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自行测试系统在减振器上的应用

1 测试系统及减振器

指计算机对整车或汽车零部件进行功能、耐久性以及安全性的测试分析并计算结果。测试系统常用于汽车零部件的开发和机械运行状况进行评估调试等。测试系统包括整个测试单元及测试对象,涉及面较广,测试运算结果一般较复杂。

减振器是为加速车架和车身振动的衰减,以改善汽车行驶的平顺性,在大多数
汽车的悬架系统内部都装有减振器。减振器和弹性元件是并连安装的。
减振器工作的基本原理是利用阻尼消耗振动过程中产生的能量。汽车减振器是利用小孔节流的流体阻尼技术来实现悬架系统的减振特性,称为液力减振。从阻尼物理现象上区分,阻尼产生的机理有5类,即:工程材料的材料阻尼、流体的粘滞阻尼、结合面阻尼与库仑摩擦阻尼、冲击阻尼和磁电效应产生的阻尼。悬架中的阻尼主要有摩擦阻尼和粘滞阻尼两大类,钢板弹簧叶片之间的相对运动产生摩擦阻尼,这种阻尼不稳定,阻力的大小不便于控制,尤其在好路上行驶,路面不平产生的动载很小,不足以克服叶片之间的摩擦时,会产生“锁止”现象,此时平顺性变差,因此近年来悬架设计中都力求减少钢板弹簧叶片间的摩擦量,采用液力减振器的粘滞阻尼,特别是轿车悬架基本全部采用此类减振器。
液力减振器的作用原理是当车架与车桥作往复相对运动时,而减振器中的活塞在缸筒内也作往复运动,则减振器壳体内的油液边反复的从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一个内腔。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,而被油液和减振器壳体所吸收,然后散到大气中。减振器阻尼力的大小随车架与车桥(或车轮)的相对速度的增减而增减,并且与油液粘度有关。要求减振器所用油液的粘度受温度变化的影响尽可能小;且具有抗气化,抗氧化以及对各种金属和废金属零件不起腐蚀作用等性能。减振器的阻尼力越大,震动消除得越快,但却使并联的弹性元件的作用不能充分发挥,同时,过大的阻尼力还可能导致减振器连接零件及车架损坏。为解决弹性元件与减振器之间这一矛盾,对减振器提出如下要求:1)在悬架压缩行程(车桥与车架相对移近的行程)内,减振器阻尼力应较小,以便充分利用弹性元件的弹性,以缓和冲击;2)在悬架伸张行程(车桥与车架相互远离的行程)内,减振器的阻尼力应大,以求迅速减振;3)当车桥(或车轮)与车架相对速度过大时,减振器应当能自动加大液流通道截面积,使阻尼力始终保持在一定限度之内,以避免受过大冲击载荷。目前汽车悬架减振器应用最多的是筒式液阻减振器,它能够有效的衰减悬挂质量与非悬挂质量的相对运动,提高汽车乘坐的舒适性,行驶的平稳性和操纵稳定性。筒式液阻减振器同时还用作转向系减振器以及驾驶室、驾驶员座椅、发动机罩等部件的减振装置。随着汽车性能要求的不断提高,筒式液阻减振器的结构和性能亦不断得到改进和提高。在传统被动式减振器技术发展和完善的同时,能够适应不同行驶工况而调节其工作特性的机械控制式可调阻尼减振器、电子控制式减振器以及电流变液体、磁流变液体减振器技术也获得了快速发展。作为筒式液阻减振器技术的重要内容,其设计开发技术也正经历着由基于经验设计一实验修正的传统方法向基于CAD
技术的现代设计开发方法的转变。随着硬件性能和计算分析能力的提高,在设计阶段预测减振器的性能并进行优化设计已