减振器与悬架的匹配
车辆钢板弹簧悬架系统减振器最佳阻尼匹配

车辆钢板弹簧悬架系统减振器最佳阻尼匹配周长城;潘礼军;于曰伟;赵雷雷【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2016(0)7【摘要】阻尼匹配是制约钢板弹簧悬架系统减振器设计的关键问题。
根据1/4车辆二自由度行驶振动模型,利用随机振动理论,建立了悬架系统最优阻尼比及悬架动挠度和振动速度均方根值数学模型。
在此基础上,通过分析、处理钢板弹簧加载-卸载试验所测得的载荷及变形数组数据,建立了在实际行驶工况下的钢板弹簧等效阻尼数学模型;根据悬架系统最优阻尼比及钢板弹簧的等效阻尼,得到了所需匹配减振器在悬架系统中应承担的最佳阻尼比;利用平安比及双向比,建立了钢板弹簧悬架系统最佳阻尼匹配减振器的速度特性,并通过仿真分析和实车行驶平顺性试验验证了钢板弹簧悬架系统减振器最佳阻尼匹配设计方法的正确性及有效性,利用该设计方法匹配减振器后的车身垂直振动加速度均方根值与传统经验法相比降低了6.72%,能够有效改善车辆的乘坐舒适性。
该研究可为钢板弹簧悬架系统减振器的设计提供参考。
%Damping matching is the key problem of shock absorber design for leaf spring suspension system, and there is no optimal matching theory to resolve this problem at present, which seriously restricts the improvement of ride comfort and driving safety. So, in order to make the leaf spring suspension system achieve the optimal damping matching so that the vehicle has good ride comfort and driving safety, in this paper, based on the quarter vehicle model and random vibration theory, taking the minimum of body vertical vibration acceleration as the target, amathematical model of optimal damping ratio of suspension based on ride comfort was established; taking the minimum of wheel dynamic load as the target, a mathematical model of optimal damping ratio of suspension based on driving safety was established; then, according to the golden section, a mathematical model of optimal damping ratio of suspension based on ride comfort and driving safety was built. Based on this, the root mean square value of suspension dynamic deflection was taken as the leaf spring vibration amplitude, which was obtained under actual road conditions for vehicle driving, and the root mean square value of suspension vibration velocity obtained under actual road conditions for vehicle driving was combined with the principle of energy conservation; by analyzing and processing the load and deformation array data of leaf spring loading-unloading test, the equivalent damping of leaf spring under certain work condition and the damping ratio provided by leaf spring for the suspension were built. Then, combining the optimal damping ratio of suspension based on ride comfort and driving safety with the damping ratio provided by leaf spring, using the displacement superposition principle, the optimal damping ratio, which should be provided by shock absorber matching to the optimal damping of leaf spring suspension, was built. Based on this, using the smoothness-safety ratio and the two-way ratio, a mathematics model of velocity characteristic of shock absorber matching to the optimal damping of leaf spring suspension was built. With a practical example, the optimal damping ratio and the velocity characteristic of shock absorber for leaf spring suspension system weredesigned, and the optimal damping matching method was validated bythe simulation. The result showed that using the theoretical design method for the shock absorber, the root mean square value of body vertical vibration acceleration was reduced by 7.67% compared with the traditional experience method. Furthermore, in order to further verify the correctness of the result, the optimal damping matching method was validated by the vehicle ride comfort test. The result showed that using the theoretical design method for the shock absorber, the root mean square value of body vertical vibration acceleration was reduced by 6.72% compared with the traditional experience method. Therefore, the results showed that the optimal damping matching method of shock absorber for leaf spring suspension system was correct, and it could significantly improve the ride comfort of vehicle and make the vehicle have good driving safety. This study has significant value of theory research and practical application for shock absorber design of leaf spring suspension system.【总页数】8页(P106-113)【作者】周长城;潘礼军;于曰伟;赵雷雷【作者单位】山东理工大学交通与车辆工程学院,淄博 255049;山东理工大学交通与车辆工程学院,淄博 255049; 北京邮电大学自动化学院,北京 100876;山东理工大学交通与车辆工程学院,淄博255049;山东理工大学交通与车辆工程学院,淄博 255049; 北京邮电大学自动化学院,北京 100876【正文语种】中文【中图分类】U461.4【相关文献】1.汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比的匹配 [J], 韦勇;阳杰;容一鸣2.汽车悬架减振器最佳阻尼匹配研究 [J], 王天利;王雪;陈双;邓丹3.双轴汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比匹配设计研究 [J], 韦勇4.车辆悬架与减振器阻尼的匹配研究 [J], 赵六奇5.车辆悬架与减振器阻尼的匹配研究 [J], 赵六奇;易庆红因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
汽车悬架减振器最佳阻尼匹配研究

汽车悬架减振器最佳阻尼匹配研究王天利;王雪;陈双;邓丹【摘要】基于汽车平顺性要求,针对某城市SUV对其前麦弗逊悬架系统的减振器进行最佳阻尼匹配研究,通过建立减振器在工作行程中速度特性分段线性函数的数学模型,计算求得减振器工作中所对应的开阀点的力值;依据减振器试验台测试标准对所设计减振器的外特性进行了台架试验,减振器的速度特性匹配曲线与减振器MTS台架试验曲线在开阀速度处的力值误差仅为13%;依据悬架的硬点参数建立了1/2悬架ADMAS模型,通过更改减振器的属性文件及对悬架进行双轮同向激励,验证悬架的振动特性.实验结果表明,基于汽车平顺性的减振器最佳阻尼匹配研究方法正确,且匹配的减振器应用于实车前悬架具有良好的振动特性.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】4页(P160-163)【关键词】悬架系统;减振器;最佳阻尼;仿真模型【作者】王天利;王雪;陈双;邓丹【作者单位】辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121001;辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121001;辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121001;辽宁省科学技术情报研究所,辽宁沈阳110168【正文语种】中文【中图分类】TH16;U463.33汽车悬架作为连接车身与车轮的重要组成部分,对汽车的平顺性、安全性和操稳性起着决定性作用。
减振器与弹簧相并联,来衰减汽车行驶中车身的振动,是汽车悬架的最重要的阻尼元件之一[1],悬架合理的刚度及阻尼特性是保证悬架具有良好的振动特性的重要因素。
国外学者对减振器动态特性仿真技术分析开展了较多的研究工作,并且对参数化建模方法进行了总结性的探讨。
但对于减振器阀系参数匹配并没有可靠的方法[2],因此传统减振器阀系参数设计方法是根据经验在某些减振器阀系的基础上改变阀片的参数来改变减振器的阻尼力,并反复的试验与更改参数进行优化设计。
很少有学者通过最佳阻尼匹配减振器特性数学模型进行匹配研究,大多数利用阀片大挠度变形公式对阀片近似设计,因此目前的设计方法不能满足所有论文需要增加实验照片和测试手段;“减振器台架试验值与计算值较为吻合”?针对某款城市SUV,对其前麦弗逊悬架系统的减振器进行最佳阻尼匹配研究,通过对减振器MTS台架试验及建立1/2悬架ADMAS仿真模型进行振动仿真,验证悬架最佳阻尼匹配研究方法的正确性。
汽车半主动悬架减震器阻尼匹配设计

10.16638/ki.1671-7988.2017.02.001汽车半主动悬架减震器阻尼匹配设计郭建辉,邹金校,高恩壮(长安大学汽车学院,陕西西安710064)摘要:半主动悬架作为汽车悬架发展的主要方向,具有良好的性价比。
对于阻尼可控半主动悬架,阻尼的匹配对悬架系统至关重要。
文章从保证汽车舒适性和安全性角度出发,研究汽车半主动悬架最佳阻尼匹配方法。
首先分别从保证悬架系统最舒适和最安全出发研究悬架阻尼比,然后确定半主动悬架最佳阻尼比[1],最后匹配悬架最佳阻尼系数。
关键词:减震器;阻尼匹配;阻尼比中图分类号:U461.9 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2017)02-01-03Damping Matching Design of Automotive Semi-active SuspensionGuo Jianhui, Zou Jinxiao, Gao Enzhuang( School of Automobile, Chang’an University, Shaanxi Xi 'an 710064 )Abstract: Semi-active suspension as the main direction of the development of automotive suspension, has a good price. For damping controlled semi-active suspension, the damping of the matching is essential to the suspension system.In this paper, from the perspective of vehicle comfort and safety, this paper studies the optimum damping matching method of automotive semi active suspension system.At first, the suspension damping ratio is studied from the most comfort and safety of the suspension system, and then the optimal damping ratio of the semi-active suspension is determined[1], and the optimal damping coefficient of the suspension system is matched.Keywords: shock absorber; the damping match; damping ratioCLC NO.: U461.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)02-01-03前言汽车的悬架系统与汽车的两个主要性能指标——行驶平顺性和操纵稳定性是密切相关的。
减振器行程匹配及空间布置方法探讨

A DA MS 软 件验证 减振 器空 间布 置方 案的减 振效 果 。同时对 悬 架 系统 的瞬 时转动 中心 、 侧倾 中心和纵 倾 中心 的确 定 方法做 了详 细的介 绍 。
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( J ) . J o u na r l f o V i b r a t i o n a n d C o n t r o 1 . 2 0 0 6 , 1 2 : 3 — 2 4 .
3 Bo g g s e t 1. I a nv e s t i g a t e d t he e ne r g y d i s s i p a — ( b ) t i o n o f a n MR da mp e r i n a q u a  ̄e r —c a r r i g u n de r a s e —
减振 器 上连 接点 坐标 ; 点 M 为 满载 时减 振 器下 连
接点 坐标 。 相对 满载 , 减 振器压 缩到底 时 的上 移行 程 ,减振 器最 大拉伸 时 的下移行 程可 以根 据公 式 ( 2) 和公式 ( 3 ) 求解 计算嘲 [ 3 ] 。
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An a p pr o a c h t o wa r d t h e o p t i ma l s e mi -a c t i v e s u s p e n — —
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车辆底盘悬架减振器的选择与校核

科研监督esearch Supervision中国军转民34车辆底盘悬架减振器的选择与校核李斌 王引生减振器是产生阻尼力的主要元件,其作用是迅速衰减汽车振动,改善汽车行驶平顺性,增强车轮与路面的附着性能,减少汽车因惯性力引起的车身倾角变化,提高汽车操纵稳定性。
减振器亦能够降低部分动载荷,延长汽车使用寿命。
重型载货汽车底盘中比较常用的是双筒式减振器,其阻力容易调整,结构简单,价格便宜。
本文将以双筒式减振器为对象,着重介绍悬架减振器的选型与校核并示例分析。
一、减振器基本参数选择1.减振器阻力特性油液流经节流阀产生的阻力应为节流阀两侧压力差与承压面积的乘积,压力差p 为:QaC Q p d αρ+=2222式中:ρ——油液密度,kg/mm3; Q ——通过阀的流量,mm3/s ; a ——节流孔面积,mm2; d C ——流量系数;α——与节流孔形状和油液黏度有关的系数。
油液流经固定的节流孔产生阻力与油液流量即活塞运动速度的平方成正比,流经节流阀片的阻力与流量近似成线性关系。
减振器阻力特性是由节流孔特性和节流阀片特性两部分组成,如果能够分别求出节流孔特性和节流阀片特性,就可以得到减振器组合的阻力特性。
2.减振器相对阻尼系数通常根据汽车平顺性、操纵性和稳定性的要求确定减振器的阻力特性。
减振器阻力值能满足汽车操纵性和稳定性要求,但不一定满足汽车平顺性要求;反之亦然。
因此减振器阻力特性的选择应按照所设计车型对汽车平顺性、操纵性和稳定性进行综合考虑。
减振器装车后的基本参数,一般用相对阻尼系数表示,相对阻尼系数ψ为:K M2γψ=式中:ψ——相对阻尼系数; γ——减振器阻力系数(阻力特性的倒数),N•s/mm;K ——悬架刚度,N/mm; M ——质量系数,kg。
相对阻尼系数1≥ψ时,产生非周期运动,ψ很大时虽然能在共振区域很快衰减振动,但在非共振区域内激振增大。
当1≤ψ时,产生周期振动,ψ很小时振动衰减很慢,共振振幅过大。
减震器匹配

代入δ式内得对数衰减率:
0T0 0
由此可得相对阻尼系数:
( 2 1 )2 1
2
0 1 2
2 1 2
…………(5)
11
乘用汽车的悬架系统其相对阻尼系数ψ值通常在ψ=0.25-0.45 范围内变化,已知悬架刚度k、悬架质量m,在选取ψ值后按公 式 c 2 km
Aent sin (
0 n 2 t )
2
这个解说明:有阻尼自由振动时,质量m以圆频率ωd振动,其振幅
按
e
nt 衰减
,如图3所示。
n
d (0 2 n2 ) 0 1 (
0 1 2
0
)2
………(3)
t
7
图3
8
相对阻尼系数ψ值对有阻尼系统的衰减振动有两方 面的影响: 1) 与有阻尼固有频率ωd有关, ψ值增大则ωd减小, 换句话说,有阻尼的振动令系统的固有频率降低。 当相对阻尼系数等于1时,有阻尼固有频率ωd=0, 此时运动失去周期性,振动消失。
δ称为对数衰减率。
10
因为
1 0 f0 2 2
k m
T0 无阻尼时的振动周期
Td 有阻尼时的振动周期
Td
1 2 T0 f0 0
2 2 2 2 1 T0 d 1 2 0 2 n 2 1 ( n ) 2 0 1 2 0 0
21
调整减震器阻尼值: 1) 设拉伸行程的相对阻尼系数为ψr =0.35
改写
ci2 cos2 2 km
c 2 km 2 0.35 21.6 0.0292 2 2 i cos 1.122 cos2 0.4639
减振器与悬架的匹配

减振器与悬架的匹配减振器与悬架的匹配一、减振器的作用1、缓和汽车的振动,提高汽车的平顺性,保护货物,延长车身等部件的寿命;2、增强车轮的附着性,有助于操纵性、稳定性,缓和由路面不平带来的冲击。
二、减振器的种类1、减振器按机构分为摇臂式与筒式,筒式又分为双筒式、单筒式、压缩气体单筒式三种。
摇臂式减振器已基本淘汰,目前广泛应用的是筒式减振器。
2、减振器按其作用方式分为单作用式与双作用式。
目前汽车上广泛采用的是双作用式筒式减振器。
三、减振器的工作原理汽车上的减振器多数为液力减振器,其工作原理是当车架与前桥作往复运动时,减振器内的活塞在缸筒内作往复运动,减振器壳体内的油液便反复的从一个内腔通过一个窄小的空隙流入另一个内腔,此时孔壁与油液的摩擦以及液体分子之间的相互摩擦便形成对振动的阻尼力,使车身与车架的振动能量转化为热能,而被油液以及减振器壳体所吸收,然后散到大气中。
四、减振器两个主要参数1、阻尼系数δ减振器中阻力F与速度v的关系为:F=δv (F—减振器阻力,N;v—减振器工作速度,m/s)一般压缩时的阻尼系数常小于伸张时的阻尼系数。
2、相对阻尼系数ψ该系数是评定振动衰减快慢程度的,其表达式为:ψ=δ2cm(m—簧载质量,kg;c—悬架刚度,N/m)相对阻尼系数ψ的物理意义是减振器与不同刚度和不同簧载质量的悬架系统匹配时,会产生不同的阻尼效果。
五、减振器两个主要参数的选择1、相对阻尼系数ψ的选择常用相对阻尼系数ψ的选取范围为:单作用式:0.3~0.45双作用式:0.2~0.45在选择ψ时,应该考虑到,ψ值取得大能使振动迅速衰减,但会把较大的不平路面冲击力传到车身,ψ值取得小,振动衰减慢,不利于行驶平顺性,一般:①如果弹性元件或导向机构中存在阻尼(如钢板弹簧),ψ取下限;②如果弹性元件或导向机构中不存在阻尼(如螺旋弹簧),ψ取上限。
③对于后悬架的ψ值可取得稍大些,④通常越野车或经常行驶在路面条件较差的汽车,其ψ>0.3。
谈摩托车悬架和减震器的结构特点及功能

46 为了缓和与衰减摩托车在行驶过程中因道路凹凸不平受到的冲击和振动,保证行车的平顺性与舒适性,有利于提高摩托车的使用寿命和操纵的稳定性,摩托车上均设置有悬挂和减震器装置。
减震器作为摩托车的关键部件,由悬架弹簧和阻尼器组成。
减震器与整车行驶要求匹配的好坏对整车的驾驶平顺性,操纵稳定性和舒适性等有重要的影响。
减震器悬架弹簧能缓和地面对车辆的振动,减小车辆和乘员承受的惯性力,阻尼器的主要作用就是抑制车轮和车身的持续振动,进一步衰减振动频率和幅度,避免突发性强冲击造成的恶劣影响。
1 摩托车悬架装置的功能悬挂装置是车架与车轮之间一切传输力连接装置的总称,悬挂装置可分为车体悬挂装置和发动机悬挂装置,而车体悬挂装置又分前悬挂装置和后悬挂装置。
摩托车在行驶过程中,特别是在郊区和山区低质路面上行驶,由于路面的凹出不平,车轮会受到来自路面的冲击性垂直反力。
在急刹车的情况下,冲击力更大。
同时,发动机的振动及其它惯性力,都要传递到车架上。
这些冲击力和振动,如果超过人所能承受的频率,就会引起疲劳,并会造成摩托车各零部件的松动、机械疲劳,酿成过早损坏的可能。
摩托车受冲击和其他力的分布情况如图1所示。
一辆道路赛车在平稳状态下,转向时所产生的负载假若为l g(负载单位)而车架中心便会受到l.4 g 负载的作用。
如果在规定的赛道上行驶,在车辆倾斜时,所承受到的冲击负载可达4 g 。
而越野赛车所受到的冲击负载比上述还大。
当冲击负载达8 g 时,驾驶员就会忍受不住了。
根据记载,个别冲击峰值可达20 g 的程度。
说明各种摩托车在不同速度、不同行驶条件和状态下,受到的冲击负载大谈摩托车悬架和减震器的结构特点及功能Yang ZhongminAbout the Structural Characteristics and Functions ofMotorcycle Suspension and Shock Absorber杨忠敏小各不相同,差别甚大。
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减振器与悬架的匹配
一、减振器的作用
1、缓和汽车的振动,提高汽车的平顺性,保护货物,延长车身等部件的寿命;
2、增强车轮的附着性,有助于操纵性、稳定性,缓和由路面不平带来的冲击。
二、减振器的种类
1、减振器按机构分为摇臂式与筒式,筒式又分为双筒式、单筒式、压缩气体单筒式三种。
摇臂式减振器已基本淘汰,目前广泛应用的是筒式减振器。
2、减振器按其作用方式分为单作用式与双作用式。
目前汽车上广泛采用的是双作用式筒式减振器。
三、减振器的工作原理
汽车上的减振器多数为液力减振器,其工作原理是当车架与前桥作往复运动时,减振器内的活塞在缸筒内作往复运动,减振器壳体内的油液便反复的从一个内腔通过一个窄小的空隙流入另一个内腔,此时孔壁与油液的摩擦以及液体分子之间的相互摩擦便形成对振动的阻尼力,使车身与车架的振动能量转化为热能,而被油液以及减振器壳体所吸收,然后散到大气中。
四、减振器两个主要参数
1、阻尼系数δ
减振器中阻力F与速度v的关系为:F=δv (F—减振器阻力,N;v—减振器工作速度,m/s)
一般压缩时的阻尼系数常小于伸张时的阻尼系数。
2、相对阻尼系数ψ
该系数是评定振动衰减快慢程度的,其表达式为:ψ=δ
2cm
(m—簧载质量,kg;c—悬架刚度,N/m) 相对阻尼系数ψ的物理意义是减振器与不同刚度和不同簧载质量的悬架系统匹配时,会产生不同的阻尼效果。
五、减振器两个主要参数的选择
1、相对阻尼系数ψ的选择
常用相对阻尼系数ψ的选取范围为:
单作用式:0.3~0.45
双作用式:0.2~0.45
在选择ψ时,应该考虑到,ψ值取得大能使振动迅速衰减,但会把较大的不平路面冲击力传到车身,ψ值取得小,振动衰减慢,不利于行驶平顺性,一般:①如果弹性元件或导向机构中存在阻尼(如钢板弹簧),ψ取下限;②如果弹性元件或导向机构中不存在阻尼(如螺旋弹簧),ψ取上限。
③对于后悬架的ψ值可取得稍大些,④通常越野车或经常行驶在路面条件较差的汽车,其ψ>0.3。
为了使减振器阻尼效果好,又不传递大的冲击力,常把压缩行程的相对阻尼系数ψc选的小于伸张行程
的相对阻尼系数ψ0,即ψc =(0.25~0.50)ψ0(对于越野车或经常行驶在路面条件较差的汽车,其(0.25~0.50)要取上限,即ψc =0.50ψ0)。
而相对阻尼系数ψ往往选取压缩行程与伸张行程相对阻尼系数的平均值,即ψ=ψc +ψ02 。
2、阻尼系数δ的确定 已知ψ,再根据公式ψ=δ2cm
,即可求得δ;或者根据公式 δ=2mωψ(式中ω为悬架的固有频率)
六、减振器与悬架的匹配
1、减振器标定的参数
L min —减振器压缩到底的尺寸
L mzx —减振器最大拉伸时的尺寸
V—减振器活塞的运动速度
P 0—减振器的复原阻尼力
P c —减振器的压缩阻尼力
2、减振器各参数的确定
(1)根据以上参数分别计算出压缩时的阻尼系数δc 与伸张时的阻尼系数δ0
δc = P c v δ0= P 0v
(2)再根据有关公式计算出压缩时的相对阻尼系数ψc 与伸张时的相对阻尼系数ψ0
ψc =δc 2cm ψ0=δ02cm 一般要求ψc ψ0
=0.25~0.50(其中对于越野车或经常行驶在路面条件较差的汽车,其比值应在上限) (3)根据以上计算的结果计算出减振器的相对阻尼系数ψ ψ=ψc +ψ0 2
对于双作用式减振器,其ψ值应在0.2~0.45范围内。
对于后悬架的ψ值可取得稍大些,通常越野车或经常行驶在路面条件较差的汽车,其ψ>0.3。
七、减振器行程与布置
对于筒式减振器一般希望是垂直布置,但受其他方面的影响,有时不得不倾斜布置,而为了获得良好的使用效果与使用寿命,减振器的最大倾斜角度不得大于45°。
在车轮达到上跳极限位置时(即缓冲块骨架与车架的缓冲块支架相接触),减振器的富裕行程应大于10mm,当在减振器拉伸方向到极限位置时(即钢板弹簧处于自由状态下),其减振器的富裕行程应大于40mm。
诸城车研所底盘室
刘培盛
2001年4月12日。