目录 中文摘要I 英文摘要II 1绪论1 1.1设计的目的和意义1 1.2减振器的发展历史2 1.3国内外发展现状3 1.4研究的重点及目的4 2减振器的分类5 2.1按材料角度划分5 2.2按结构角度划分5 3汽车悬架系统及减震器工作原理的分析6 3.1汽车悬架与减振器的配合结构及其选择6 3.2弹性元件的分类7 3.3汽车悬架系统的分类8 3.4双筒式减震器的工作原理8 3.5优点分析10 4双筒式液压减振器的设计10 4.1双筒式液压减振器的设计参数10 4.2双筒式减振器的外特性与设计的原则11 4.2.1双筒式减震器的外特性12 4.2.2双筒式液压减振器的外特性设计原则12 4.3双筒式减振器参数和尺寸的确定13 4.3.1悬架静挠度f的计算14 4.3.2相对阻尼系数Ψ的确定14 4.3.3确定减振器的安装角度15 4.3.4减振器的卸荷速度的确定16 4.3.5最大卸荷力的确定17 4.3.6减震器工作缸直径D的确定17 4.3.7双筒式减振器活塞行程的确定18 4.3.8液压缸的壁厚计算19 4.3.9液压缸的稳定性验算21 4.3.10缸盖厚度计算22 4.3.11活塞杆的计算23 4.3.12最小导向长度的确定26 4.4液压缸的结构设计26 4.5活塞尺寸计算28 4.6阀系的计算28 4.6.1阀孔的结构设计29 4.6.2阀孔的尺寸计算29 4.7密封元件的确定31 4.7.1密封尺寸32 4.8油液的选取33 4.9本章小结34 5双筒式液压减震器的结构优化34 5.1双筒液压减振器连接件的优化34 5.2双筒液压减振器焊接方法的优化34 5.3本章小结35 6运用proe4.0对双筒液压的主要零件进行绘制33 6.1部分零件的三维造型35 6.1.1活塞杆的三维造型35 6.1.2活塞的三维造型36 6.1.3活塞杆的三维造型37 6.1.4底阀的三维造型38 6.1.5防尘罩的三维造型39 6.2双筒液压减振器的装配图39 结束语41 致谢42 参考文献43 1.3国内外发展现状 到目前为止，可调阻尼减振器形式有很多种，如涡流式减振器、应变感应式减振器、频率感应式减振器、压电阻TEM式减振器、磁流变体可调阻尼减振器、电流变体可调阻尼减振器、节流口可调阻尼减振器等．我国学者主要致力于后三种阻尼可调减振器的研究，特别聚焦在减振液粘度的可调性方面．根据日本Bridgisto
ne公司的研究材料介绍，电流变液体的粘度在几毫秒内即可随高磁场电压变化即迅速改变或恢复．正是电流变流体这样一种在电解液(如硅酮)中高极化微质点的悬浮体，使得可调减振器阻尼特性随工况智能变化成为一种可能．德国巴依尔公司在1995年对采用能改变减振度的电流变流体减振器进行了首次试验，由于采用了相应的传感器，便能直接分析路基情况，并在随后的0.0015s内调节减振器的特性，以满足路况要求．近年来我国学者曾利用磁流体作为减振液通过控制磁场强度也达到调整减振器特性的要求，研究表明，以磁流体为减振液的阻尼调节性能较电流变流体的调节性能为好．但目前这两种方式都没能做出经济实用的、令人接受的产品模，仍都处于研制阶段。据调查，目前国内双筒液阻减振器配套产能有过剩趋势，生产高档次减振器的不多。单筒充气式减振器国内生产厂家正在消化吸收设计技术和提高制造工艺技术阶段，产品质量还没很过关。对于充气式减振器的研究也主要集中在单缸充气式汽车减振器方面。在郭孔辉院士的领导下，长春汽车研究所作了大量的试验工作，积累了一些经验。但由于橡胶的寿命不过关及设计、制造等多方面因素的影响，一直没有形成比较成熟的技术。 国外工程机械主要配套件大多数都生产历史悠久，技术成熟、供应充足、生产集中度高、品牌效应突出。 我国生产同时液阻减振器已经有几十年的历史，并具有较大的研发、设计、生产规模。目前满足国内汽车市场的各种减振器大部分是由国内厂商生产的。但我国的筒式液阻减振器技术水平在总体上与国外还存在较大差距。主要缺点是产品结构单一，具有自主产权的先进减振器产品很少，制造工艺水平也参差不齐，产品工作稳定性较差。漏油、噪声等问题还普遍存在，亟待解决，通过查阅有关减振器的一些有关资料，使我感慨良多！ 传统的被动式减振器的发展主要在于结构的局部改进和新材料，新工艺的应用，以不断改进其使用性能。机械可调阻尼减振器具有较高的性价比，已经在一些旅行轿车，厢式车和普通轿车上得到应用，今后会进一步发展。而更多的中级轿车，高级轿车上会使用阻尼连续可调的电控式减振器。电流变液和磁流变液减振器具有很好的应用前景，但其工作介质的性能上不能满足实用要求。但随着对这两种减振器的不断深人研经济一体化的浪潮以及中国汽车行业对世界完全开放，二者必定会在汽车行业中大放异彩。 减振器都是在不断的创新中发展的，专家门和设计师本着“使用方便，安全第一”的原则不断对减振器进行完善创新，使减振器的功能和安全性不断提高。 国内减振器制造水平已有很大提高，主机厂配套占很大比例，在中低档轿车领域，基本是国产减振器的天下。另外，减振器的技术水平也逐步提高，与国际先进水平的差距正在缩小，高端产品也有研发。减振器其中的主要问题有： （1）液压元件制造精度要求高，必须保证减振器油液的密封性，技术要求高和装配比较困难，使用维护比较严格。 （2）油液中混入空气易影响工作性能油液中混入空气后，容易引起液压油变质，使系统的工作性能受到影响、会影响系统工作的可靠性。 （3）减振器未来的发展是向着结构设计更合理，操作更简单，使用安全，采用新型材料，造价便宜的方向。在结构方面可以采用可调阻尼减振器，以实现减振器在不同的道路条件下，起到自动调节阻尼系数的作用。 故中国国内的汽车零部件工业面临前所未有的挑战和机遇。筒式减振器作为汽车上大量使用的重要部件，应予以充分的重视。大力提高国内厂商的设计制造水平和制造技术水平，提高制造工艺水平和产品质量。提高减振器产品的自护设计和开发能力。同时，也应加强基础理论的研究，提高筒式减振器的高技术含量，促进筒式液阻减振器的现代设计方法的发展。相信其会有很好的市场空间和发展前景[15]。 1.4研究重点以及目的 通过ProE软件的辅助，设计一种用于商务车型并且符合技术要求，具有良好经济性与实用性的双筒液压式减振器。通过大量的社会实际调查研究和图书馆查阅资料，设计计算以及老师的指导下，按照任务书的要求最终完成设计工作。在设计的过程中参考国内外相关的文献资料以及借鉴相关企业的产品，预期的设计产品能够符合理论设计要求，各项技术指标符合要求，并且将生产成本降到最低。 2减震器的分类 2.1按材料角度划分 从产生阻尼材料的角度划分，减震器主要有液压和充气两种，还有一种可变阻尼的减震器。 （1）液压式，汽车悬架系统中广泛采用液力减震器。其原理是，当车架与车桥做往复相对运动儿活塞在减震器的缸筒内往复移动时，减震器壳体内的油液便反复地从内腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔。此时，液体与内壁的摩擦及液体分子的内摩擦便形成对振动的阻尼力。 （2）充气式，充气式减震器是60年代以来发展起来的一种新型减震器。其结构特点是在缸筒的下部装有一个浮动活塞，在浮动活塞与缸筒一端形成的一个密闭气室种充有高压氮气。在浮动活塞上装有大断面的O型密封圈，它把油和气完全分开。工作活塞上装有随其运动速度大小而改变通道截面积的压缩阀和伸张阀。当车轮上下跳动时，减震器的工作活塞在油液种做往复运动，使工作活塞的上腔和下腔之间产生油压差，压力油便推开压缩阀和伸张阀而来回流动。由于阀对压力油产生较大的阻尼力，使振动衰减[7]。 2.2按结构角度划分 减震器按其结构，则分为单筒和双筒两种。可以进一步分为：单筒气压减震器；双筒油压减震器；以及双筒油气减震器。 双筒式指减震器有内外两个筒，活塞在内筒中运动，由于活塞杆的进入与抽出，内筒中油的体积随之增大与收缩，因此要通过与外筒进行交换来维持内筒中油的平衡。所以双筒减震器中要有四个阀，即除了上面提到的活塞上的两个节流阀外，还有装在内外筒之间的完成交换作用的流通阀和补偿阀。 单筒式与双筒式相比，单筒式减震器结构简单，减少了一套阀门系统。它在缸筒的下部装有一个浮动活塞，(所谓浮动即指没有活塞杆控制其运动)，在浮动活塞的下面形成一个密闭的气室，充有高压氮气。上面提到的由于活塞杆进出油液而造成的液面高度变化就通过浮动活塞的浮动来自动适应之。除了上面所述两种减震器外，还有阻力可调式减震器。它可通过外部操作来改变节流孔的大校最近的汽车将电子控制式减震器作为标准装备，通过传感器检测行驶状态，由计算机计算出最佳阻尼力，使减震器上的阻尼力调整机构自动工作。 3汽车悬架系统及减震器工作原理的分析 3.1汽车悬架与减振器的配合结构及其选择 汽车悬架是汽车的车架与车桥或车轮之间的一切传力连接装置的总称，其作用是传递作用在车轮和车架之间的力和力扭，并且缓冲由不平路面传给车架或车身的冲击力，并衰减由此引起的震动，以保证汽车能平顺地行驶。典型的悬架结构由弹性元件、导向机构以及减振器等组成，个别结构则还有缓冲块、横向稳定杆等。弹性元件又有钢板弹簧、空气弹簧、螺旋弹簧以及扭杆弹簧等形式，而现代轿车悬架多采用螺旋弹簧和扭杆弹簧，个别高级轿车则使用空气弹簧。汽车悬架又可分为非独立悬架和独立悬架。非独立悬架的结构特点是两侧车轮由一根整体式车桥相连，车轮连同车桥一起通过弹性悬架与车架（或车身）连接。当一侧车轮因道路不平而发生跳动时，必然引起另一侧车轮在汽车横向平面内发生摆动，故称为非独立悬架。独立悬架的结构特点是车桥做成断开的，每一侧的车轮可以单独的通过弹性悬架与车架（或车身）连接，两侧车轮可以单独跳动，互不影响，故称为独立悬架。 悬架是汽车中的一个重要总成，它把车架与车轮弹性地联系起来，关系到汽车的多种使用性能。从外表上看，轿车悬轿车悬架是一个较难达到完美要求的汽车总成，这是因为悬架既要满足汽车的舒适性要求，又要满足其操纵稳定性的要求，而这两架仅是由一些杆、筒以及弹簧组成，但千万不要以为它很简单，相反方面又是互相对立的。比如，为了取得良好的舒适性，需要大大缓冲汽车的震动，这样弹簧就要设计得软些，但弹簧软了却容易使汽车发生刹车“点头”、加速“抬头”以及左右侧倾严重的不良倾向，不利于汽车的转向，容易导致汽车操纵不稳定等。