减震器结构图解
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液压减震器主要有弹簧和阻尼器两个部分组成,弹簧的作用主要是支撑车身重量,而阻尼器则是起到减少震动的作用。
“阻尼”在汉语词典中的解释为:“物体在运动过程中受各种阻力的影响,能量逐渐衰减而运动减弱的现象”。
阻尼器就是人造的物体运动衰减工具。
为了防止物体突然受到的冲击,阻尼在我们现实生活中有着广泛的应用,比如汽车的减震系统,还有弹簧门被打开后能缓缓地关闭等等。
阻尼器的种类很多,有空气阻尼器、电磁阻尼器、液压阻尼器等等。
我们凯越车上使用的是液压阻尼器。
大家知道,弹簧在受到外力冲击后会立即缩短,在外力消失后又会立即恢复原状,这样就会使车身发生跳动,如果没有阻尼,车轮压到一块小石头或者一个小坑时,车身会跳起来,令人感觉很不舒服。
有了阻尼器,弹簧的压缩和伸展就会变得缓慢,瞬间的多次弹跳合并为一次比较平缓的弹跳,一次大的弹跳减弱为一次小的弹跳,从而起到减震的作用。
为了了解减震器的工作原理,我们把防尘罩和弹簧去掉,直接看到阻尼器(见图一)。
液压阻尼器利用液体在小孔中流过时所产生的阻力来达到减缓冲击的效果。
红圈中是活塞,它把油缸分为了上下两个部分。
当弹簧被压缩,活塞向下运行,活塞下部的空间变小,油液被挤压后向上部流动;反之,油液向下部流动。
不管油液向上还是向下流动,都要通过活塞上的阀孔。
油液通过阀孔时遇到阻力,使活塞运行变缓,冲击的力量有一部分被油液吸收减缓了。
下面是压缩行程示意图,表示减震器受力缩短的过程。
图二为活塞向下运行,流通阀开启,油缸下部的油液受到压力通过流通阀向油缸上部流动。
图三为活塞向下运行,压力达到一定程度时,压缩阀开启,油缸下部的油液通过压缩阀流向油缸外部储存空间。
图中红色大箭头表示活塞运动方向,红色小箭头表示油液流动方向。
下面是伸张行程示意图,表示减震器在弹簧作用下恢复原状的过程。
图四为活塞向上运行,伸张阀开启,油缸上部的油液受到压力通过伸张阀向油缸下部流动。
图五为活塞向上运行,压力达到一定程度时,补偿阀开启,油缸外部储存空间的油液流回到油缸下部。
摘要减振器是汽车悬架系统的一个重要组成部件,特别是磁流变减振器,其良好的阻尼可调性,技术发展与理论研究早已引起了人们的广泛关注.本论文对减振器及其试验进行了分析和概述,根据国家机械工业部标准的要求选取了传感器、试验台,减振器等试验部件和设备。
主要任务是设计一个减振器试验台,试验台结构简单,拆装方便,便于采集信号进行磁流变减振器的阻尼特性试验,文中主要对立柱、横梁、托盘等重要部件进行了多次的改进和分析,同时对横梁及其连接螺栓、圆柱销等重要部件的受力进行了校核。
设计采用力传感器和位移传感器采集信号,通过计算机对信号进行处理得出磁流变减振器的示功特性、速度特性、温度特性等特性曲线。
该减振器试验台同时可进行四分之一悬架试验。
关键词:试验装置;磁流变减振器;阻尼特性;目录1汽车悬架及减振器1.1汽车悬架系统的概述 (1)1.2汽车悬架的分类 (1)1.3减振器的概述 (3)1.3.1被动液阻减振器技术的发展 (5)1.3.2可调阻尼减振器技术的发展 (7)1.4磁流变减振器 (10)1.4.1 磁流变液及其特征 (11)1.4.2磁流变减振器的工作原理 (12)1.4.3磁流变减振器的构造及工作示意图 (14)1.4.4磁流变阻尼器在悬架系统中的应用和发展情况 (16)2.磁流变减振器试验2.1汽车振动系统对减振器特性的要求 (19)2.2磁流变减振器试验内容和意义 (20)2.3磁流变减振器试验方法及试验系统 (23)示功试验 (23)………………………………………2 42.3.3温度特性试验 (25)2.3.4试验系统 (26)3.实验装置的设计3.1振动台等设备的选取 (27)3.1.1减振器 (27)振动台 (27)力传感器 (27)导轨的选用 (30)感器 (30)螺栓及螺钉 (31)3.2立柱的设计 (32)3.3托盘的设计 (33)3.4横梁的设计及校核 (34)3.5圆柱销的设计及校核 (37)3.6整体的装配 (38)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)1汽车悬架及减振器1.1汽车悬架系统的概述悬架是车架与车桥(或车轮)之间一切传力连接装置的总称。
减震器原理图减震器是一种用于减少机械振动的装置,通常被应用于汽车、摩托车等车辆的悬挂系统中。
它的原理图是一种简单而重要的工程图纸,通过它我们可以清晰地了解减震器的结构和工作原理。
首先,让我们来看一下减震器的结构。
减震器通常由外壳、活塞、活塞杆、阀门和油封等部件组成。
外壳是减震器的外部保护壳,用于固定在车辆的悬挂系统上。
活塞是减震器内部的一个移动部件,它与活塞杆连接,通过活塞杆与车身相连。
阀门用于控制油液的流动,起到减震作用。
油封则用于密封减震器内部的油液,防止泄漏。
减震器的工作原理是利用油液的阻尼作用来减少车辆行驶中的颠簸和震动。
当车辆通过颠簸路面时,减震器内的活塞会上下运动,油液通过阀门的调节产生阻尼力,从而减少车身的震动。
这样可以提高车辆的稳定性和乘坐舒适性,保护车辆的悬挂系统和其他零部件。
在减震器原理图中,我们可以清晰地看到各个部件之间的连接关系和工作原理。
活塞与活塞杆的连接方式、阀门的位置和作用、油封的密封结构等都可以一目了然。
这对于工程师来说是非常重要的,他们可以根据原理图来设计和改进减震器的结构,以提高其性能和耐久性。
除此之外,减震器原理图还对维修和保养工作具有指导作用。
通过原理图,维修人员可以清晰地了解减震器的内部结构和工作原理,从而更加准确地进行维修和更换零部件。
这有助于提高维修效率,减少故障率,延长减震器的使用寿命。
总的来说,减震器原理图是减震器设计、制造和维修中不可或缺的重要工具。
它通过清晰地展示了减震器的结构和工作原理,为工程师和维修人员提供了重要的参考和指导。
只有深入理解了减震器的原理,才能更好地发挥其作用,保障车辆的安全和乘坐舒适性。
希望通过本文的介绍,您对减震器原理图有了更加清晰的了解,对减震器的重要性和作用有了更加深刻的认识。
期待您在今后的工作和生活中能够更加重视减震器的设计、制造和维护工作,为提高车辆性能和安全保驾护航。
第4章双筒液压减振器的三维造型Inventor美国AutoDesk公司推出的一款三维可视化实体模拟软件Autodesk® Inventor™ Professional(AIP),目前已推出最新版本AIP2010。
Autodesk Inventor Professional包括Autodesk Inventor®三维设计软件;基于AutoCAD®平台开发的二维机械制图和详图软件AutoCAD® Mechanical;还加入了用于缆线和束线设计、管道设计及PCB IDF文件输入的专业功能模块,并加入了由业界领先的ANSYS®技术支持的FEA功能,可以直接在Autodesk Inventor软件中进行应力分析。
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Autodesk Inventor 产品系列正在改变传统的CAD 工作流程:因为简化了复杂三维模型的创建,工程师即可专注于设计的功能实现。
通过快速创建数字样机,并利用数字样机来验证设计的功能,工程师即可在投产前更容易发现设计中的错误。
Inventor 能够加速概念设计到产品制造的整个流程,并凭借着这一创新方法,连续7 年销量居同类产品之首。
通过运用Inventor的主要功能与双筒液压减震器的具体设计相结合,学会减震器的计算设计与力学校核的同时,学会怎样与设计软件的综合运用,将设计思路清晰化,将设计过程更加科学、更加准确。
2 扭转减振器介绍2.1 扭转振动的控制方法对于曲轴的扭振,如果在内燃机工作转速范围内,根据扭振计算以及实测发 现内燃机确实存在着较大的扭转振动,就必须采取适当的措施,以便将扭转振动 予以回避或者将其消减,以保证内燃机工作的安全可靠。
扭转振动的避振预防措 施有很多种,可综合归纳为以下三种方法[5,6]: (1) 频率调整法 由扭转振动特性可知, 当激励扭振的作用频率ω与扭转振动系统的某一固有 频率 ω0 相同时,将会发生极其剧烈的动态放大现象,即共振现象。
因此耍避 开发生ω=ω0,的可能,也即避开动态放大最严重的工况,就可能免除扭转振动 过大所引起的一切后果。
本方法的基本概念就是使ω主动躲过ω0 。
这种方法主 要措施有调整惯量法、调整柔度法等。
通过调整,使系统本身的自振频率躲过激 振频率。
使振动应力降至瞬时许用应力范围之内,这样就避免了因扭转振动过大 对内燃机造成损害。
这种方法是扭转振动预防措施中应用最广的措施之一,这不 仅是由于它的措施比较简易可行,还在于当达到调频要求以后,它的工作将是有 效的与可靠的。
但频率调整法有个缺点是调频的幅度较小,以至于在实际应用中 受到限制。
(2) 减小振能法 激励扭矩是导致扭转振动的动力源。
由于激励扭矩输人系统的能量是扭转振 动得以维持的源泉,如果能够减小输人系统的振动能量,也就能直接减小扭转振 动的量级。
方法之一是改变内燃机的发火顺序,当在机器所使用的转速范围内, 危险的扭转振动是副临界转速时,有可能用此方法来消减危险的扭转振动,减小 其危险程度。
方法之二是改变曲柄布置, 在多缸内燃机中故意选用非等间隔发火, 适当选择曲柄角以改变曲柄布置,可以使任何主、副临界转速中的某些简谐扭振 相互抵消而避开危险的扭转振动。
方法之三是选择最佳的曲柄与功率输出装置的 相对位置,使二者的干扰扭矩互相抵消,可以消减曲轴的扭转振动。
(3) 装设减振器 装设减振器能改变轴系的扭振特性。
减振器机构类型及主要参数的选择计算先根据整车的输入和设计要求,设定相对阻尼系数。
根据相对阻尼系数悬架杠杆比得出减震器阻尼系数。
由此选择阀片系列缸筒直径活塞杆直径,并由减震器配合的悬架结构选择合适的油封。
可调减震器在高档车中用的多。
一般轿车还是普通减震器多。
这只是初步的计算设计。
其实最终确定阻尼力大小还要看整车调试阶段的结果。
4.7.1分类悬架中用得最多的减振器是内部充有液体的液力式减振器。
汽车车身和车轮振动时,减振器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和液体的粘性摩擦形成了振动阻力,将振动能量转变为热能,并散发到周围空气中去,达到迅速衰减振动的目的。
如果能量的耗散仅仅是在压缩行程或者是在伸张行程进行,则把这种减振器称之为单向作用式减振器,反之称之为双向作用式减振器。
后者因减振作用比前者好而得到广泛应用。
根据结构形式不同,减振器分为摇臂式和筒式两种。
虽然摇臂式减振器能够在比较大的工作压力(10—20MPa)条件下工作,但由于它的工作特性受活塞磨损和工作温度变化的影响大而遭淘汰。
筒式减振器工作压力虽然仅为2.5~5MPa,但是因为工作性能稳定而在现代汽车上得到广泛应用。
筒式减振器又分为单筒式、双筒式和充气筒式三种。
双筒充气液力减振器具有工作性能稳定、干摩擦阻力小、噪声低、总长度短等优点,在轿车上得到越来越多的应用。
设计减振器时应当满足的基本要求是,在使用期间保证汽车行驶平顺性的性能稳定。
4.7.2相对阻尼系数减振器在卸荷阀打开前,减振器中的阻力F与减振器振动速度v之间有如下关系Fv(4-51)式中,为减振器阻尼系数。
图4—37b示出减振器的阻力-速度特性图。
该图具有如下特点:阻力-速度特性由四段近似直线线段组成,其中压缩行程和伸张行程的阻力-速度特性各占两段;各段特性线的斜率是减振器的阻尼系数F/v,所以减振器有四个阻尼系数。
在没有特别指明时,减振器的阻尼系数是指卸荷阀开启前的阻尼系数而言。
通常压缩行程的阻尼系数YFY/vY与伸张行程的阻尼系数SFS/vS不等。
悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动,为改善汽车行驶平顺性,悬架中与弹性元件并联安装减振器,为衰减振动,汽车悬架系统中采用减振器多是液力减振器,其工作原理是当车架(或车身)和车桥间受振动出现相对运动时,减振器内的活塞上下移动,减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。
此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对振动形成阻尼力,使汽车振动能量转化为油液热能,再由减振器吸收散发到大气中。
在油液通道截面和等因素不变时,阻尼力随车架与车桥(或车轮)之间的相对运动速度增减,并与油液粘度有关。
减振器与弹性元件承担着缓冲击和减振的任务,阻尼力过大,将使悬架弹性变坏,甚至使减振器连接件损坏。
因面要调节弹性元件和减振器这一矛盾。
(1) 在压缩行程(车桥和车架相互靠近),减振器阻尼力较小,以便充分发挥弹性元件的弹性作用,缓和冲击。
这时,弹性元件起主要作用。
(2) 在悬架伸张行程中(车桥和车架相互远离),减振器阻尼力应大,迅速减振。
(3) 当车桥(或车轮)与车桥间的相对速度过大时,要求减振器能自动加大液流量,使阻尼力始终保持在一定限度之内,以避免承受过大的冲击载荷。
在汽车悬架系统中广泛采用的是筒式减振器,且在压缩和伸张行程中均能起减振作用叫双向作用式减振器,还有采用新式减振器,它包括充气式减振器和阻力可调式减振器。
1. 活塞杆;2. 工作缸筒;3. 活塞;4. 伸张阀;5. 储油缸筒;6. 压缩阀;7. 补偿阀;8. 流通阀;9. 导向座;10. 防尘罩;11. 油封双向作用筒式减振器示意图双向作用筒式减振器工作原理说明。
在压缩行程时,指汽车车轮移近车身,减振器受压缩,此时减振器内活塞3向下移动。
活塞下腔室的容积减少,油压升高,油液流经流通阀8流到活塞上面的腔室(上腔)。
上腔被活塞杆1占去了一部分空间,因而上腔增加的容积小于下腔减小的容积,一部分油液于是就推开压缩阀6,流回贮油缸5。
这些阀对油的节约形成悬架受压缩运动的阻尼力。
弹簧减震器结构图解
独立悬架与非独立悬架示意图
a. 独立悬架
b. 非独立悬架
独立悬架如图所示,其两侧车轮安装于断开式车桥上,两侧车轮分别独立地与车架(或车身)弹性地连接,当一侧车轮受冲击,其运动不直接影响到另一侧车轮。
非独立悬架如图所示。
其两侧车轮安装于一整体式车桥上,当一侧车轮受冲击力时会直接影响到另一侧车轮
上。
钢板弹簧
1-卷耳 2-弹簧夹 3-钢板弹簧 4-中心螺栓
钢板弹簧可分为对称式钢板弹簧和非对称式钢板弹簧,对称式钢板弹簧其中心螺栓到两端卷耳中心的距离相等如图 (a),不等的则为非对称式钢板弹簧如图(b)。
钢板弹簧在载荷作用下变形,各片之间因相对滑动而产生摩擦,可促使车架的振动衰减,起到减振器的作
用。
扭杆弹簧
扭杆弹簧一般用铬钒合金弹簧钢制成。
一端固定在车架上,另一端上的摆臂2与车轮相连。
当车轮跳动时,摆臂绕扭杆轴线摆动,使扭杆产生扭转弹性变形,从而使车轮与车架的联接
成为弹性联接。
空气弹簧
空气弹簧主要用橡胶件作为密闭容器,它分为囊式和膜式两种,工作气压为0.5~1Mpa。
这种弹簧随着载荷的增加,容器内压缩空气压力升高,使其弹簧刚度也随之增加,载荷减少,弹簧刚度也随空气压力减少而下降,具有有理想的变刚度弹性特性。
油气弹簧简图
油气弹簧以气体(化学性质不太活泼的气体-氮)作为弹性介质,用油液作为传力介质。
简单的油气弹簧(如图4-62(a)所示)不带油气隔膜。
目前,这种弹簧多用于重型汽车,在
部分轿车上也有采用的。
1-活塞杆 2-工作缸筒 3-活塞 4-伸张阀 5-储油缸筒 6-压缩阀 7-补偿阀 8-流通阀 9-导
向座-10-防尘罩 11-油封
横向稳定器的安装
横向稳定杆由弹簧钢制成,呈扁平的U形,横向安装在汽车前端或后端(有轿的车在前后都装横向稳定器)。
弹性的稳定杆产生扭转内力矩会阻碍悬架弹簧的变形,减少了车身的横
向倾斜和横向角振动。