………………………钢件在吸热式气氛中的热处理’’…………………………………………………真空热处理’………………………………………………………………………工具钢淬透性试验方法’…………………………………………………………钢件渗碳淬火有效硬化层深度的测定和校核’quot…………………………………钢件薄表面总硬化层深度或有效硬化层深度的测定’…………………………热处理炉有效加热区测定方法’’…………………………………………………金属显微组织检验方法’…………………………………………………………金属热处理工艺术语’’’……………………………………………………………热处理工艺材料名词术语………………………………………………………目录金属热处理工艺分类及代号quot……………………………………………………热处理设备术语…………………………………………………………………热处理技术要求在零件图样上的表示方法amp……………………………………可控气氛分类及代号’……………………………………………………………定量金相手工测定方法’…………………………………………………………钢铁零件渗金属层金相检验方法………………………………………………低、中碳钢球化体评级’amp’…………………………………………………………热处理炉有效加热区的测定’……………………………………………………钢铁热处理零件硬度检验通则’quot’…………………………………………………球墨铸铁热处理工艺及质量检验’………………………………………………灰铸铁接触电阻加热淬火质量检验和评级’quot……………………………………渗硼层显微组织、硬度及层深检测方法’amp………………………………………薄层碳氮共渗或薄层渗?几旨 晕⒆橹咛几吆辖鸶种评渥髂＞呦晕⒆橹 煅椤觳狻目录第第第第第第第第第第一一一一一一 ?………一一一一篇篇篇篇篇篇篇篇篇篇减振器基础知识第一章减振概述振动并不是在所有情况下都有害有时还专门利用振动。
第七章 振动理论基础
ω < 1.25 的范围内时，振动仍然 实践证明，频率比在 0.75 < 实践证明， 的范围内时， ω0
很强烈，工程上把这一区域称为共振区。 很强烈，工程上把这一区域称为共振区。共振往往是机器或其 共振区 零件产生破坏的重要原因。因此，在设计和使用机器时， 零件产生破坏的重要原因。因此，在设计和使用机器时，必须 使其转速避开共振区。 使其转速避开共振区
满载时车厢的固有频率为
w= g
δs
=
980 = 6.4rad / s 24
每分钟振动的次数为
f ′ = 60 f = 60 × w 6 .4 = 60 × 次 / 分 = 61次 / 分 2π 6.28
例7-2 如图所示，在无重弹性梁的中点放置重量为G的物 体，其静变形为2 mm。若将重物B放在梁未变形的位置上 无初速地释放。求系统自由振动时的运动方程。
第一节
振动的概念
机械振动——物体在其平衡位置附近作周期性的机械运动 机械振动 或往复运动。 振动系统的简化
振动中最简单而且最重要的一种是谐振动。 谐振动。 谐振动 谐振动——凡是决定其位置的坐标按余弦或正弦函数规律 凡是决定其位置的坐标按余弦或正弦函数规律 谐振动 谐振动。 随时间变化的振动都是谐振动 随时间变化的振动都是谐振动。其运动方程为
（4） ω
>ω
0
，振幅B将无限增大，产生强烈的振动。这 振幅 将无限增大，产生强烈的振动。 种现象称为共振 共振。 种现象称为共振。
表示。 旋转机械产生共振时的转速称为临界转速， 旋转机械产生共振时的转速称为临界转速，用 n k 表示。 临界转速
nk = 30
π
ω0 =
30
π
k 30 g = m π δs
人教版八年级物理上册第四节：噪声的危害和控制
按污染源种类分： （1）工厂生产噪声； （2）交通噪声；喇叭、摩擦声。 （3）施工噪声；打桩机。 （4）社会噪声。
6
令人厌烦的噪声
噪声的危害
人们用为单位来表示声音的强弱。 分贝（dB）
0 人耳刚刚能听到的声音为dB；
为了保证休息和睡眠，应控制噪声不超过dB ；为了 50 保证工作和学习，应控制噪声不超过dB；为了保护 70
想想议议
一场大雪过后，人们会感到外面万籁俱寂．究其 原因，你认为正确的是( )． D A．可能是大雪后，行驶的车辆减少，噪声减小 B．可能是大雪后，大地银装素裹，噪声被反射 C. 可能是大雪后气温较低，噪声传播速度变慢 D．可能是大雪蓬松且多孔，对噪声有吸收作用
听力，应控制噪声不超过dB。
90
三、噪声的危害 1、干扰睡眠 2、损伤听力 85分贝以下的噪声不至于危害听觉，而 超过85分贝则可能发生危险。 3、对人体的生理影响 紧张、心率、血压升高，心脏病恶化。 唾液、胃液分泌减少，胃酸降低，从 而易患胃溃疡和十二指肠溃疡。
8
4、对儿童和胎儿的影响 儿童的智力发育缓慢； 影响胎儿的发育，通过母体，养料和氧气的 供应不足。 5、对动物的影响 鸟类羽毛脱落，不下蛋，甚至死亡。 6、对建筑物的损害 墙开裂，瓦损坏，60米低空飞行。
令人厌烦的噪声
乐音与噪声的区别 动听的、令人愉快 乐音通常是指那些的声音。乐音的波形是的。 有规律 噪声通常是指那些的声音。噪声的波形是的。 难听的、令人厌烦 从环保角度看，凡____________________________ 杂乱无章
的声音都属于噪声。 影响人们正常学习、工作和休息
噪声 发声体做无规则的振动而 发出的声音。
消声室
微穿孔板消声器
第十九章汽车车架悬架.pdf
第十九章 悬架本章重点：车架的功用、组成，非独立悬架、独立悬架的结构型式、性能特点，各种弹性元件 的结构与工作原理。
本章难点：双向作用筒式减振器的结构与工作原理，各种导向杆件的结构与性能特点。
第一节 概述一、组成和功用汽车车架（或车身）若直接安装于车桥（或车轮）上，由于道路不平，由于地面冲击使货物和 人会感到十分不舒服，这是因为没有悬架装置的原因。
汽车悬架是车架（或车身）与车轴（或车轮） 之间的弹性联结装置的统称。
它的作用是弹性地连接车桥和车架（或车身），缓和行驶中车辆受到的 冲击力。
保证货物完好和人员舒适；衰减由于弹性系统引进的振动，使汽车行驶中保持稳定的姿势， 改善操纵稳定性；同时悬架系统承担着传递垂直反力，纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以 及这些力所造成的力矩作用到车架（或车身）上，以保证汽车行驶平顺；并且当车轮相对车架跳动 时，特别在转向时，车轮运动轨迹要符合一定的要求，因此悬架还起使车轮按一定轨迹相对车身跳 动的导向作用。
一般悬架由弹性元件、导向机构、减振器和横向稳定杆组成。
在多数的轿车和客车上，为防止 车身在转向等情况下发生过大的横向倾斜，在悬架中还设有辅助弹性元件——横向稳定器。
汽车悬架的组成示意图：二、悬架系统的自然振动频率（固有频率）汽车自然振动频率是影响汽车平顺性的重要性能指标之一，一般称之为车辆的偏频。
其取值范 围一般在 11.6Hz 之间。
该频率由汽车簧载质量和悬架刚度决定。
计算公式如下：其中，C—悬架刚度（=Mg/f ）fg M C p p 2 1 2 1 n = =M—簧载质量f—挠度由以上公式可知：簧载质量一定，悬架刚度越小，偏频越小，但悬架垂直变形增大。
悬架刚度一定，簧载质量越大，偏频越小。
为使车辆的载荷变化时 n 的变化小，需要悬架的弹簧具有变刚度特性，以保证车辆在不同的载 荷情况下具有相当的行驶平顺性。
三、 悬架系统的类型按汽车悬架的性能是否可控，分为：被动悬架：悬架刚度、阻尼在行驶中不可调整的悬架。
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3. 阻力特性分析 现以SKF1型液压减振器为例，来分析其阻力特性。
1）减振器拉伸工作过程 图6—27为减振器拉伸工作过程示意图，拉伸时，活塞上部的油液经 节流孔f流向活塞下部；同时有一部分油液自贮油缸经进油阀流入缸筒， 以补偿活塞下部油液的不足。
图 6-27
根据流体力学基本原理．经节流孔f2 的流量为： （6-62）
第四节 减 振 器
前言: 作用: 减振器起减小车辆振动振幅的作用，减振器产生与振动方向相反的 作用力，起着阻止振动的作用。通常减振器有变机械能为热能的功能。 分类: 按减振器的阻力特性（阻力变化规律），可分为常摩擦力和变摩擦 力两种减振器。 按减振器的结构特点又可分为摩擦减振器和液压减振器两类。 摩擦减振器: 因结构简单，制造、维修方便，广泛应用于货车转向架上。
2) JS-30/250油压减振器试验台 (1) 设计特点 该试验台的主要液压元件和传感器为进口件，测控系统 采用高可靠性的硬件和先进的虚拟仪器软件。另外，液压系 统还进行了严格的热平衡匹配，故可进行一般试验台不能进 行的减振器寿命试验工作。考虑到减振器的种类主要为垂直 类，故该试验台上配备了两套垂直减振器的试验装置，二者 可以同时工作。该试验台的激振能量由往复运动的油缸提供， 具有摩擦阻力小、行程调节方便、调速范围宽和激振函数可 任意设定等优点。它的超大激振力和往复行程是其它曲柄滑 块式试验台无法提供的。
3) 计算例: SKF1型减振器内缸直径为７cm，活塞杆直径为2.5cm，Ａ2=33.6厘米，取 γ=0.00089公斤／厘米，ｇ=981厘米／秒，μ 2=0.85， μ 3 =0.82。将其代入到式 （６—６8）和（６—７３）中便得拉、压时阻力的表达式：
此处的Ｖ以厘米/秒计，f2、f3分别为心阀节流孔和进油阀片上小孔的面积，以平 方毫米计。 按上两式计算的结果与试验结果比较，两者基本相符，如图６—２９所示。
. 关于卸荷问题: 为了防止减振器因振动速度过大使油压过高，要求减振器有限压（卸 荷）作用。SKF型减振器心阀部分设有直径为５毫米的卸荷孔，开启卸 荷孔增大节流孔面积，可以限制油压的急剧增高。减振器的卸荷特性可 设计成图６一３０那样，曲线ＯＡ段表示正常工作区，ＡB段表示卸荷区， 在此范围内，卸荷孔开启后，节流孔面积增大，阻力缓慢上升。通常， 减振器工作在卸荷区之前。因此，所谓“卸荷”，实际上就是起安全阀 的限制作用。
4. 油压减振器的测试 1）目的: 铁道机车车辆上的油压减振器是一个重要的部件，它 在车辆运行中能衰减振动振幅,对车辆强度与动力特性影响 较大,它的性能好坏直接关系到列车的舒适性和安全性。由 于油压减振器长期高速往复运动和处于高温状态，密封圈容 易老化而导致漏油，或者油液在高温下碳化，二者都会改变 阻尼系数，甚至使其失去减振作用。因此，为保证行车安全 应使用车辆油压减振器试验台定期对油压减振器进行测试， 并据其状态确定必要的维修保养策略。
一、液压减振器的阻力特性和计算
1. 结构及阻尼力的产生 液压减振器是一个密封的、充满油液的油缸，缸内有一活塞将油缸 分成上下两部分，活塞上开有小孔称为节流孔。当活塞上下移动时，使 粘性液体通过节流孔向活塞的另一侧流动。此时，油液和节流孔之间以 及油液本身之间产生粘性摩擦阻力，活塞运动速度愈高，油压愈高，粘 性阻力也愈大。减振器通过阻力功把车辆振动的机械能量转化为热量而 散逸，从而衰减振动，通常称这种阻力为粘性阻尼。
式中（Ａ1—Ａ2）是活塞杆的截面积，通常p1（Ａ1—Ａ1）值比起拉伸阻力Pu小得 很多，可以略去不计，于是上式化成：
(6-67) 计算拉伸阻力的公式可写成： (6-68) 这就证明，具有固定节流孔面积f2的减振器阻力与活塞相对缸体运动速度的平方 成比例。
2）减振器压缩工作过程 图６—２８为减振器压缩工作过程示意图。压缩时，活塞下部的油液 经节流孔f2流向活塞上部，同时有一部分多余的油液经进油阀孔f3流入贮 油缸。流经节流孔f2和进油阀孔f3的油液流量分别为：
(2) 技术参数
可测最大阻尼力：30KN, 最大减振器行程：250mm, 同 时测试减振器数量：2个, 液压系统压力：12Mpa, 装机功率： 7.5KW, 外形尺寸：1120×645×1280mm, 重量：1200Kg (3) 结构
该试验台由液压站和电控测试台两大部分组成。油箱为 全封闭式不锈钢结构；油泵电机卧式安装在油箱的面板上； 装有比例阀、换向阀及溢流阀的液压集成块高架安装于面板 上；所有压力表组成表站，安装在试验台架的前景面板上； 减振器安装组件安装在试验台架左右两侧，由油缸、支座、 拉压传感器、位移传感器等构成一组测试单元。
（6-69）
（6-70） （6-71）
图６—２８
（6-72）
将式（６—７２）代入式（６—７０）经整理并略去做小项后，得 计以上计算式均未考虑减振器内部的摩擦 力和漏泄的影响。试验表明，在一般情况下，内部摩擦力和 漏泄对阻力Pu和Ｐl的影响是不大的。 . 由计算看出，减振器压缩时也具有和拉伸时一样和运动 速度平方成正比的阻力特性，但数值上压缩过程的阻力要稍 大些。对SKF1型减振器计算表明: （Ｐl—Pu）/（Ｐl + Pu ）＜１０％ 在运用中规定该值≤１５％即为正常，并可认为二者是相等的。
而Ｑ2也正是活塞上移时上部油缸体积的减少量，即 Ｑ2=VA2 （6-63） 式中A2——活塞上部油缸油液截面积 V——活塞相对缸体的运动速度
由以上两式可得： （6-64） 若设Ａ1为活塞下部油液截面积，则作用在活塞杆上的拉伸阻力Pu为： （6-65） (6-65a) 将式（６—65a）代入式（６—64）得 (6-66)
液压减振器: 客车转向架一般采用液压减振器，这是一种具有粘性阻尼的减振 器，其特点是振幅的衰减量与幅值大小有关。振幅大时衰减量也大，反之 亦然。
安装位置: . 客车采用的液压减振器一般与螺旋弹簧并联安装在中央弹 簧装置中; . 在机车、电动车组及高速客车转向架上通常还在轴箱弹簧 装置中安装液压减振器，轴箱减振器和轴箱螺旋弹簧并联安 装在轴箱和构架之间，主要用以衰减转向架的点头振动。轴 箱减振器压缩方向的阻力应小于拉伸方向的阻力，或者只有 拉伸方向作用。因轴箱减振器直接承受来自轨道的冲击，这 样既可减少冲击的传递，还可提高减振器本身的耐久性; . 在中央弹簧悬挂装置中安装横向减振器，横向减振器通常 水平安装在摇枕和构架之间，用以衰减车辆的横向振动; . 有的还安装抗蛇行的减振器。
(4) 油压减振器测试 油压减振器型号:T170J14012A (株洲电力机车研究所研制).按上述减 振器的安装及测试的操作规程进行测试.
测试条件: 正弦位移激励, 振幅 59.9mm , 频率0.5Hz .
测试结果:最大阻尼力:7953.98N ,阻尼系数:812.895 Ns/cm ,示功图不对称 率δ=0.1094%,从位移-力示功图和速度-力曲线图来看,没有明的畸形,符合 δ<10%的使用要求.
2. 阻力与活塞速度的关系
1） 液压减振器的阻力与活塞拉伸或压缩的速度有关，速度愈高，阻力就 愈大。 2） 阻力Ｐ与活塞速度V的关系用下式表示： P=CV n （6——61） 式中Ｃ——阻力系数； V——活塞相对缸体的运动速度； n——速度指数，一般n =１～２。 （1） 速度指数n 速度指数n 影响阻力特性的变化规律，其值与节流孔结构和特性有关。 ① 当节流孔面积固定时，阻力与活塞相对缸体运动速度的平方成正比，即ｎ=２, 其节流孔结构形状简单，如SKF1型减振器的节流孔就是一个固定小圆孔，所以其 阻力与活塞运动速度平方成正比的关系; ② 若节流孔的开启面积随油缸中的油压p0增大而增大并与p01/2成正比时，则n=１， 即为线性阻力特性。线性阻力节流孔的结构和工艺要复杂些。 （2） 阻力系数Ｃ 阻力系数Ｃ主要与活塞面积和节流孔面积大小有关，孔的面积愈大，阻力愈小。