................................... 31附录......................................................................................................................... 32 -V- 第1章 绪论1.1 课题的目的和意义 汽车振动是影响汽车性能的重要因素,会严重地影响汽车的平顺性和操纵稳定性以及汽车零部件的疲劳寿命。
车辆的减振有三个环节:轮胎、悬架和座椅,其中起主要作用的是悬架系统。
而在悬架系统中,主要起减振作用的就是阻尼器,因此,改进和提高阻尼器的性能对提高汽车的行驶性能和提高汽车产品质量具有非常重要的意义。
在阻尼器设计中,必须利用试验手段来验证设计结果及实际使用效果,阻尼器设计技术的发展可以说是依赖于其测试和试验技术的发展。
目前,普遍使用的机械式振动试验台由于多种原因存在着试验波形单一、试验位移与速度误差大、试验速度范围小、试验结果可比性差、难于实现多工况快速试验等缺陷,而电液式振动试验台多由国外进口,功能虽比较完善,但价格昂贵。
此次设计主要目的是开发一个功能比较完善而价格便宜的汽车悬架阻尼器电液伺服试验台。
该试验台可为阻尼器试验提供简谐波、方波、锯齿波、随机路面谱等多种激振波形,并使输出对于输入有较好的随动性,在此试验台上可做各种阻尼器特性试验。
本试验台测控系统采用计算机作为主测控机,通过数据采集卡对试验系统进行测控试验台动作指令有主测控机发出,通过转换器的接口进入伺服控制器进行信号放大和调节,输出电流信号,使液压缸活塞按要求的方向和速度运动,液压缸活塞运动的同时带动减振器运动,并分别通过位移传感器测量位移、速度传感器测量速度、力传感器测量阻尼力;监测到的位移信号、速度信号和阻尼力信号通过适当调理,进入数据采集卡的转换器中;计算机通过数据处理得到要求的减振器特性曲线。
在实际的设计过程中采用微机测控技术和电液伺服技术,模拟减振器实际工况,实现试验过程的实时检测和闭环控制。
试验台采用计算机通过测控软件进行试验过程的自动控制、自动采集试验数据,能自动生成减振器的示功特性和速度特性曲线,能方便的进行数据和曲线的存储和打印。
汽车振动是影响汽车平顺性和操纵稳定性的重要因素,减少振动的主要途径就是改善汽车减振系统的性能。
汽车减振器试验台的优化设计能很好的帮助减振器性能设计的提高,国内多采用机械式试验台,但存在着许多的缺陷。
而国外普遍采用电液伺服试验台,这种试验台可为减振器试验提供多种激振波形;在此试验台上不仅可做单个减振器的示功特性和速度特性试验,还可同时进行两个减振器示功特性试验,还能对简化了的汽车 -1-模型进行试验。
对于国内的技术而言,这样的试验台功能相对不完善。
虽然国内一些单位研制的电液伺服试验台功能有所提高,但也仅满足减振器的一般性能试验,试验频率也不是很高,不能满足减振器的动态特性实验,而国外进口的电液伺服试验台功能虽比较完善,但价格非常昂贵。
基于这样的前提,我毕业设计的主要目的就是设计一个适合于国内现状、功能相对完善而价格便宜的汽车悬架减振器电液伺服试验台,车辆的减振有三个环节:轮胎、悬架和座椅,其中起主要作用的是悬架系统。
而在悬架系统中,主要起减振作用的就是阻尼器,因此,改进和提高阻尼器的性能对提高汽车的行驶性能和提高汽车产品质量具有非常重要的意义。
在阻尼器设计中,必须利用试验手段来验证设计结果及实际使用效果,阻尼器设计技术的发展可以说是依赖于其测试和试验技术的发展,对其结构进行有限元分析,使各个部分的材料得到合理的分布,使各个部分的性能指标符合要求,从而使结构达到经济和安全的要求,也可为工程设计缩短周期,减少投资。
汽车悬架性能的好坏,对汽车的使用性能影响很大。
研究结果表明,汽车在不平的道路行驶时,所产生的振动不仅严重影响了汽车行驶平顺性,而且还影响汽车的其它使用性能。
例如,在不平的道路上使用的载重汽车,其平均行驶速度降低 4050,修理间隔里程缩短 35左右,燃料消耗增加 5070,汽车的运输生产率降低 36左右,而运输成本则增加 5070。
现代汽车不管是矿用车还是高级轿车,其发动机功率及汽车的比功率即单位汽车总质量具有的发动机功率都有比较大的提高,而要提高汽车的平均行驶速度,则常常受到悬架性能的限制。
汽车在高速行驶时,也常因悬架装置性能较差,颠簸太大而不得不降低车速,即使汽车装备了大功率的发动机,也不能充分利用发动机的功率。
汽车悬架系统对于汽车行驶过程中的舒适性和操纵稳定性都起着关键作用。
而在悬架系统中,主要起减振作用的就是减振器,因此,改进和提高减振器的性能对提高汽车的行驶性能和提高汽车产品质量具有非常重要的意义。
汽车行驶过程中,当车轮受到地面冲击而向上跳动时,悬架弹簧收缩并且吸收强大的能量,冲击过后悬架弹簧通过伸张试图释放存储的能量,从而使车身发生上下振动,减振器的功用就是通过对车身运动产生一阻尼力,使振动能量迅速消散、减小甚至消除车身的振动。
另外,在汽车转弯行驶、紧急制动和紧急加速等行驶状态下,汽车行驶姿势发生变化,给汽车的行驶安全性和操纵稳定性带来不利影响,此时也可以通过改变减振器的阻尼力,使汽车保持稳定的行驶姿势。
悬架减振器对于保证汽车的操纵性能同样具有重要作用。
当汽车直线行驶时,随车速的升高,由路面激励引起的汽车位移、速度和加速度功率谱密度增大,使得控制汽车的垂直、俯仰和侧倾等运动变得困难。
此时需要增加减振器的阻尼比以提高汽车的行驶安全性。
汽车在某些非稳定工况下所产生的车身运动,如加速或制动 -2-导致的俯仰运动,转向导致的侧倾运动等,都要由悬架减振器衰减,此时要求减振器阻尼比为 0.81,复原压缩行程阻尼力分配值为 60/40 才能够保持较好的汽车操纵稳定性。
汽车乘坐舒适性、行驶平顺性和操纵稳定性对悬架减振器特性的要求因路面、载荷、车速和汽车运动状态等具体行驶工况不同而不同,也因驾驶员而异。
理想的减振器特性应能够适应上述不同行驶工况和驾驶员的要求而进行调节。
但至今最普遍应用的悬架减振器为被动式减振器,其特性不能调节,只能在两者之间折衷,通常其阻尼比为.0300.75。
1.2 国内外对接机构的研究状况 国外普遍采用电液伺服试验台,这种试验台可为减振器试验提供多种激振波形;在此试验台上不仅可做单个减振器的示功特性和速度特性试验,还可同时进行两个减振器示功特性试验,还能对简化了的汽车模型进行试验。
国内的技术而言,这样的试验台功能相对不完善。
虽然国内一些单位研制的电液伺服试验台功能有所提高,但也仅满足减振器的一般性能试验,试验频率也不是很高,不能满足减振器的动态特性实验,国外试验机同行在电液伺服技术的应用和研制起步较早,自二十世纪 50 年代中期以来就先后生产了各种使用电液伺服系统的试验机,如美国 MTS、英国Instron、瑞士 Amsler、德国 Sehench 和日本岛津等公司都先后研制成功各种电液伺服试验机。
当时我国在这个应用领域还是空白,使用的电液伺服试验机都是从这些国家进口的。
国外进口的电液伺服试验台功能虽比较完善,但价格非常昂贵。
基于这样的前提,我毕业设计的主要目的就是设计一个适合于国内现状、功能相对完善而价格便宜的汽车悬架减振器电液伺服试验台。
1.3 本课题研究的内容、方法和工作流程 本文主要研究的内容是:1 试验台台架设计;2 阻尼器两端连接机构设计
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