悬架阻尼特性曲线的设计

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1、万方数据悬架阻尼特性曲线的设计刘立刚(泛亚汽车技术中心有限公司，上海201201)【摘要】基于对车辆悬架动力学性能的主观评估和试验数据的分析，统计了舒适型轿车在典型路况下的车轮跳动速度范围，考虑到阻尼对车辆平顺性、操控性和耐久性能的综合影响，给出了舒适型轿车减振器特性曲线的设计范围和趋势。【Abstract】Basedonthesubjectiveevaluationofvehicledynamicperformanceandtestdataa—nalysis，theverticalspeedofwheeltravelissummariz

2、edforthecomfortablevehicles．Inconsiderofthesyntheticalinfluenceonvehicleride，handlinganddurabilityperformance，thedesignrangeandtrendofdampingcharacteristicsarepresented．【关键词】悬架汽车阻尼特性平顺性操控性doi：10．3969／j．issn．1007-4554．2012．12．050引言汽车悬架阻尼主要来自于减振器的作用。对于选定的悬架，只有恰当的设计阻尼力才能充分发挥

3、悬架的缓冲减振作用。在汽车行驶的过程中，可能会承受来自路面和自身振源(车轮总成、传动系统和发动机)引起的振动，制动、加速引起的点头和俯仰，以及转向引起的侧倾。这些都通常成为判断车辆设计和制造品质的重要标准之一，这种判断主要根据人的主观感觉。作为衰减振动的主要功能件——减振器，也是车辆动力学工程师主要调试的元件之一。减振器同时连接簧载和非簧载质量，它主要用来耗散来自外界颠簸的能量，同时也将阻尼力传递给车身，对于包含悬架限位块的减振器，未被耗散掉的能量也会通过限位缓冲块传递给车身，因此在与减振器连接位置处的车身结构还应满足强度上的要求，以保证

4、车辆的耐久性能。本文所讨论的范围适用于液压收稿日期：2012—08—28·20·减振器、舒适型轿车。1阻尼特性的类型减振器的阻尼特性通常有2种方式来描述，即阻力一位移特性和阻力一速度特性，如图1所示。阻力一位移特性表示减振器在压缩和伸张行程中的阻力变化性能，从纵坐标可得出伸张和压缩的最大阻尼力，封闭线面积表示一个全行程所做的功，不同封闭线表示以不种的频率拉压减振器的测试结果。而减振器的阻力一速度特性则反应了减振器速度变化时减阻尼力的变化规律。有3种典型的减振器特性曲线，曲线的走向可以通过调解减振器的阀系来控制。第一种为斜率递减的，第二种为

5、斜率递增的，第三种为等斜率的。从阻力一速度曲线上，更能方便地辩别这些特征。阻力一位移曲线上，封闭线之间的距离变化也能反应出是何种特性曲线。根据主观调试的经验，斜率递增型的阻尼特性比较着重于控制高幅的振上海汽车2012．12万方数据动，而斜率递减型的减振器更偏重于控制小幅的振动。从阻力一位移曲线可以看到，斜率递减型的减振器相比递增型的，能在较宽频域范围内提供较大的阻尼力，但在控制非簧载质量高速跳动时，可能会表现阻尼力欠缺。实际的悬架调试中，可以通过选择减振器的类型，并控制减振器阀系的流量及串、并联方式得到任何给定的特定曲线，例如特性曲线可以

6、设计为低速段斜率递增，而高速段斜率递减。根据车辆的类型、道路条件和使用要求，可以通过主观调试选择恰当的阻尼力特性。蘅麦j力厂＼o蝉≥≥三三三主型．蹲一；!LM速度频率兰∥秀≤沁‘Z飞∑影，7i0翟0鹾02阻尼特性的基本理论对于一个线性阻尼减振器的悬架系统，不考虑非簧载质量，可以用图2所示的弹簧一阻尼一质量系统来表示1／4车辆模型。根据振动学理论，理想无阻尼条件下，给质量块一个初始位移，它会以固有频率一直振动。如果引入阻尼，质量块的振动会不断衰减，直至达到稳态的平衡位置。振动学中用相对阻尼比亭来评价阻尼的大小和振动衰减的快慢程度，它与无阻尼

7、系统的固有频率∞。和有阻尼固有频率∞。的关系式为：∞d=∞。,／1一鸳2(1)=圭．仨(20)n)3磊√一／／7,L，}。2上k,／丽(3)式中，c为阻尼系数；

8、

9、}为悬架刚度；m为簧载质量。图2弹簧一阻尼一质量系统、图l减振器特性曲线(左：阻力一位移特性；右：阻力一速度特性)簧载质量的振幅与阻尼比的关系如图3所．!

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11、t■ITi三-。＼。，

12、．、k，，：，卜∥’、』～时间／无阻尼固有周期图3阻尼比f对振幅的影响时间／无阻尼固有周期·21·万方数据示。随阻尼比的增加，振幅会有效衰减，但引起车体的振动加速度也会越大。这是因为传递到车体