1、汽車減震器原理并建立其數(shù)學(xué)模型及汽車懸架系統(tǒng)1汽車減震器原理由于懸架系統(tǒng)中的彈性元件受沖擊產(chǎn)生震動，為改善汽車行駛平順性，懸架中與彈性元件并聯(lián)安裝減震器。為衰減震動，汽車懸架系統(tǒng)中采用減震器多是液力減震器，其工作原理是當(dāng)車架和車橋間震動而出現(xiàn)相對運動時，減震器內(nèi)的活塞上下移動，減震器腔內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個腔經(jīng)過不同的孔隙流入另一個腔內(nèi)。此時孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內(nèi)摩擦對震動形成阻尼力，使汽車震動能量轉(zhuǎn)化為油液熱能，再由減震器吸收散發(fā)到大氣中。在油液通道截面和等因素不變時，阻尼力隨車架與車橋之間的相對運動速度增減，并與油液粘度有關(guān)。 2010.11.252汽車減震器示意圖活塞桿；2.

2、 工作缸筒；3. 活塞；4. 伸張閥；5. 儲油缸筒； 6. 壓縮閥；7. 補償閥；8. 流通閥；9. 導(dǎo)向座；10. 防塵罩；11. 油封雙向作用筒式減振器示意圖 2010.11.253液壓減振器數(shù)學(xué)模型的基本原則（1）模型可以全面描述減振器的阻尼特性。 （2）數(shù)學(xué)表達式應(yīng)該清晰、簡潔、易用。 （3）選用的參數(shù)應(yīng)該具有明顯的物理意義。參數(shù)應(yīng)該描述典型物理量的特性，如第一阻尼系數(shù)，泄載點和第二阻尼系數(shù)。（4）可以方便的根據(jù)試驗結(jié)果確定參數(shù)。 （5）能夠準(zhǔn)確描述阻尼特性曲線的形狀和閥的配置之間的關(guān)系。 （6）能夠精確計算分析減振器的阻尼性能與車輛系統(tǒng)能量消耗的關(guān)系，可以定量分析極端條件下減振器是

3、否能夠疏散足夠的熱量。 （7）應(yīng)有助于深入的理解和分析減振器的內(nèi)部運動過程和外部工作性能。 （8）可以滿足減振器設(shè)計，減振器特性分析和車輛系統(tǒng)動力學(xué)研究的要求 2010.11.254不同應(yīng)用場合下減振器的穩(wěn)態(tài)特性減震器數(shù)學(xué)模型2010.11.255液壓減振器的數(shù)學(xué)模型描述 建立如下公式描述減振器的行為：(1） (2）式中，Y(x):阻尼力或壓降 X:活塞速度或者液壓油流量 B：第一阻尼系數(shù) C：形狀因子 D：泄載點 E：曲率因子 G：第二阻尼因子 H：后繼阻尼因子 K：靈敏度因子 eps：孔徑因子由式（1）和（2）表示的液壓減振器模型含有七個參數(shù)，其中阻尼系數(shù)B的量綱為s/m，泄載點D的量綱為

4、N，其余五個參數(shù)為無量綱因子。2010.11.256用圖2所示的典型減振器特性來說明減振器數(shù)學(xué)模型中所含參數(shù)的物理含義。為了更好理解使用的公式，將減振特性轉(zhuǎn)換為壓力差和液壓油流量之間的關(guān)系。通過將減振力除以活塞面積，將活塞速度乘以活塞面積可以實現(xiàn)這一轉(zhuǎn)換，如圖3所示。 圖2數(shù)學(xué)模型中參數(shù)的物理意義2010.11.257 對于適用的減振器類型，D表示減振特性中的泄載點。在這一點阻尼特性將發(fā)生改變，從而將第一阻尼率和第二阻尼率區(qū)別開來。乘積BCD表示低活塞速度下的阻尼率，這是阻尼特性中的一個重要特征。參數(shù)C為所用到正弦函數(shù)的限度。阻尼特性的導(dǎo)數(shù)總是正值。因此參數(shù)C的值是固定的，小于或等于1。由于C

5、由泄載點D決定，因此參數(shù)B控制泄載點前的阻尼率。 圖3阻尼特性的定義2010.11.258曲率因子E可以在不影響阻尼率和泄載點的情況下實現(xiàn)曲線局部額外的伸長或壓縮。這一性質(zhì)使得修改減振特性的誤差成為可能。 圖4減振特性中的相繼第二率系數(shù)2010.11.259因子G定義了從泄載點開始的曲線斜率，阻尼率和泄載點不受影響。這一系數(shù)可以描述閥開啟后的行為，當(dāng)活塞速度高于泄壓速度時，它對限制減振力是很重要圖5曲線因子E對阻尼器外特性的影響2010.11.2510圖6減振特性中的靈敏度因子K圖7減振特性中的孔徑因子2010.11.2511后繼阻尼因子H使得改變泄載點后的曲線形狀成為可能（圖4）。曲線形狀可以細微的從線性變化為漸進的，在閥開啟到最大的時候?qū)l(fā)生這種情況。當(dāng)閥完全開啟時，通過閥的液壓油流量的進一步增加會導(dǎo)致曲線的后繼變化。 靈敏度因子定義了阻尼率與泄載點后第二阻尼因子之間的過渡（圖6）。隨著K值的變化，形狀可以變得銳利或者光滑。通過這個系數(shù)能夠描述阻尼閥的開