减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比的匹配(精)
基于MATLAB的悬架系统阻尼匹配研究
基于MATLAB的悬架系统阻尼匹配研究王伟;里程;王海艳【摘要】以某轻型载货汽车前悬架系统为例,利用MATLAB对其2自由度振动模型实际工况下的平顺性和安全性进行仿真分析,研究悬架系统阻尼比对车身垂直加速度、悬架弹簧动挠度及车轮相对动载的影响,提出兼顾平顺性与安全性的悬架系统最佳阻尼比的优化设计方法,在保证车身固有频率不变的前提下,通过改变减振器阻尼系数来实现取值.通过优化前后的结果对比分析,在给定路况下,所设计的最佳阻尼比可以在满足汽车行驶安全性要求的前提下,使汽车的行驶平顺性得到一定改善.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(044)004【总页数】4页(P57-60)【关键词】MATLAB;平顺性;安全性;悬架系统最佳阻尼比【作者】王伟;里程;王海艳【作者单位】一汽技术中心轻型车部底盘设计室,吉林长春 130011;大连奥托股份有限公司,辽宁大连 116050;一汽技术中心轻型车部底盘设计室,吉林长春 130011【正文语种】中文【中图分类】U461.4前言悬架系统阻尼比是由悬架系统参数所决定的，即由簧上质量、悬架弹簧和减振器阻尼系数所决定的，它决定汽车悬架系统的特性，对汽车行驶平顺性和安全性（以下简称平安性）具有重要的影响[1]。
然而行驶平顺性和安全性是相互矛盾的，因此对悬架系统阻尼比进行研究具有重要意义。
本文将在 MATLAB软件环境下对某轻型载货汽车前悬架系统动力学模型在实际工况下的平安性进行仿真分析，研究悬架系统阻尼比对车身垂直加速度、悬架弹簧动挠度和车轮相对动载的影响，在兼顾汽车行驶平顺性和安全性条件下分析悬架系统最佳阻尼比的优化设计方法。
实现在满足汽车行驶安全性的前提下，使汽车乘坐舒适性达到最佳效果。
1 动力学模型汽车是一个复杂的振动系统，通常将汽车车身质量看作为刚体的立体模型。
在讨论平顺性时，这一立体模型的车身质量主要考虑垂直、俯仰、侧倾3个自由度，4个车轮质量有4个自由度，共7个自由度。
减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比的匹配(精)
第22卷第6期2000年12月武汉汽车工业大学学报JOURNA L OF W UH AN AUT OM OTI VE PO LY TECH NIC UNI VERSITYV ol.22N o.6Dec.2000文章编号:10072144X(20000620022204汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比的匹配韦勇1,阳杰2,容一鸣2(1.柳州五菱汽车有限责任公司技术中心,广西柳州545007;2.武汉汽车工业大学机电工程学院,湖北武汉430070摘要:阐述了双轴汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比匹配设计的原则,论述了悬架减振器外特性的匹配设计要求和设计方法,并对某实际车型进行了减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比匹配分析及改进设计。
通过道路试验验证了改进设计的结果是可行的。
关键词:减振器;汽车悬架;阻尼比匹配中图法分类号:U463.33文献标识码:A汽车悬架动力学表明,地面对悬架系统的激振力等于悬架质量的惯性力和非悬架质量的惯性力之和。
车轮动载(激振力又决定了车轮的接地性能,它是汽车行驶安全性的重要尺度。
显然,在悬架系统中配置恰当的减振器,才能有效地抑制车身振动,保证良好的平顺性及安全性。
1阻尼匹配的原则根据振动理论和工程经验,悬架阻尼的匹配关系由式(1确定:ξ=C2Km=0.2~0.45(1式中,ξ为悬架系统阻尼比;C为悬架减振器的等效阻尼系数(NsΠm;K为悬架刚度(NΠm; m为悬架质量(kg。
当减振器不是垂直安装时,要考虑安装角的影响。
悬架中的弹性元件在支承车身质量的同时,还可缓和路面产生的振动,而减振器起抑制振动的作用。
缓冲和抑振是矛盾着的两个方面,它们是在保证车辆和乘员安全的正常运行条件下统一起来的,这就是悬架阻尼必须匹配设计的依据。
ξ值较大时,能迅速减振,但不适当地增大ξ值会传递较大的路面冲击,甚至使车轮不能迅速向地面回弹而失去附着力和对激励的缓冲能力;ξ值较小时,振动持续时间变长,又不利于改善舒适性。
车辆钢板弹簧悬架系统减振器最佳阻尼匹配
车辆钢板弹簧悬架系统减振器最佳阻尼匹配周长城;潘礼军;于曰伟;赵雷雷【期刊名称】《农业工程学报》【年(卷),期】2016(0)7【摘要】阻尼匹配是制约钢板弹簧悬架系统减振器设计的关键问题。
根据1/4车辆二自由度行驶振动模型，利用随机振动理论，建立了悬架系统最优阻尼比及悬架动挠度和振动速度均方根值数学模型。
在此基础上，通过分析、处理钢板弹簧加载-卸载试验所测得的载荷及变形数组数据，建立了在实际行驶工况下的钢板弹簧等效阻尼数学模型；根据悬架系统最优阻尼比及钢板弹簧的等效阻尼，得到了所需匹配减振器在悬架系统中应承担的最佳阻尼比；利用平安比及双向比，建立了钢板弹簧悬架系统最佳阻尼匹配减振器的速度特性，并通过仿真分析和实车行驶平顺性试验验证了钢板弹簧悬架系统减振器最佳阻尼匹配设计方法的正确性及有效性，利用该设计方法匹配减振器后的车身垂直振动加速度均方根值与传统经验法相比降低了6.72%，能够有效改善车辆的乘坐舒适性。
该研究可为钢板弹簧悬架系统减振器的设计提供参考。
%Damping matching is the key problem of shock absorber design for leaf spring suspension system, and there is no optimal matching theory to resolve this problem at present, which seriously restricts the improvement of ride comfort and driving safety. So, in order to make the leaf spring suspension system achieve the optimal damping matching so that the vehicle has good ride comfort and driving safety, in this paper, based on the quarter vehicle model and random vibration theory, taking the minimum of body vertical vibration acceleration as the target, amathematical model of optimal damping ratio of suspension based on ride comfort was established; taking the minimum of wheel dynamic load as the target, a mathematical model of optimal damping ratio of suspension based on driving safety was established; then, according to the golden section, a mathematical model of optimal damping ratio of suspension based on ride comfort and driving safety was built. Based on this, the root mean square value of suspension dynamic deflection was taken as the leaf spring vibration amplitude, which was obtained under actual road conditions for vehicle driving, and the root mean square value of suspension vibration velocity obtained under actual road conditions for vehicle driving was combined with the principle of energy conservation; by analyzing and processing the load and deformation array data of leaf spring loading-unloading test, the equivalent damping of leaf spring under certain work condition and the damping ratio provided by leaf spring for the suspension were built. Then, combining the optimal damping ratio of suspension based on ride comfort and driving safety with the damping ratio provided by leaf spring, using the displacement superposition principle, the optimal damping ratio, which should be provided by shock absorber matching to the optimal damping of leaf spring suspension, was built. Based on this, using the smoothness-safety ratio and the two-way ratio, a mathematics model of velocity characteristic of shock absorber matching to the optimal damping of leaf spring suspension was built. With a practical example, the optimal damping ratio and the velocity characteristic of shock absorber for leaf spring suspension system weredesigned, and the optimal damping matching method was validated bythe simulation. The result showed that using the theoretical design method for the shock absorber, the root mean square value of body vertical vibration acceleration was reduced by 7.67% compared with the traditional experience method. Furthermore, in order to further verify the correctness of the result, the optimal damping matching method was validated by the vehicle ride comfort test. The result showed that using the theoretical design method for the shock absorber, the root mean square value of body vertical vibration acceleration was reduced by 6.72% compared with the traditional experience method. Therefore, the results showed that the optimal damping matching method of shock absorber for leaf spring suspension system was correct, and it could significantly improve the ride comfort of vehicle and make the vehicle have good driving safety. This study has significant value of theory research and practical application for shock absorber design of leaf spring suspension system.【总页数】8页(P106-113)【作者】周长城;潘礼军;于曰伟;赵雷雷【作者单位】山东理工大学交通与车辆工程学院，淄博 255049;山东理工大学交通与车辆工程学院，淄博 255049; 北京邮电大学自动化学院，北京 100876;山东理工大学交通与车辆工程学院，淄博255049;山东理工大学交通与车辆工程学院，淄博 255049; 北京邮电大学自动化学院，北京 100876【正文语种】中文【中图分类】U461.4【相关文献】1.汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比的匹配 [J], 韦勇;阳杰;容一鸣2.汽车悬架减振器最佳阻尼匹配研究 [J], 王天利;王雪;陈双;邓丹3.双轴汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比匹配设计研究 [J], 韦勇4.车辆悬架与减振器阻尼的匹配研究 [J], 赵六奇5.车辆悬架与减振器阻尼的匹配研究 [J], 赵六奇;易庆红因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
避震器的调配
载也就是当我们在组装避震器的时候，「弹簧」得先 「压缩」在里面才有办法装。而这个弹簧的压缩越多 （弹簧挤压）也就是预载越强，那装起来我们的避震器， 就会比较「硬」车身当然也就比较高了，反之！！如果 我们的弹簧压缩的少，那装上的避震器也就比较软，车 身当然也就相对比较低。图一前避震图一里头绿色的部 份弹簧的压缩就是我们所谓的预载preload图二后避震图 二 里头黄色的部份弹簧就是我们所谓的愈载preload图三 弹簧因为我们调的松跟紧都会产生不同的压缩，各位可 以看到这是利用特殊工具让我们愈载变得非常的紧。以 现今
的避震器，很多都是可以调整preload预载的，還有回弹 阻尼、压缩阻尼，这都关系到一台车，好不好操控，好
不好入弯，或者在颠簸的道路，时速很高的情况下都会
有不同的变化。图四我们要调整前避震的预载就是照片 里头：Preload Adjuster(预载调整） Rebound Adjuster(壓 縮阻尼） 都是可供调整。实际操作： 专业方法（一）首
硬，转向很死硬，抓地利感觉很差产生不稳定敢。那我 们就得「减少压缩阻尼」讓我們的避震器多一点下沉的 反应。压缩阻尼大部分是： S - H s是小、H是大 （有些是
- +）的符号 这时我们要往S（ - ) 的地方转上图：A点为压 缩阻尼、B点为预载调整位置实际操作： 一般大众方法 （二） 仿间很多人都用这个方式，因为比较简单一点，
我们只要测量「避震器内管」即可，一样我们得需要前 避震三个数据，跟上面一样，前避震我们需要：1完全没 压力情况下「内管」的全行程 的（（F1数据））2增加车 子本身情况下「内管」的全行程 这个步骤就是国人常听
到的SAG值 的 （（F2数据））3骑士（你）坐上车子情况 下「内管」的全行程 的（（F3数据）这时候我们要准备 一个「束带」 来束著你的
汽车半主动悬架减震器阻尼匹配设计
10.16638/ki.1671-7988.2017.02.001汽车半主动悬架减震器阻尼匹配设计郭建辉，邹金校，高恩壮（长安大学汽车学院，陕西西安710064）摘要：半主动悬架作为汽车悬架发展的主要方向，具有良好的性价比。
对于阻尼可控半主动悬架，阻尼的匹配对悬架系统至关重要。
文章从保证汽车舒适性和安全性角度出发，研究汽车半主动悬架最佳阻尼匹配方法。
首先分别从保证悬架系统最舒适和最安全出发研究悬架阻尼比，然后确定半主动悬架最佳阻尼比[1]，最后匹配悬架最佳阻尼系数。
关键词：减震器；阻尼匹配；阻尼比中图分类号：U461.9 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2017)02-01-03Damping Matching Design of Automotive Semi-active SuspensionGuo Jianhui, Zou Jinxiao, Gao Enzhuang( School of Automobile, Chang’an University, Shaanxi Xi 'an 710064 )Abstract: Semi-active suspension as the main direction of the development of automotive suspension, has a good price. For damping controlled semi-active suspension, the damping of the matching is essential to the suspension system.In this paper, from the perspective of vehicle comfort and safety, this paper studies the optimum damping matching method of automotive semi active suspension system.At first, the suspension damping ratio is studied from the most comfort and safety of the suspension system, and then the optimal damping ratio of the semi-active suspension is determined[1], and the optimal damping coefficient of the suspension system is matched.Keywords: shock absorber; the damping match; damping ratioCLC NO.: U461.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)02-01-03前言汽车的悬架系统与汽车的两个主要性能指标——行驶平顺性和操纵稳定性是密切相关的。
汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比的匹配
汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比的匹配
韦勇;阳杰;容一鸣
【期刊名称】《武汉理工大学学报（信息与管理工程版）》
【年(卷),期】2000(022)006
【摘要】阐述了双轴汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比匹配设计的原则,论述了悬架减振器外特性的匹配设计要求和设计方法,并对某实际车型进行了减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比匹配分析及改进设计.通过道路试验验证了改进设计的结果是可行的.
【总页数】4页(P22-25)
【作者】韦勇;阳杰;容一鸣
【作者单位】柳州五菱汽车有限责任公司,技术中心,广西,柳州,545007;武汉汽车工业大学,机电工程学院,湖北,武汉,430070;武汉汽车工业大学,机电工程学院,湖北,武汉,430070
【正文语种】中文
【中图分类】U463.33
【相关文献】
1.汽车减振器与悬架系统的匹配研究 [J], 薛玉斌;王树军;王一臣
2.汽车悬架减振器最佳阻尼匹配研究 [J], 王天利;王雪;陈双;邓丹
3.双轴汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比匹配设计研究 [J], 韦勇
4.多工况汽车悬架减振器性能试验台驱动系统匹配研究 [J], 王天利;孙晓帮;刘潜;
王磊
5.汽车悬架阻尼匹配研究及减振器设计 [J], 徐伟;周长城;孟婕;赵雷雷
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汽车设计中减震器相对阻尼系数的确定
汽车设计中减震器相对阻尼系数的确定本文嘗试以汽车的电磁涡流减震器作为研究对象，分析减震器相对阻力系数，初步确认了减震器相对阻尼系数的计算公式，并探讨了汽车设计中，需要减震器阻尼系数确定需要因素，确认了基本的减震器设计原则。
标签：汽车设计；减震器；阻尼系数汽车工业是现代制造业的支柱性产业，汽车工业发展水平反映了一个国家的制造业发展水平。
减震器是汽车必不可少的装备。
当前汽车的减震器类型繁多，主要包括液压减震器、充气式减震器、电/磁流变液减震器、电磁涡流减震器等，不同减震器各有优劣。
阻力系数是反映减震器减震性能的重要指标，本次研究试以汽车的电磁涡流减震器作为研究对象，分析减震器相对阻力系数计算方法，确定汽车设计中减震器设计的基本原则。
1 电磁涡流减震器阻尼系数1.1 电磁涡流减震器涡流减震器的涡流阻尼影响因素较多，涉及到电磁饱和、传热理论、退磁效应、集肤效应等，计算过程比较复杂，最终影响计算精度以及效率。
近年来有限元仿真技术飞速发展，为阻力计算创造了条件。
本文讨论的电磁涡流减震器，有三个条件：①忽略温度的小幅度变化对材料电导率、相对磁导率的影响；②计算导体框架的涡流效应，不考虑其他部件；③不考虑温度对材料物理性能的影响。
电磁涡流减震器整体成圆柱形，上段是电子轴，下段为定子导体，后者由永磁体、铁极构成。
在进行电磁涡流减震器的设计过程中，需要考虑如何高效的利用永磁体产生的磁场，使用相同的材料、体积结构产生更大的涡流阻力，同时考虑汽车的减震需求，确电磁涡流减震器最低阻尼力。
根据磁路优化理论，采用筒式的定子导体，相较于矩形结构，能减少的电磁磁漏效应，更好的产生涡流，从而快速消耗测量运动过程中产生的振动能量。
永磁体的充磁方向不会显著影响磁场的利用，目前主要采用轴向以及径向两类，根据有限元分析，轴向充磁永磁体磁感应强度峰值为2.0242T，周围气隙磁感应强度峰值0.5t最左右，而采用经向冲磁，则为1.72345T、0.4T，显然轴向冲磁效果更理想。
桥梁阻尼比和阻尼系数的关系
桥梁阻尼比和阻尼系数的关系
桥梁是连接两侧地形，承受车辆和行人负荷的重要构件。
在桥梁设计和建设中，阻尼比和阻尼系数是两个重要的参数。
阻尼比是指桥梁自振动频率与阻尼器自振动频率之比。
它是表征桥梁阻尼器对振动衰减程度的重要参数。
阻尼比越小，表示阻尼器的阻尼作用越明显，振动衰减程度越大；反之，阻尼比越大，表示阻尼器的阻尼作用越小，振动衰减程度越小。
阻尼系数是指阻尼器对桥梁振动的阻尼作用强度。
它是表征阻尼器对振动衰减程度的重要参数。
阻尼系数越大，表示阻尼器的阻尼作用越强，振动衰减程度越大；反之，阻尼系数越小，表示阻尼器的阻尼作用越弱，振动衰减程度越小。
在桥梁设计和建设中，阻尼比和阻尼系数的选择要根据桥梁的结构特点、荷载情况和使用环境等因素进行合理的综合考虑。
只有合理选择和配置阻尼器，才能有效地提高桥梁的安全性和舒适性。
- 1 -。
(毕业设计)轻型货车悬架减震器匹配计算与结构设计说明书
摘要减振器主要用来抑制弹簧吸振后反弹时的振荡及来自路面的冲击。
在经过不平路面时，虽然吸振弹簧可以过滤路面的振动，但弹簧自身还会有往复运动，而减振器就是用来抑制这种弹簧跳跃的。
减振器太软，车身就会上下跳跃，减振器太硬就会带来太大的阻力，妨碍弹簧正常工作。
本次设计题目为轻型货车减振器设计，考虑轻型货车的用途主要是用来运输货物，所以本设计的减振器首先考虑需要满足载重量的需要，在满足货车载重量的前提下设计，本次设计采用的方案为双作用式液力减振器。
这种减振器作用原理是当车架与车桥做往复相对运动时，减振器中的活塞在钢桶内也做往复运动，则减振器壳体内的油液便反复地从一个内腔通过一些狭小的孔隙流入另一内腔。
此时，孔壁与油液间的摩擦及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能，而被油液和减振器壳体所吸收，然后散到大气中。
减振器的阻尼力越大，振动消除得越快，但却使并联的弹性元件的作用不能充分发挥，同时，过大的阻尼力还可能导致减振器连接零件及车架损坏。
本次设计综合分析整体工作状况，设计合理减振器结构及尺寸，最终绘制装配图及零件图。
关键词：货车；悬架；减振器；设计；匹配。
AbstractShock absorber spring is mainly used to suppress vibration at the time of oscillation after the rebound from the impact of the road. After uneven pavement, while a spring vibration absorber can filter road vibration, but the spring itself will have reciprocating motion, which is used to control this kind of shock absorber spring jumping. Shock absorber is too soft, the body will be jumping up and down, too hard Shock Absorber will give rise to any serious resistance to impede the normal work of the spring.The design of shock absorber for light goods vehicles subject design, consider the use of light goods vehicles are mainly used to transport goods, so the design of the shock absorber of the first consider the need to meet the needs of load, truck load to meet under the premise of the design, The design options for dual-action hydraulic shock absorber. The principle role of this shock absorber is done when the frame and axle back and forth relative movement, the shock absorber piston in steel drums has done in the reciprocating motion, then the oil shock absorber shell will be repeated from one in cavity through a narrow pore lumen inflow. At this point, the hole wall and the friction between oil and the liquid molecules will form a friction damping force of vibration to the body and frame of the vibration energy into thermal energy, oil and shock absorber to be absorbed by the shell, and then scattered into the atmosphere. The greater the shock absorber damping force, vibration to eliminate the faster, but so that the elastic element in parallel can not give full play to the role, at the same time, too much damping force shock absorber can also lead to damage to connected parts and the frame. The design of a comprehensive analysis of the overall working conditions, design and reasonable structure and size of shock absorber, the final assembly drawing and components drawing Fig.Key words: Goods; suspension; shock absorber; design; match.目录第1章绪论 (1)1.1减振器的简介 (1)1.2减振器的主要结构型式及工作原理 (2)1.2.1双作用式减振器 (2)1.2.2单作用式减振器 (4)1.3减振器研究动态及发展趋势 (5)1.3.1充气式减振器 (5)1.3.2阻力可调式减振器 (7)1.3.3电液减振器 (8)1.3.4电控减振器 (8)第二章减振器设计理论及结构设计 (9)2.1振器外特性设计理论依据 (9)2.1.1车身振动模型 (9)2.1.2固有频率、阻尼系数及阻尼比 (11)2.2减振器受力分析 (13)2.3主要尺寸的选择 (14)2.3.1活塞杆直径的确定 (14)2.3.2工作缸直径的确定 (16)2.3.3贮油缸直径的确定 (17)2.4减振器结构设计 (19)2.4.1活塞阀系设计 (19)2.4.2底阀系设计 (22)第三章主要零件加工工艺过程 (24)3.1活塞杆加工工艺过程 (24)3.2活塞加工工艺过程 (25)3.3定位环加工工艺过程 (26)3.4伸张阀加工工艺过程 (27)第四章结论 (28)参考文献 (29)致谢 (30)附录一相关程序 (31)附录二专业外文翻译 (33)第1章绪论1.1减振器的简介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。
空气悬架刚度匹配与阻尼控制研究
空气悬架刚度匹配与阻尼控制研究
空气悬架是一种高级悬挂系统，它可以根据道路条件和车辆负载自动
调节悬挂高度和硬度。
空气悬架的控制方式主要包括刚度匹配和阻尼控制。
刚度匹配是指在不同的道路条件下，系统可以自动调节悬挂系统的硬度。
当车辆行驶在不平坦的路面上时，系统可以自动增加刚度以提高悬挂
系统的支撑能力，从而提供更好的乘坐舒适性和操控性。
而在平坦的道路上，系统可以自动降低刚度，以提供更平稳的行驶体验。
阻尼控制是指在不同速度下调节悬挂系统的阻尼，以提高车辆的稳定
性和操控性。
在高速行驶时，系统可以自动增加阻尼以控制车身的翻滚和
侧倾，从而提高车辆的稳定性。
而在低速行驶时，系统可自动降低阻尼以
提高乘坐舒适性。
空气悬架刚度匹配和阻尼控制的研究主要涉及控制算法和系统设计。
控制算法可以是模糊逻辑控制、PID控制或者模型预测控制等。
系统设计
方面，则需要考虑气泵、气袋、空气管路、传感器等部件的选取和安装位置。
总之，空气悬架的刚度匹配和阻尼控制是提高车辆乘坐舒适性和操控
性的重要措施，也是当前汽车工业研究的热点之一。
车辆最佳匹配减振器阻尼-图文(精)
图１减振器结构原理
Ｆｉｇ．１
Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐｒｉｎｃｎｔｅｓｔｉｎｇｖａｌｕｅｓａｎｄｏｐｔｉｍａｌｒｅｑｕｉｒｉｎｇｖａｌｕｅｓｉｓ９％，ｔｈｅｔｒａｎｓｆｅｒｆｕｎｃｔｉｏｎｖａｌｕｅｓｏｆ
ｗｈｏｌｅｖｅｈｉｃｌｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｄｅｓｉｇｎｅｄｓｈｏｃｋａｂｓｏｒｂｅｒｓａｒｅ
ｌｏｗｅｒｔｈａｎｔｈａｔｗｉｔｈｏｒｉｇｉｎａｌｓｈｏｃｋ
Ｃ。一４７ｃ可ｏｍ。
（１）
式中：拿为悬架最佳阻尼比；ｆｏ为悬架固有频率。
２．２减振器最佳阻尼系数
２．２．ｉ
首次开阀最佳阻尼系数
根据悬架系统杠杆比ｉ，可求得减振器在首次开阀时的阻尼系数为
Ｃｌ一４７ｃ盯ｏｍ。／ｉ２
（２）
２．２．２二次开阀最佳阻尼系数
减振器阻尼是非线性的，一般将减振器速度特性分段线性化，并将减振器首次开阀前的速度特性直线斜率ｋ。与二次开阀前的速度特性直线斜率ｋ：的比值，定义为减振器平安比仉其中，减振器首次开阀前的速度特性曲线斜率奄。为减振器开阀前的阻尼系数Ｃ。，因此，减振器平安比＇７可表示为
ｓｈｏｃｋ
ａｂｓｏｒｂｅｒ
力。在某一速度下，节流压力与相应面积的乘积，即为减振器在该速度下的阻尼力。
２
最佳阻尼匹配减振器阻尼系数
２．１悬架系统最佳阻尼系数设单轮总质量为ｍ。，单轮簧下质量为ｍａ，则单
轮簧上质量优。为
｝，ｔｕ一，，ｌｔ一’，ｌａ
依照１／４单自由度振动模型，根据悬架系统最佳阻尼比，可得悬架系统最佳阻尼系数［８］为
汽车悬架减振器最佳阻尼匹配研究
汽车悬架减振器最佳阻尼匹配研究王天利;王雪;陈双;邓丹【摘要】基于汽车平顺性要求,针对某城市SUV对其前麦弗逊悬架系统的减振器进行最佳阻尼匹配研究,通过建立减振器在工作行程中速度特性分段线性函数的数学模型,计算求得减振器工作中所对应的开阀点的力值;依据减振器试验台测试标准对所设计减振器的外特性进行了台架试验,减振器的速度特性匹配曲线与减振器MTS台架试验曲线在开阀速度处的力值误差仅为13％;依据悬架的硬点参数建立了1/2悬架ADMAS模型,通过更改减振器的属性文件及对悬架进行双轮同向激励,验证悬架的振动特性.实验结果表明,基于汽车平顺性的减振器最佳阻尼匹配研究方法正确,且匹配的减振器应用于实车前悬架具有良好的振动特性.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】4页(P160-163)【关键词】悬架系统;减振器;最佳阻尼;仿真模型【作者】王天利;王雪;陈双;邓丹【作者单位】辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121001;辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121001;辽宁工业大学汽车与交通工程学院,辽宁锦州121001;辽宁省科学技术情报研究所,辽宁沈阳110168【正文语种】中文【中图分类】TH16;U463.33汽车悬架作为连接车身与车轮的重要组成部分，对汽车的平顺性、安全性和操稳性起着决定性作用。
减振器与弹簧相并联，来衰减汽车行驶中车身的振动，是汽车悬架的最重要的阻尼元件之一[1]，悬架合理的刚度及阻尼特性是保证悬架具有良好的振动特性的重要因素。
国外学者对减振器动态特性仿真技术分析开展了较多的研究工作，并且对参数化建模方法进行了总结性的探讨。
但对于减振器阀系参数匹配并没有可靠的方法[2]，因此传统减振器阀系参数设计方法是根据经验在某些减振器阀系的基础上改变阀片的参数来改变减振器的阻尼力，并反复的试验与更改参数进行优化设计。
很少有学者通过最佳阻尼匹配减振器特性数学模型进行匹配研究，大多数利用阀片大挠度变形公式对阀片近似设计，因此目前的设计方法不能满足所有论文需要增加实验照片和测试手段；“减振器台架试验值与计算值较为吻合”？针对某款城市SUV，对其前麦弗逊悬架系统的减振器进行最佳阻尼匹配研究，通过对减振器MTS台架试验及建立1/2悬架ADMAS仿真模型进行振动仿真，验证悬架最佳阻尼匹配研究方法的正确性。
汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测量
汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测量一、测量仪器DH5902坚固型动态数据采集系统，DH105E加速度传感器，DHDAS基本控制分析软件，阻尼比计算软件。
二、测量方法1、试验在汽车满载时进行。
根据需要可补充空载时的试验。
试验前称量汽车总质量及前、后轴的质量。
2、DH105E加速度传感器装在前、后轴和其上方车身或车架相应的位置上。
3、可用以下三种方法使汽车悬挂系统产生自由衰减振动。
3.1滚下法：将汽车测试端的车轮，沿斜坡驶上凸块（凸块断面如图所示，其高度根据汽车类型与悬挂结构可选取60、90、120mm，横向宽度要保证车轮全部置于凸块上），在停车挂空档发动机熄火后，再将汽车车轮从凸块上推下、滚下时应尽量保证左、右轮同时落地。
3.2抛下法：用跌落机构将汽车测试端车轴中部由平衡位置支起60或90mm，然后跌落机构释放，汽车测试端突然抛下。
3.3拉下法：用绳索和滑轮装置将汽车测试端车轴附近的车身或车架中部由平衡位置拉下60或90mm，然后用松脱器使绳索突然松脱。
注：用上述三种方法试验时，拉下位移量、支起高度或凸块高度的选择要保证悬架在压缩行程时不碰撞限位块，又要保证振动幅值足够大与实际使用情况比较接近。
对于特殊的汽车类型与悬架结构可以选取60、90、120mm以外的值。
4、数据处理4.1用DH5902采集仪记录车身和车轴上自由衰减振动的加速度信号；4.2 在DHDAS软件中对车身与车轴上的加速度信号进行自谱分析，截止频率使用20Hz低通滤波，采样频率选择50Hz，频率分辨率选择0.05Hz；4.3加速度自谱的峰值频率即为固有频率；4.4在DHDAS软件中选择频响分析，车轴上的信号作为输入，车身上的信号作为输出得到幅频特性曲线，采样频率选择200Hz，该曲线的峰值频率为车轮部分不运动时的车身部分的固有频率f’,有软件中的阻尼比计算模块直接得出阻尼比。
三、仪器指标1、DH5902数据采集仪1.1通道数：每个模块由控制单元、供电单元和最多四组各种类型测试单元任意组合而成，每单元有4个测试通道；1.2控制单元内置了高性能嵌入式计算机、抗振高速电子硬盘(32G)，100M 以太网接口；无线以太网接口。
减振器与悬架的匹配
减振器与悬架的匹配减振器与悬架的匹配一、减振器的作用1、缓和汽车的振动，提高汽车的平顺性，保护货物，延长车身等部件的寿命；2、增强车轮的附着性，有助于操纵性、稳定性，缓和由路面不平带来的冲击。
二、减振器的种类1、减振器按机构分为摇臂式与筒式，筒式又分为双筒式、单筒式、压缩气体单筒式三种。
摇臂式减振器已基本淘汰，目前广泛应用的是筒式减振器。
2、减振器按其作用方式分为单作用式与双作用式。
目前汽车上广泛采用的是双作用式筒式减振器。
三、减振器的工作原理汽车上的减振器多数为液力减振器，其工作原理是当车架与前桥作往复运动时，减振器内的活塞在缸筒内作往复运动，减振器壳体内的油液便反复的从一个内腔通过一个窄小的空隙流入另一个内腔，此时孔壁与油液的摩擦以及液体分子之间的相互摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身与车架的振动能量转化为热能，而被油液以及减振器壳体所吸收，然后散到大气中。
四、减振器两个主要参数1、阻尼系数δ减振器中阻力F与速度v的关系为：F=δv （F—减振器阻力，N；v—减振器工作速度，m/s）一般压缩时的阻尼系数常小于伸张时的阻尼系数。
2、相对阻尼系数ψ该系数是评定振动衰减快慢程度的，其表达式为：ψ=δ2cm（m—簧载质量，kg；c—悬架刚度，N/m）相对阻尼系数ψ的物理意义是减振器与不同刚度和不同簧载质量的悬架系统匹配时，会产生不同的阻尼效果。
五、减振器两个主要参数的选择1、相对阻尼系数ψ的选择常用相对阻尼系数ψ的选取范围为：单作用式：0.3~0.45双作用式：0.2~0.45在选择ψ时，应该考虑到，ψ值取得大能使振动迅速衰减，但会把较大的不平路面冲击力传到车身，ψ值取得小，振动衰减慢，不利于行驶平顺性，一般：①如果弹性元件或导向机构中存在阻尼（如钢板弹簧），ψ取下限；②如果弹性元件或导向机构中不存在阻尼（如螺旋弹簧），ψ取上限。
③对于后悬架的ψ值可取得稍大些，④通常越野车或经常行驶在路面条件较差的汽车，其ψ＞0.3。
GB4783-84汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比测定方法
中华人民共和国国家标准UDC 629.113.013汽车悬挂系统的固有频率和阻尼比621.113.07测定方法GB 4783—84 Method of measurement for natural frequencyand damping ratio—Automotive suspension system本标准适用于各种类型双轴汽车悬挂系统固有频率和阻尼比测定。
测定参数包括车身部分（簧载质量）的固有频率和阻尼比以及车轮部分（非簧载质量）的固有频率。
这三个参数是分析悬挂系统振动特性和对汽车平顺性进行研究和评价的基本数据。
1试验条件1．1试验在汽车满载时进行。
根据要可补充空载时的试验。
试验前称量汽车总质量及前、后轴的质量。
1．2悬架弹性元件、减振器和缓冲块应符合技术条件规定。
根据需要可补充拆下减振器和拆下缓冲块的试验。
1．3轮胎花纹完好，轮胎气压符合技术条件所规定的数值。
2测量仪器的频响与测点2．1测量仪器的频率范围应能满足0.3～100Hz的要求。
2．2振动传感器装在前、后轴和其上方车身或车架相应的位置上。
3试验方法3．1试验时可用以下三种方法使汽车悬挂系统产生自由衰减振动。
3．1．1滚下法：将汽车测试端的车轮，沿斜坡驶上凸块（凸块断面如图1所示，其高度根据汽车类型与悬挂结构可选取60、90、120mm，横向宽度要保证车轮全部置于凸块上），在停车挂空档发动机熄火后，再将汽车车轮从凸块上推下、滚下时应尽量保证左、右轮同时落地。
3．1．2抛下法：用跌落机构将汽车测试端车轴中部由平衡位置支起60或90mm，然后跌落机构释放，汽车测试端突然抛下。
3．1．3拉下法：用绳索和滑轮装置将汽车测试端车轴附近的车身或车架中部由平衡位置拉下60或90mm，然后用松脱器使绳索突然松脱。
注：用上述三种方法试验时，拉下位移量、支起高度或凸块高度的选择要保证悬架在压缩行程时不碰撞限位块，又要保证振动幅值足够大与实际使用情况比较接近。
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第22卷第6期2000年12月武汉汽车工业大学学报JOURNA L OF W UH AN AUT OM OTI VE PO LY TECH NIC UNI VERSITYV ol.22N o.6Dec.2000文章编号:10072144X(20000620022204汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比的匹配韦勇1,阳杰2,容一鸣2(1.柳州五菱汽车有限责任公司技术中心,广西柳州545007;2.武汉汽车工业大学机电工程学院,湖北武汉430070摘要:阐述了双轴汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比匹配设计的原则,论述了悬架减振器外特性的匹配设计要求和设计方法,并对某实际车型进行了减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比匹配分析及改进设计。
通过道路试验验证了改进设计的结果是可行的。
关键词:减振器;汽车悬架;阻尼比匹配中图法分类号:U463.33文献标识码:A汽车悬架动力学表明,地面对悬架系统的激振力等于悬架质量的惯性力和非悬架质量的惯性力之和。
车轮动载(激振力又决定了车轮的接地性能,它是汽车行驶安全性的重要尺度。
显然,在悬架系统中配置恰当的减振器,才能有效地抑制车身振动,保证良好的平顺性及安全性。
1阻尼匹配的原则根据振动理论和工程经验,悬架阻尼的匹配关系由式(1确定:ξ=C2Km=0.2~0.45(1式中,ξ为悬架系统阻尼比;C为悬架减振器的等效阻尼系数(NsΠm;K为悬架刚度(NΠm; m为悬架质量(kg。
当减振器不是垂直安装时,要考虑安装角的影响。
悬架中的弹性元件在支承车身质量的同时,还可缓和路面产生的振动,而减振器起抑制振动的作用。
缓冲和抑振是矛盾着的两个方面,它们是在保证车辆和乘员安全的正常运行条件下统一起来的,这就是悬架阻尼必须匹配设计的依据。
ξ值较大时,能迅速减振,但不适当地增大ξ值会传递较大的路面冲击,甚至使车轮不能迅速向地面回弹而失去附着力和对激励的缓冲能力;ξ值较小时,振动持续时间变长,又不利于改善舒适性。
一般说来,压缩行程时的悬架阻尼比要小于复原行程,因为在压缩行程,应尽量减小减振器对地面冲击的传递能力,以便充分利用弹性元件的缓冲作用,如果不适当地选择了高系数值,就相当于过分增大了悬架刚度,使车辆的平顺性变坏。
在确定了ξ值之后,可由式(1确定减振器的阻尼系数。
因此,确定ξ值是减振器设计的原始技术条件。
收稿日期:2000209218.作者简介:韦勇(19672,男,广西柳州人,柳州五菱汽车有限责任公司工程师.2悬架减振器非线性外特性的规律化和量化问题众所周知,被动悬架可行性设计区理论规定了悬架弹性元件和阻尼元件的线性制约关系或匹配关系[1]。
在解决悬架阻尼系数的匹配问题时,必须解决减振器非线性外特性的规律化和量化问题。
为此,工程上通常将减振器的外特性用近似的分段线性特性来描述,并按振动速度,分为低速段、中速段和高速段,如图1所示。
不言而喻,复原行程和压缩行程的外特性稍有差异。
分段线性化解决了用工程近似方法设计非线性减振器的外特性问题[2]。
根据图1可以定义几个用于表征分段线性规律并便于量化的特征参数。
①双向阻尼比b s :减振器在规范速度下的压缩阻力与复原阻力的比值。
规范速度在有关标准中规定为0.3m Πs 、0.52m Πs 和1.0m Πs 。
双向阻尼比反映悬架减振器复原阻力与压缩阻力的配置要求。
②开阀阻尼系数C k :决定于外特性的OK 段,K 称为开阀点。
C k 可视为减振器常通孔节流以及直到开阀点K 的阻尼系数。
开阀点通常是在0.2~0.3m Πs 的规范速度下选择的,因此在0.3m Πs 定义的减振器阻力值大体接近外特性第一个线性段的阻尼系数,它反映车辆在较好路面运行,路面低频激励工况,确保平顺性要求的减振器阻尼的匹配要求。
③开阀后阻尼系数C kh :决定于外特性的KK ′段。
它反映车辆在中间行驶频区工况下所需要的减振器匹配阻尼。
由于兼顾改善平顺性和安全性的需要,一般实施软阻尼,因此,C kh 变得较小。
这个工况下的激振频区的高限已接近车轮共振区,但尚未达到车轮共振区。
④阀最大开度下的阻尼系数C mk :减振器中的阀开度达到最大,再次形成固定通道节流。
它在外特性上指的是K ′K ″段。
这个线性段提供硬阻尼,抑制车辆在8~20H z 共振区的振动,以适应车辆行驶安全性的阻尼匹配需要。
通常车辆发生悬架击穿的极限速度在1.0m Πs 左右,也可能高于这个极限。
因此,这个线性段的阻尼系数,要足以实施保证安全需要的阻尼。
⑤平(顺性安(全性比η:定义为减振器开阀阻尼系数和最大开度下的阻尼系数的比值,即η=C k ΠC mk 。
平安比可以定性和定量地对悬架外特性作出评价。
趋于轿车设计结构的,其外特性的平安比应相对高一些;而趋于赛车设计结构的,平安比则应当相对低一些。
在给定的行程和频率条件下,与一个非线性减振器相比,吸收同样能量的线性减振器的线性阻尼系数,称为等效线性阻尼系数。
用它可以解决非线性减振器如何用等效方法引入线性阻尼系数的计算即量化问题。
3悬架减振器的外特性设计由反求验算可知道,减振器在0.3m Πs 和1.0m Πs 下的等效线性阻尼系数的平均值与0.52m Πs (或0.68m Πs 下的等效线性阻尼系数相等;且0.52m Πs (或0.68m Πs 反映车辆平顺性与安全性的折中考虑,故可认为减振器阻尼系数是0.52m Πs (或0.68m Πs 下的等效线性阻尼32第22卷第6期韦勇等:汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比的匹配系数。
如前所述,实际减振器的外特性是分段线性和渐增的,因此在进行外特性设计时,必须同时提出外特性定义在0.3m Πs 速度下的阻力值(接近开阀参数和1.0m Πs 的双向阻尼比(接近最大开阀参数的明确指标(实际确定了平安比η指标。
汽车常用的减振器,在0.3m Πs 和1.0m Πs 下,压缩行程和复原行程阻力值之比分别为b s 0.3=P y 0.3ΠP f 0.3, b s 1.0=P y 1.0ΠP f 1.0(2由工程实践经验可知,一般地,b s 0.3取0.25~0.35,而b s 1.0取0.50~1.0。
根据减振器外特性的三段线性特性,即开阀前、开阀后和开阀到最大的三段阻尼系数分别设定为复原行程C fk 、C fkh 、C fmk ,压缩行程C yk 、C ykh 、C ymk ,则有C fk =P f 0.3v 0.3, C yk =P y 0.3v 0.3, C fkh =P f 0.52-P f 0.3v 0.52-v 0.3, C ykh =P y 0.52-P y 0.3v 0.52-v 0.3(3根据能量等效,可知12Cv 20.52=12C fk v 20.3+12C yk v 20.3+12C fkh (v 20.52-v 20.3+12C ykh (v 20.52-v 20.3(4由上述各式可计算出与等效线性阻尼系数匹配的0.52m Πs 的阻尼值。
由开阀到最大时的阻力值为P f 1.0=P f 0.3+C fkh (v 1.0-v 0.3,P y 1.0=P y 0.3+C ykh (v 1.0-v 0.3(5同理可导出复原行程与压缩行程时速度最大时的最大阻力值、最小阻力值及平均阻力值的计算式。
4某车型原样车的阻尼比匹配分析和改进设计某车型原样车的减振器参数及悬架阻尼比匹配如表1所示。
显然,前后减振器的双向阻尼比b s 0.3值偏大,已达到b s 1.0的要求。
因此,原样车是硬悬架,平顺性较差。
前悬架系统的平均阻尼比在0.4~0.5之间,后悬架系统的平均阻尼比在0.3~0.46之间,悬架系统阻尼比偏大。
仅当满载且悬架刚度取41kN Πm 时为0.25。
道路随机输入行驶试验的结果表明,该车型的平顺性评价指标低于国家标准的限值。
为了改善平顺性,对该车型悬架参数进行了改进设计,前后减振器改进参数如表2所示。
表1原减振器参数及悬架阻尼比匹配参数前悬架后悬架空载时簧上质量(满载时簧上质量Πkg 354.14Π2(584.14Π2270Π2(690Π2簧下质量Π满载质量65.85Π0.11275110Π0.1594悬架刚度ΠkN ・m -131~4131~410.3m Πs 下的复原阻力Π阻尼系数980Π3266.67803Π2676.670.3m Πs 下的压缩阻力Π阻尼系数490Π1633.33333Π11100.3m Πs 下的平均阻力Π平均阻尼系数735Π2450568Π1893.3压缩阻力与复原阻力的比值b s0.30.5000.417复原行程阻尼比:空载Π满载0.6973(0.6063Π0.5429(0.4720.654(0.569Π0.409(0.356压缩行程阻尼比:空载Π满载0.3486(0.3032Π0.2714(0.2360.2713(0.236Π0.170(0.148阻尼比等效平均值:空载Π满载0.523(0.4548Π0.407(0.3540.4625(0.403Π0.33(0.252注:表中括号内的值是悬架刚度为41kN Πm 时的情况。
42武汉汽车工业大学学报2000年12月表2前后减振器改进参数参数0.3m Πs 时0.52m Πs 时1.0m Πs 时前悬架系统阻尼比0.250.20—满载下平均阻尼系数155********复原行程阻尼系数Π阻尼系数2384.6Π7151851.5Π962.51142Π1142压缩行程阻尼系数Π阻尼系数715.3Π215555.5Π289571Π571后悬架系统阻尼比0.250.185—满载下平均阻尼系数16201210.0800复原行程阻尼系数Π阻尼系数2492.3Π7481861.6Π9681067Π1067压缩行程阻尼系数Π阻尼系数747.7Π224.3558.5Π290.5534Π5345结束语按比较理想的前后悬架阻尼比,对前后减振器阻尼系数进行了改进设计,同时将悬架刚度控制在31kN Πm 左右,达到了将原车型的硬悬架改进为比较理想的软悬架的目的。
在同等实验条件下,按G B 4970标准进行的平顺性随机输入行驶试验的结果表明,改进后的车型其平顺性评价指标超过了国家标准规定的限值,提高了该车型的平顺性。
采用被动悬架的车型,改善行驶平顺性是有限的,也比较困难,需要进行参数优化。
通过悬架结构的改进设计,如采用半独立悬架、半主动控制悬架,才有可能大幅度提高平顺性性能。
参考文献:[1]俞德孚.车辆悬架减振器的理论与实践[J ].兵工学报———坦克装甲车与发动机分册,1988(3:25227[2]叶勇全.车辆悬架减振器外特性非线性的等效线性计算[J ].兵工学报———坦克装甲车与发动机分册,1994(1:22224A Design to Make the Damp Coefficient of a V ehicle sAbsorber Suit the Damp R atio of a Suspension SystemWei Yong ,Yang Jie ,Rong YimingAbstract :A design for matching the damp coefficient of a vehicle ’s shock abs orber with the damp ratio of a suspension ,and the requirements and methods to design the shock abs orber of a suspension are presented.The matching of the damp co 2efficient with the damp ratio is analyzed in a practical example and the design for its improvement is given.Through a test ,it has been proved that the improved design is applicable.K ey w ords :shock abs orbers ;suspension system ;damp ratioWei Yong :Engineer ;Liuzhou Wuling Autom otive C o.LT D ,Liuzhou545007,China.[责任编辑:刘美玲]52第22卷第6期韦勇等:汽车减振器阻尼系数与悬架系统阻尼比的匹配。