减震器示功特性测控系统设计毕业论文.doc

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1、本 科 毕 业 论 文减震器示功特性测控系统设计Indicator measurement and control system design of shock absorber毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。作 者 签 名： 日 期： 指导教师签名： 日

2、期： 使用授权说明本人完全了解 大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名： 日 期： 毕业设计（论文）题目：减震器示功特性测控系统设计 一、毕业设计（论文）内容及要求（包括原始数据、技术要求、达到的指标和应做的实验等）本课题采用研华PCI-1711L及PCI-1761板卡进行数据采集及控制，并能将采集到的数据以图形化的方式显示，同时实习对变频

3、器的控制，以实现对电机的调速。1、系统要求系统有1个测试工位，传感器包括拉压力传感器1个，接近开关1个，另外有启动开关1个，变频器及电机各1台。1次测试最多包括15次循环，最终测试结果是15次的平均值，测试次数可设定。1次循环所采集的数据不少于360个。2、软件界面要求软件界面要求直观，能图形化显示各种数据，曲线能在测试完后自动显示，并给出合格性判断结果，测试结果需自动保存，并能打开。二、 完成后应交的作业（包括各种说明书、图纸等）1. 毕业设计论文一份（不少于1.5万字）；2. 外文译文一篇（不少于5000英文单词）；3. 控制软件一份三、完成日期及进度自2013年3月25日起至2012年6

4、月10日止进度安排： 1、3.25-4.1，查阅资料、调研，完成开题报告；2、4.2-4.15，测控系统硬件设计；3、4.16-5.19，测控系统软件设计；4、5.20-6.8，撰写毕业论文5、6.9-6.10，毕业答辩。 四、同组设计者（若无则留空）： 五、主要参考资料（包括书刊名称、出版年月等）:1. 周振安. 数据采集系统的设计与实践M. 地震出版社 2005.72. 曹岩，王海宁主编. C+ Builder 6.0 应用程序开发实例与技巧 M. 西安：西安交通大学出版社，2004.113. 陆卫忠, 刘文亮等编著. C+ Builder 6程序设计教程 M.北京：科学出版社，2009.

5、84. Advantech Co., Ltd. Users Manual for PCI-1711/1711L. 1999.10 系(教研室)主任： （签章） 年 月 日 学院主管领导： （签章） 年 月 日 注：1、如页面不够可加附页 2、以上一四项由指导教师填写摘 要本文首先介绍下什么是减震器，减震器主要是用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击。在经过不平路面时，虽然吸震弹簧可以过滤路面的震动，但弹簧自身还会有往复运动，而减震器就是用来抑制这种弹簧跳跃的。减震器太软，车身就会上下跳跃，减震器太硬就会带来太大的阻力，妨碍弹簧正常工作。在关于悬挂系统的改装过程中，硬的减震器要与硬的弹簧

6、相搭配，而弹簧的硬度又与车重息息相关，因此较重的车一般采用较硬的减震器。减震器在摩托车中是一个仅次于发动机的关键部件，它是悬架与车轮连接的柔性环节，减震器性能的好坏直接影响车辆的承载能力和平稳性，以及车辆行驶过程中的舒适性、安全性。因此，对减震器的性能进行检测是非常必要的。减震器的特性主要包括示功特性和速度特性，本文研究的是减震器的示功特性测控系统设计，减震器的示功特性是指减震器阻尼力-位移（F-S）之间的关系，表示减震器在压缩和复原两个过程中阻尼变化的特性，在路面不平或遇到障碍物的时候，弹簧能够缓冲振动，阻尼则通过吸收能量衰减振动，阻尼对减震器的性能起关键作用。因此，阻尼力与位移的关系曲线示

7、功图是检测减震器性能的重要方式。本课题采用研华PCI-1711L及PCI-1761板卡进行数据采集及控制，并能将采集到的数据以图的形式显示，同时实现对变频器的控制，以实现对电机的调速。结合题目通过软件设计和编程，设计出能够显示减震器的示功特性以及阻尼力-位移（F-S）之间关系的软件界面，能图形化显示各种数据，曲线能在测试完后自动显示，并通过分析曲线判断减震器是否合格，能自动将测试结果进行存储，用于以后减震器的设计和研究。关键词:减震器、示功特性、数据采集、示功曲线Abstract This paper first introduces what shock absorbers , shock

8、absorbers is mainly used to inhibit spring shock rebound after the shock and impact from the road .In uneven road , although the shock-absorbing spring can filter the type of road vibration , but the spring itself will have reciprocated , and the shock absorber is used to inhibit this spring jumping

9、 .The shock absorber is too soft , the body will be jumping up and down , the shock absorber is too hard it will bring too much resistance , interfere with the normal work of the spring .In the conversion process on the suspension system , hard shock absorbers with stiffer springs with the hardness

10、of the spring is closely related to vehicle weight , heavier vehicles generally use a harder shock absorbers .Shock absorber motorcycle is a key component of a second only to the engine , suspension and wheels are attached to the flexible part of the shock absorber performance of a direct impact on

11、the carrying capacity of the vehicle and smooth , and vehicles during the comfort, security. Therefore, to detect the performance of the shock absorber is very necessary. The main characteristics of the shock absorber dynamometer features and speed characteristics of this study is the shock absorber

12、 dynamometer characteristics of monitoring and control system design , shock absorber dynamometer characteristics of the shock absorber damping force-displacement ( F-S ) relationship , which means that the shock absorber characteristics of compression damping changes and recovery of two processes ,

13、 uneven road surface or an obstacle , the spring can cushion the vibration damping vibration attenuation by absorption of energy , damping shock absorbers performance play a key role. Therefore, the damping force and displacement curve indicator diagram is an important way to detect the shock absorb

14、er performance. This topic using Advantech PCI -1711L and PCI-1761 boards for data acquisition and control, and the collected data can be displayed in graphical internship control of the inverter to the motor speed . Binding subject design and programming by software , the software is designed to be

15、 able to display the relationship between the dynamometer characteristics of the shock absorber damping force - displacement (F-S) interface , can graphically display various types of data , the curve can be displayed automatically after the test and by analyzing the curve to determine the shock abs

16、orber is qualified, you automatically test results are stored for future design and research of the shock absorber .Keywords: shock absorber、dynamometer characteristics、data acquisition 、dynamometer curve目 录第一章 绪论11.1 前言11.2 减震器的发展历史31.3 减震器在国内外的发展现状41.4 课题研究的主要内容和方法5第二章 减震器的类型和工作原理62.1 减震器的定义62.2 减

17、震器的用途62.3 减震器的结构与分类72.4 减震器的工作原理112.5 减震器的发展趋势112.6 本章小结12第三章 硬件设计133.1 减震器示功特性的计算机测试系统133.2 电机控制柜设计143.3 主元器件及其工作原理和作用163.4 研华PCI-1711L板卡介绍243.5 研华PCI-1761板卡介绍273.6 研华PCI1711L板卡和PCI-1761板卡接线图293.7 本章小结30第四章 软件编程324.1 C+ Builder 6.0简介32 4.1.1 C+Builder 6.0的特点32 4.1.2 C+ Builder 6.0集成开发环境34 4.2 应用程序界

18、面设计394.3 软件设计过程414.4 减震器示功特性测试系统的工作界面464.5 减震器的示功特性测试结果474.6 本章小结48结 语49致 谢50参考文献51第一章 绪论1.1 前言随着社会的不断发展，人们对汽车的要求也越来越高，包括有汽车的动力性、经济性、制动性、操纵稳定性、平顺性、通过性等性能的要求。减震器是安装在车体和负重轮之间的一个阻尼元件，其作用是衰减车体的振动并阻止共振情况下车体振幅的无限增大，能减小车体振动的振幅和振动次数，因而能延长弹性元件的疲劳寿命和提高人乘车的舒适性。长期以来，人们对汽车的平顺性一直都在研究，在技术上也有重大的改进，研究发现减震器是改善汽车平顺性的最

19、好途径。一个好的减震器能够使车的寿命增长，驾驶员操纵轻便，乘员更加舒服。 近年来，中国的减震器市场保持着增长的态势。汽车工业在我国已有50多年的发展历史，而汽车产业真正得到快速发展是从上世纪90年代开始的。现在汽车工业在我国经济中已占有很重要的地位，成为了拉动我国经济发展的“火车头”。汽车产业的升级换代，与我国的其他行业共同繁荣和进步，共同推动着我国经济的崛起。2001年我国汽车千人保有量仅为14台，2008年汽车保有量为49台；2001年轿车千人保有量仅为7.8台，2008年上升至34台。2002年成为汽车工业发展的私车普及年，其标志是轿车产销量占汽车市场的比例跃升到34%的高位，结束了轿车

20、发展连续五年徘徊在30%的局面。2006又突破50%的平台，仅仅用了四年。随后轿车份额相对稳定，MPV、SUV市场开始成为关注的热点。2007年中国汽车产量近890万辆，2008年达到934万，在随后的几年中，汽车产量一直在上升。我国汽车产量的年增长幅度令世界瞩目。由于发达国家的汽车产量增长停滞，发展中国家的增长成为世界汽车产量的核心热点。以中国为代表的新兴国家增长迅猛，中国汽车的销售量已经占到世界的15%以上，并且增长量处于世界第一。除了对汽车减震器进行了研究，摩托车的减震器研究也是非常必要的。摩托车作为一种代步工具，90%以上的产量分布在亚洲和欧洲十多个国家和地区，90年代以来，部分发展中

21、国家经济蓬勃发展，促进了摩托车生产和需求的持续增长，世界摩托车行业在上世纪90年代经历了飞速的发展，整个摩托车行业获得了新生。我国摩托车行业自新中国成立以来，其发展历程大体可分为三个时期：(1)起步发展时期，从新中国建立到70年代末这一时期，我国摩托车工业从无到有，生产发展缓慢，厂家少，产量少，品种少，水平低，没有规模生产能力。(2)蓬勃发展时期，中国摩托车工业已初步形成了生产规模，摩托车行业作为汽车工业的一部分已不再无足轻重，充分显示出其强劲的发展势头。(3)高速发展时期，1996年全球2000多万辆摩托车市场中国占了将近一半，中国已成为世界摩托车行业的领导者，从1994年到2000年我国摩

22、托车产量连续七年占世界之首，成为世界瞩目的摩托车产量第一大国。经过50多年的发展，汽车和摩托车已成为我国使用最普遍的交通工具，但在行驶过程中，由于路面不平等因素，容易激起车身的振动，影响乘坐人员的乘坐舒适性和车辆的行驶稳定性，减震器是车辆的关键部位，是悬架与车轮连接的柔性环节，减震器性能的好坏决定了汽车行驶过程中的平顺性、安全性。减震器是减小车辆其他部件疲劳损坏和提高车辆使用寿命的和操作稳定性的重要部件。近年来，随着汽车品种的不断更新，人们对车辆的行驶平顺性和舒适性提出了更高的要求，而且发动机排量及汽车自身质量的加大，也对减震器的设计要求越来越高，因此对减震器性能的测试是相当有必要的，这对于改

23、进减震器的结构设计，提高减震器的质量，缩短减震器设计开发周期以及节约开发成本是很有意义的。传统的减震器设计方法主要是凭借设计人员的经验确定设计参数，然后通过反复的试验进行参数修正，通常采用将结构参数不同的减震器装备于与其匹配的汽车，由试车员进行实车试验评价，这种方式往往需对减震器内部结构参数进行反复调整和多次的开发、试验，不但设计周期长、资金消耗大，而且较难获得最优的减震器特性。随着计算机技术的发展，本课题是运用C+ Builder软件对减震器在压缩和复原两个行程中阻尼变化的特性进行编程，采用计算机编程与试验台相辅助的方法，对减震器的外特性、示功特性进行检测，可以精确地显示出各结构参数对减震器

24、外特性的影响，实现了测试评价自动化，对产品质量提高具有重要意义，对我国汽车行业从大而不强向既大又强的跨越产生积极地影响，也将有利于国内产品打入国际市场。其基本原理：运用C+ Builder软件对检测减震器在压缩和复原两个行程中阻尼变化的特性的系统进行编程，然后结合试验台，运用研华PCI-1711L及PCI-1761板卡进行数据采集和控制，并将采集到的数据以示功曲线图的形式表现出来，并且对示功图进行分析，得到减震器的相关参数，观察减震器的整体工作性能，从而判断该减震器是否合格，如果该减震器为合格产品，曲线应该饱满，没有畸变和突变。1.2 减震器的发展历史世界上第一个有记载、比较简单的减震器是18

25、97年由两个姓吉明的人发明的。他们把橡胶块与叶片弹簧的端部相连，当悬架被完全压缩时，橡胶减震块就碰到连接在汽车大梁上的一个螺栓，产生制动。这种减震器在很多汽车悬架上仍有使用但其减震效果不佳。1989年，第一个实用的减震器由一个法国人特鲁芬特研制成功并被安装到摩托赛车上。减震器的结构发展主要经历了以下几种发展形式：（1） 加布里埃尔减震器，它是由固定在汽车大梁上的罩壳和装在其里面的涡旋形钢带组成，钢带通过一个弹簧保持张力，钢带的外端与车桥轴端连接，以限制弹跳量。（2） 平衡弹簧式减震器，它是一个加在叶片弹簧上的辅助螺旋弹簧，由于每个弹簧都有不同的谐振频率，正好抵消了各自的振颤，但同时增大了悬梁的

26、刚性，很快就停止使用了。（3） 空气弹簧减震器，它不仅兼有弹簧和吸振的作用，而且省去了金属弹簧。第一个空气弹簧减震器是1909年由英国考温汽车工厂研制成功的，它是一个圆柱形的空气筒，利用打气筒可以把空气经外壳上部的气阀注满空气筒，空气筒的下半部分容纳一个由橡胶和帘布制成的膜片。因为它被空气所包围，所以其工作原理与充气轮胎相似，它的主要缺点是常常漏气。（4） 液压减震器，第一个实用的液压减震器是1908年由法国人霍迪立设计出来的，其原理是：迫使液体通过小孔产生阻尼作用。门罗在1933年为赫德制造的汽车装用了第一个采用原始液压减震器的汽车。到了二十世纪三十年代末，双作用减震器在美国生产的汽车上被普

27、遍采用。到了二十世纪六十年代，欧洲采用的杠杆式液压减震器占了优势，这种减震器与哈德福特的摩擦式减震原理相似，但使用的是液流而不是摩擦缓冲。（5） 麦弗逊支柱式减震器，随着前轮驱动汽车的出现，二十世纪七十年代以来，制造商开始采用麦弗逊支柱式减震器。这种减震器是由通用公司麦弗逊工程师研制成功的。他把螺旋弹簧、液压减震器和上悬架臂杆组成一个紧凑的部件。其主要优点是体积小，适合前轮驱动的汽车，可在与变速器组成一体的驱动桥上应用。（6） 充气式减震器是二十世纪六七十年代发展起来的一种新型的减震器。充气式减震器的特殊结构和充气参数，可以大大地降低噪音，并有利于保证活塞高速运动时的阻尼特征，同时减震器上的减

28、震支柱实质上属于双筒结构，除了可以阻尼减震还能和控制臂一起对车轮进行导向。1.3 减震器在国内外的发展现状减震器减振最先于国外提出，并逐渐发展起来，现今已形成了一套完整的研究体系。大量生产各种各类减震器的国家有美国、德国、英国、前苏联、日本和法国等，特别是日本。日本于1937以后为了在螺旋桨飞机上安装发动机架，开始批量生产防振橡胶，并在1953年开始引入防振橡胶技术制造飞机仪表盘。日本在1960年减震器的消耗量为609吨，1969年消耗的橡胶材料超过了万吨，在9年内增长了17倍。在这以前国外飞机上早采用了这种防振橡胶，随国外飞机和发动机的进口，开始在日本应用，然后又由其国内制造。德国早在第二次

29、世界大战前夕，就把天然橡胶制成的减震器用于舰船的动力设备上，并在实战中获得卓越成效，同时在60年代开展了弹性轴承的研究。在第二次世界大战以前和战争期间积累起来的防振技术，战后作为民用工业应用于汽车，铁路机车车辆土木建筑以及各种机械工业之中。早期的如：1946年对卡车，1947年对公共汽车的各个部位使用了减震器。1951年以后在最早的铁轨机车车辆各个部件上，尤其是转向架使用了防振橡胶减震器。自从1955年日本的小轿车生产走上正轨后，防振橡胶减震器牢固的建立起了自己的地位。 国外减震器的发展趋势包括：开展橡胶、金属减震器新型结构设计及其新功能研究；减震与高阻尼兼顾橡胶减震器的研究与开发；加大减震器

30、橡胶材料、粘弹性高阻尼材料、与金属板夹层复合多功能减震支座的研究、开发和应用的力度；继续开展粘弹性高阻尼功能材料的研究和应用工作。在性能测试方面，美国MTS公司推出一种由计算机控制的数字电控系统。它能把每次的试验参数和实验结果转化成数字信号记录在计算机磁盘上，下次试验时直接调用不在需要重新设置，调整试验参数，避免了人为误差，重复精度好，因此测试精度和测试效率较好。我国减震器的研制和生产起步于60 年代。随着我国四个现代化建设步伐的加快,各行业对减震制品的需求与日俱增，而研制开发减震器的部门与单位也相应增多，目前已基本形成一个科研、开发、生产体系。但由于减震制品工业起步较晚，与国外技术力量相比较

31、为薄弱，基础条件较差，实验研究与检测手段不是很健全，开发速度相对较慢, 没有进行过系统的开发和研究，应用规模及技术水平与国外相比还有较大差距。目前，相关减震材料的技术研究已取得阶段性成果，但要将这些成果转换成产品，继而大规模推向市场尚需一定的时间。我国生产的减震器除了部分橡胶金属减震器和XL系列高弹性联轴节已实现标准化外，大多数产品仍处于“非标准化”状态。为了满足社会发展的需要，应该在橡胶装备、工艺技术、材料和结构几个方面努力，加快我国减震器的发展步伐。随着我国现代工业建设的高速发展和环境保护法的实施，国民经济各部门对振动和噪音控制技术提出了越来越高的要求。在减震器的性能测试方面，我国减震器的

32、测试试验台虽然较以前取得了较大进步，但与国际水平差距尚远。大多采用的是传统的测试方式，准确度和精度的测试很大程度上依赖于硬件测试。1.4 课题研究的主要内容和方法本课题主要研究的内容是减震器的示功特性，示功特性是指减震器阻尼力-位移（F-S）之间的关系，它表示减震器在压缩和复原两个行程中阻尼变化的特性。示功特性是减震器的外特性之一，性能良好的减震器应具有良好的外特性，要求外特性不仅在试验、生产检测时符合设计要求，且在耐久试验、道路试验和实际使用一定时间后仍能保持其良好性能。外特性能够保持其相对稳定性，是评价减震器性能优劣的一个重要指标。主要方法是：（1）学习C+ Builder软件，运用C+

33、Builder软件对检测减震器在压缩和复原两个行程中阻尼变化的特性的系统进行编程；（2）结合试验台，运用研华PCI-1711L及PCI-1761板卡进行数据采集和控制；（3）将采集到的数据以示功图的形式表现出来；（4）对示功曲线图进行分析，得到减震器的相关参数；（5）通过示功曲线图的形状，得出减震器的整体工作性能；（6）判断该减震器是否合格，如果该减震器为合格产品，曲线应该饱满，没有畸变和突变。第二章 减震器的类型和工作原理2.1 减震器的定义减震器(Absorber) ，减震器主要用来抑制弹簧吸震后反弹时的振荡及来自路面的冲击。在经过不平路面时，虽然吸震弹簧可以过滤路面的震动，但弹簧自身还会

34、有往复运动，而减震器就是用来抑制这种弹簧跳跃的。减震器太软，车身就会上下跳跃，减震器太硬就会带来太大的阻力，妨碍弹簧正常工作。在关于悬挂系统的改装过程中，硬的减震器要与硬的弹簧相搭配，而弹簧的硬度又与车重息息相关，因此较重的车一般采用较硬的减震器。与引震曲轴相接的装置，用来抗衡曲轴的扭转震动(即曲轴受汽缸点火的冲击力而扭动的现象)。 图2-1 摩托车减震器 图2-2 汽车减震器2.2 减震器的用途 为加速车架与车身振动的衰减，以改善汽车的行驶平顺性（舒适性），在大多数汽车的悬架系统内部装有减震器。汽车的减震器也称为“悬挂”，是由弹簧和减震器共同组成的。减震器并不是用来支持车身的重量，而是用来抑

35、制弹簧吸震后反弹时的振荡和吸收路面冲击的能量。弹簧起缓和冲击的作用，将“大能量一次冲击”变为“小能量多次冲击”，而减震器就是逐步将“小能量多次冲击”慢慢减少。如果你开过减振器已坏掉的车，你就可以体会汽车通过每一坑洞、起伏后余波荡漾的弹跳，而减振器正是用来抑制这种弹跳的。没有减振器将无法控制弹簧的反弹，汽车遇到崎岖的路面时将会产生严重的弹跳，过弯时也会因为弹簧上下的振荡而造成轮胎抓地力和循迹性的丧失。2.3 减震器的结构与分类 减震器的结构是带有活塞的活塞杆插入筒内，在筒中充满油。活塞上有节流孔，使得被活塞分隔出来的两部分空间中的油可以互相补充。阻尼就是在具有粘性的油通过节流孔时产生的，节流孔越

36、小，油的黏度越大，阻尼力越大。如果节流孔大小不变，当减震器工作速度快时，阻尼过大会影响对冲击的吸收。因此，在节流孔的出口处设置一个圆盘状的板簧阀门，当压力变大时，阀门被顶开，节流孔开度变大，阻尼变小。由于活塞是双向运动的，所以在活塞的两侧都装有板簧阀门，分别叫做压缩阀和伸张阀。悬架中用的最多的减震器是内部充有液体的液压式减震器，汽车车身和车轮振动时减震器内的液体在流经阻尼孔时的摩擦和粘性液体的摩擦形成了驱动阻尼，将振动能量转化为热能，并散发到周围的空气中去，达到迅速衰减振动的目的。如果能量的消耗只是在压缩行程或者伸张行程中进行，则把这种减震器称为单向作用减震器，反之称为双向作用减震器。后者因为

37、减振作用比前者好，所以得到广泛的应用。 1、从减震器产生阻尼的材料分，主要有液压和充气两种。（1）液压式减震器车辆悬架系统中广泛采用液压减震器，其原理是：当车架与车桥做往复相对运动，活塞在减震器的缸筒内往复移动时，减震器壳体内的油液反复地从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一个内腔。此时，液体与内壁的摩擦以及液体分子之间的内摩擦则形成了对振动的阻尼力。图2-3 液压式减震器图2-4 液压式减震器结构（2）充气式减震器充气式减震器是60年代以来才发展起来的一种新型减震器。其结构特点是：在缸筒的下部装有一个浮动活塞，在浮动活塞与缸筒一端形成的一个密闭气室中充有高压氮气。在浮动活塞上装有大断面的O型密

38、封圈，它把油和气完全分开。工作活塞上装有随其运动速度大小变化而导致通道截面积大小变化的压缩阀和伸张阀。当车轮上下跳动时，减震器的工作活塞在油液中做往复运动，使工作活塞的上腔和下腔之间产生油压差，压力油便推开压缩阀和伸张阀而来回流动。由于阀对压力油产生较大的阻尼力，故使得振动衰减。 图2-5 充气式减震器 图2-6 双筒、单筒充气式减震器充气式减震器的优点：（1） 采用浮动活塞而减少了一套阀的系统，使结构简化，重量减轻。（2） 由于减震器里充有高压氮气，能减少车轮受突然冲击时的驱动，并可消除噪声。（3） 由于充气式减震器的工作缸和活塞直径都大于相同条件的双向作用筒式减震器，因而其阻尼更大，工作可

39、靠性更强。（4） 充气式减震器内部的高压气体和油液被浮动活塞隔开，消除了油的乳化现象。 充气式减震器的缺点：油封要求高，充气工艺复杂，不易维修，当缸筒受外界较大冲击而变化时则不能工作。2、减震器按其结构，则分为单筒和双筒两种。可以进一步分为：a.单筒气压减震器；b.双筒油压减震器；c.双筒油气减震器。 （1）双筒式 图2-7 双筒式减震器结构图减震器有内外两个筒，活塞在内筒中运动，由于活塞杆的进入与抽出，内筒中油的体积随之增大与收缩，因此要通过与外筒进行交换来维持内筒中油的平衡。所以双筒减震器中要有四个阀，即除了上面提到的活塞上的两个节流阀外，还有装在内外筒之间的完成交换作用的流通阀和补偿阀。

40、 （2）单筒式与双筒式相比，单筒式减震器结构简单，减少了一套阀门系统。它在缸筒的下部装有一个浮动活塞，在浮动活塞的下面形成一个密闭的气室，充有高压氮气，由于活塞杆进出油液而造成的液面高度变化主要通过浮动活塞的浮动来自动适应之。图2-8 单筒式减震器 3、按减震器安装位置分，有前减震器和后减震器。 4、按减震器油缸工作位置分，有倒置式减震器(油缸位置在上方，活塞杆在下方)和正置式减震器(油缸位置在下方，活塞杆在上方)。5、按减震器的工作介质分，有弹簧式减震器、弹簧-空气阻尼式减震器、液压阻尼式减震器、油-气组合式前叉减震器和充氮气式减震器。6、按减震器的衰减力方向分，有单向作用减震器和双向作用减

41、震器。2.4 减震器的工作原理悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动，为了改善车辆行驶平稳性和舒适性，在悬架中与弹性元件并联安装减震器。为衰减振动，车辆悬架系统中采用的减震器大部分是液压减震器，其工作原理是：当车架(或车身)和车桥间振动而出现相对运动时，减震器内的活塞上下移动，减震器内腔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，使振动产生的能量转化为油液热能，再由减震器吸收并散发到大气中。在油液通道截面等因素不变时，阻尼力随车架与车桥(或车轮)之间相对运动速度的增大（或减小）而增大（或减小），且与油液的粘度有关。 减震器与弹性

42、元件承担着减小冲击和减震的任务，如果阻尼力过大，则可能使悬架弹性变差，甚至可能导致减震器的连接件损坏。因此，要调节弹性元件和减震器这一矛盾：(1)在压缩行程中(车桥和车架相互靠近)，减震器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，减小冲击。在这一过程中，弹性元件起主要作用。 (2)在复原行程中(车桥和车架相互远离)，减震器阻尼力较大，迅速减震。 (3)当车桥(或车轮)与车架间的相对速度过大时，要求减震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震器，且在压缩和复原行程中均能起减震作用的是双向作用式减震器。除此之外，还有采用新

43、式减震器的，如充气式减震器和阻力可调式减震器。2.5 减震器的发展趋势正在成为主流减震器的是阻力可调式减震器，特别是电子控制式减震器，其可通过传感器检测行驶状态，由计算机计算出最佳阻尼力，使减震器上的阻尼力调整机构自动工作，通过改变节流孔的大小等方式来调节减震器的阻尼力。汽车行驶的平顺性和操纵稳定性是衡量悬挂以及减震器性能好坏的主要指标，但这两个方面是相互排斥的性能要求，因此要在平顺性和操纵稳定性之间取得理想的最佳点是比较困难的。特别是在车辆进弯和出弯时，车身重量转移的速度会影响操控的平衡性，这种影响会持续到重量转移完成，而车身重量转移的速度是由减震器所控制的，改变减震器在压缩和复原行程中的软

44、硬度可改变车身重量转移速度。因此，未来理想的减震器必须既能满足平顺性要求又能满足操纵稳定性要求。大多数汽车会采用阻尼较软且价格相对便宜的减震器，以降低成本并获得普通驾驶状态下的柔软舒适的感觉，但在剧烈驾驶状态下，这类减震器就无法胜任。要想获得高速驾驶的操控感觉，就需要采用阻尼较硬、品质较好且能与弹簧充分配合的减震器。对于减震器改进与措施大致分为以下几点：(1)加快改造重视技术。最主要的原因是企业的技术能力有余，企业要采用已有的高新技术，通过技术创新来提高企业的技术水平和产品的技术含量。(2)产品要实现系列化、多元化。如美国的蒙诺公司在产品的系列化方面就非常成功，其汽车减震器有5000多种型号，

45、每年有4000多万支减震器出口到120多个国家和地区；而日本川崎工业株式会社则在产品的多元化方面造诣显著，利用其在发动机方面的优势，涉足了船只、摩托车、火车、地铁、电车、飞机等领域。因此，企业一方面要实现减震器产品的系列化，另一方面可以向工艺相近的液压、气压、缓冲击产品等方向延伸。(3)以人为本加快改革。国内外企业都比较重视人才管理，强调人在企业发展中的重要作用。人才是科学技术的载体、创新的主体和企业发展的动力，所以企业要缔造条件吸引人才、培养人才，最终实现人才资源向人才资本的转化。(4)推行产品技术的尺度化。减震产品技术的尺度化直接影响着产品的技术含量和企业的技术水平，也影响着产品的经济规模

46、，甚至影响着相关配件厂。2.6 本章小结本章主要介绍减震器的含义、种类、分类的方法、各个类型减震器的工作原理及其用途以及减震器的发展趋势等。从本章内容中，可以对减震器有一定的了解，更能看出各减震器的优缺点，为后文减震器性能测试做好基础。第三章 硬件设计3.1 减震器示功特性的计算机测试系统图3-1是减震器示功特性计算机测试系统组成框图。图中机械部分由调速电机驱动，通过皮带传送将运动传给曲柄滑块机构，曲柄连同连杆的一端做圆周运动，滑块和减震器一端在导槽中做往复直线运动，当连杆的长度远大于曲柄长度时，滑块做近似简谐运动。由于曲柄滑块机构在运动时存在曲柄旋转时的离心惯图3-1 减震器示功特性测试系统组成框图性力和滑块周期性的往复惯性力，因此，一方面在曲柄轮上加平衡配重；另一方面用大皮带轮兼做飞轮，储存能量，增加整个转动件的惯性矩，减少转矩波动和惯性力的影响。试验台采用框架结构，拉压力传感器装在上面，试验时拉压力传感器与减震器的活塞杆相连，用来检测阻力的大小，飞轮一端与多功能数据采集器相连，多功能数据采集器执行计算机的指令对拉压力传感器和减震器上升和下降过程的输出进行采样，检测速度和位移，将力和位移的数值在数码管上显示出来，并通过串口将采集到的数据传送到计算机上，由计算机经过计算，得出减震器的示功图，并通过示功图的曲线形状，对减震器的整体工作性能进行分析，判断该减震器质量是否合格，最