汽车减振器的选型设计
目录
一、汽车减振器的作用和功能---------------------------4
1、减振器的作用--------------------------------------4
2、减振器的功能--------------------------------------4 （1）对自然振动--------------------------------------4 （2）对强迫振动--------------------------------------6
二、汽车减振器选型设计的任务-------------------------8
三、汽车减振器额定阻力和工作缸直径的选择-------------9
1、线性减振器的阻尼特性------------------------------9
2、实际减振器的非线性--------------------------------9
3、减振器示功试验的标准规范-------------------------10
4、悬架系统相对阻尼系数与减振器阻尼系数的关系-------11
5、计算额定阻力-------------------------------------12
6、选择减振器工作缸直径-----------------------------13
四、验算悬架系统在各种工况下的振动特性--------------14
五、减振器行程和长度的确定--------------------------14
1、减振器最大压缩（上跳）行程-----------------------14
2、减振器最大拉伸（下跳）行程-----------------------15
3、减振器的总行程和长度-----------------------------15
六、减振器上、下端连接方式和安装角度----------------16
1、减振器橡胶铰接头的最大转角-----------------------16
2、减振器的安装角度---------------------------------16
七、特殊结构的减振器--------------------------------17
1、带有反向限位的减振器-----------------------------17
2、阻尼可调的减振器---------------------------------17
八、试验和使用验证----------------------------------18
汽车减振器的选型设计
一、汽车减振器的作用和功能
1、减振器的作用
减振器是一种粘性阻尼元件，它能产生与运动方向相反，与运动速度成比例的阻力。
2、减振器的功能
减振器的阻力与运动速度的比值称为阻尼系数，在振动系统即悬架系统中它与簧载质量、弹性元件刚度等形成相对阻尼系数（又称阻尼比或非周期系数），对系统的振动起重要影响。相对阻尼系数的功能主要有两方面：
（1）对自然振动
当悬架系统受到单一脉冲后，产生自然振动，减振器能使振幅衰减，而且系统的固有频率略为降低。相对阻尼系数越大，两者的降幅越大。
对于单自由度的线性系统，衰减振动可用式（1）和图1表达：
)sin(220αω+-=-t n Ae z nt ---------------------------------（1）
可令式（1）中：
d n ωω=-220 --------------------------------（2）
称为有阻尼振动系统的固有圆频率。
从定义有：
M
k n =
2 ---------------------------------（3） 且M C =20ω --------------------------------（4） 又定义：
M
k M C k n
⋅=⋅==0022ωωψ ---------------------------------（5） 联立式（2）、（3）、（4）、（5），得：
201ψωω-=d ---------------------------------
（6） 式中 0ω 无阻尼振动系统的固有圆频率
k 减振器阻尼系数
M 振动系统簧载质量
n 单位簧载质量的阻尼系数之半
ψ 相对阻尼系数（阻尼比，非周期系数）
从式（6）可见，相对阻尼系数ψ越大，系统的固有圆频率d ω越低。当1=ψ时0=d ω，系统变为非周期运动。当0=ψ时0ωω=d ，系统为无阻尼振动。
汽车悬架系统的相对阻尼系数比较小，一般为0.25～0.35，d ω比0ω只降低3%～6%，可以按无阻尼振动的固有频率式（4）来进行分
析运算。
现定义两个相邻振幅1A 与2A 之比为减幅系数，即：
)12(212ψπψ-==e A A d ---------------------------------（7）
从式（7）可见，有阻尼振动系统的振幅是按等比级数衰减的，相对阻尼系数ψ越大，衰减越快。对式（7）两边取自然对数，得：
212ψπψ
-=d l n
解出：
d l n 2
2411
πψ+= ---------------------------------（8）
只要测到衰减振动曲线上相邻二振幅之比d ，就可利用式（8）算出相对阻尼系数ψ。国标GB/T 4783“汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法”就是根据上述理论制订的。
（2）对强迫振动
汽车行驶中，悬架系统实际上处在随机输入的强迫振动工况，通常用频率响应（幅频特性）来描述这种工况。系统的相对阻尼系数增大，使共振区的加速度增益明显减小，但非共振区的增益却增大，反之亦然。所以，减振器阻尼值对不同频域振动的抑制作用是不同的，应合理选择。
对于单自由度的线性系统，可以用式（9）和图2来描述其位移的幅频特性。其纵坐标q z 称为簧载质量位移输出对地面位移输入的增益（放大因子），横坐标为强迫振动圆频率与固有频率的比值λ。
2
12222)2()1()2(1⎥⎦
⎤⎢⎣⎡+-+=ψλλψλq z ---------------------------------（9）
