p
roduct r&d
高科技产品研发
汽车液压减震器的设计
陈倩倩，胡肖琬玥
（西南交通大学机械工程学院，四川成都 611756）
摘 要 减震器的好坏对汽车的舒适性有着较大的影响。在我国的出租车行业中捷达车型占了较大的比重，本文针对
捷达车设计了一款双筒液压减震器，该减震器充分满足设计要求，经济性比较好，值得推广。关键词 汽车液压；减震器；设计中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）13-0018-01
1 减震器的介绍
减震器是汽车悬挂系统中的重要组成部分，减震器用来抑
制弹簧吸震后反弹时的震荡和吸收路面冲击的能量，以改善汽车行驶的平顺性。按产生阻尼的材料减震器可以分为液压式和充气式减震器，这两种都是定阻尼减震器，还有一种应用于高档汽车的可调阻尼减震器。目前国内外汽车普遍使用的是液压减震器，液压减震器可分为单筒液压减震器和双筒液压减震器，双筒液压减震器在压缩和伸张状态都有设定好的阻尼力，稳定性能较好，所以应用广泛。
3.3 最大卸载力的计算
最大卸载力就是当减震器活塞速度达到一定值时，减震
器打开卸载阀，此时活塞的速度就是卸载速度，此时活塞所受的力即为最大卸载力。卸载速度νx=Aωacosα，式中A为
α为减震器下横臂上的联接点到下汽车振幅，取为±35mm；
横臂与车身铰接之间的距离取为780mm。由此可以计算得到
νx=0.163m/s。最大卸载力Fm=Cζνx，式中C取为1.5，则：Fm=1.5×1688.9×
0.163=412.9N。
3.4 工作缸直径和减震器活塞行程的确定
根据最大卸载力进行工作缸直径的计算。由公式Fm由3.3确定；p为工作缸允许的最大压力值，
为连杆直径与缸筒直径之比，取为0.3。则取d=17.5mm，依据QC/T491-1999标准选取d=20mm，壁厚δ取2mm。根据减震器实际工作的最大行程以及查取标准值，减震器活塞行程l取为160mm。d2 双筒液压减震器工作原理
当汽车行驶过程中遇到颠簸时，车身与车轮之间会产生相对移动。在车身远离车轮时，活塞向下移动，导致下腔的油液由于压力升高经过流通阀而流入上腔。由于活塞杆的存在，上腔容积的增加小于下腔容积的减小，使得部分油液推开压缩阀进入储油缸筒。反之，当车身原理车轮是，下腔会产生真空，储油缸的油液推开补偿阀进入下腔。这些阀的节流作用对悬架启动会的阻尼作用。
3 数据计算
查得捷达车的数据如下。
表1 捷达车主要参数
3.5 连杆长度的计算
在减震器中，活塞杆用来承受压缩和拉伸载荷以及侧向力，并且活塞杆的表面粗糙度对对减震器油液的泄漏有着重要的影响。要求其必须满足一定的强度、刚度以及表面粗糙度。经过实验比较，材料选取为45钢，硬度值300HB。3.6 活塞及阀系尺寸的计算
活塞是液压减震器的重要主成部分
，活塞的宽度B=（0.6~1.0）d，可以计算得B=15mm。阀系主要包括伸张阀、压缩阀、补偿阀和流通阀。减震器的阀系均为单向阀，即只允许液压油一个方向通过，而反方向时截止。单向阀的设计要求是正向是流通性较好，反向截止时密封性较好。单向阀的开启压力一般为0.03~0.05MPa。进出油口的直径可由公式df确定，长*宽*高/mm轴距/mm最小离地间隙/mm整车质量/kg
4487*1706*1470
[1**********]
3.1 悬架静挠度的计算
fCFW
=mg-静止时悬架的刚度，C-悬架的刚度。n取n=1.2可得fC=172.4mm。
联立①②式可得fC相对阻尼系数ξ用来衡量簧上质量振动衰减的快慢。减
震器的压缩过程和伸张过程ξ往往是不同的。在压缩过程中ξY取小值，在伸张过程中ξS取大值，一般ξY=(0.25-0.5)ξS。相对无摩擦的悬架平均相对阻尼系数ξ的取值范
ξ+ξ
围为0.25-0.35。取ξY=0.4ξS，ξ=0.3，而ξ=SY，可得
ξY
=0.17。减震器的阻尼系数ζ=2ξωms/cos2α，其
=ω2πn，n为固有频率由3.1知，取为1.2；mS为中
设活塞有6个小孔，均匀布置。qS由此可以计算出df≈5mm。的平均速度，取为6m/s。q=πd2v/4，
22
单个小孔的直径do=2mm。再由公式πdf=6×πdo，
4 材料选择
缸体采用45钢，调质处理，外表面涂漆，内表面精度等级
为5级；活塞以及活塞杆的材料为40Cr，调质处理，表面高频淬火；缸盖采用45号钢；表面阳极氧化处理浮动活塞采用45 号钢。
5 液压油的选择
液压油具有双重作用，一是左右传递能量的介质，二是作
（下转第21页）
α减震器安装角度，一般取为30°；由此求得簧上质量；
ζ=2×0.3×2π×1.2×1120/(4×cos30°)=1688.9NS/m。
2
单位（KΩ）。
将得到的数据绘制成曲线，如图
2。
感器电阻影响等，这些工作是在接下来的研究中需要完善的。项目基金
本研究获得西南科技大学博士研究基金支持，项目编号：
12zx7105。参考文献
[1]郭冰，王冲.压力传感器的现状与发展[J].中国仪器仪表，2009（05）：72-75.
[2]黄德超，黄德欢.碳纳米管材料及应用[J].物理学进展，2004（03）：274-288.
[3]聂海瑜.碳纳米管的应用研究进展[J].化学工业与工程技术，2004（05）：34-38.
[4]张锦文，李伟.碳纳米管压力传感器研究进展[J].功能材料与器件学报，2011，17（3）：253-257.作者简介
黄楷焱（1992-），男，汉族，吉林省白山市人，现就读于西南科技大学机械设计制造及其自动化专业，研究方向：机械结构，智能材料等。
图2 压力电阻曲线
5 结论
通过曲线可以看出，在一定范围内，随着压力的增加，传感器的电阻近似呈线性趋势下降，证明此类纳米添加材料压力传感器有理论可行性。未来此类传感器可用于深水，高压等环境中，量程大，易维护，成本低廉，有着广阔的应用前景。限于实验仪器精度问题，此研究没有再深一步探究硅胶基体体积变化量对传感器电阻影响以及不同碳纳米添加材料含量下对传
年，某一年限，某一省份里发生的事故单独进行按“事故类型”，“主要起因”，“事故严重程度”，“道路等级”，“事故后果”，“实际车速”的统计分析。统计分析结果可以按直方图、折线图两种形式输出。图1为测试阶段得到的基于38条危险品运输案例的05至08年危险品运输交通事故后果分布折线图。计数据结构时为了努力描述事故案例，设计了很多字段，使得输入模块变得十分庞大，数据输入不是很方便，更加实用方便的多层次的输入模块是本系统所欠缺。
3）功能单一，有关分析和复杂的计算功能较少，有待进一步改进。参考文献
[1]GB8567-88计算机软件产品开发文件编制指南[S].北京：中国标准出版社，1988.
[2]赵松涛.深入浅出SQL Server 2000系统管理与应用开发[M].北京：人民邮电出版社，2006：571-674.
3 数据结构和数据库设计
在该系统中，采用SQL Server 2005数据库，用于存储后台信息。数据库结构如图2所示。
4 结论与展望
危险品运输交通事故管理系统牵涉到许多问题，研究中仍然存在一些不足，功能有待进一步完善。
1）系统设计前的需求分析做得不够充分，有些问题没有结合实际进行设计。限于经验，水平，条件的限制，设计的系统结构还很不完善，与实际使用者的需求存在偏差。
2）各个功能模块的数据联系不够密切，数据存在冗余。设
作者简介
韩伟（1989-），男，汉族，江苏省南通市人，在读硕士研
究生，单位：长安大学，研究方向：交通安全。
（上接第18页）
为润滑剂润滑运动零件的工作表面。在选择液压油时应满足以下几点要求：合适的粘度、粘温特性好，良好的润滑性，化学稳定性和环境稳定性等。根据该减震器的设计要求选择L-HFC型号的液压油。能自动地提高密封性能，且在磨损后具有自动补偿能力。此外，O形密封圈结构简单、密封性好，成本低、高低压均可使用。
本文设计了捷达车款的减震器，经检测满足设计要去，值得推广。参考文献
[1]王望予.汽车设计[M].机械工业出版社，2006.
[2]齐晓杰，吴涛，安永东.汽车液压与气压传动[M].机械工业出版社，2005.
[3]周松鹤，徐烈恒.工程力学[M].机械工业出版社，2003.[4]谭刚，李华.KYB SL20减震器演算书[J].1998. [5]陈淑梅.液压与气压传动[M].2011.
6 密封圈的选择
密封装置是用来防止液压系统油液的内外泄露以及外界灰尘的侵入，保证系统建立的所需的工作压力。密封装置的种类很多，按密封部位的运动情况可分为动密封和静密封两大类。常用的密封装置有：间隙密封、O形密封圈、唇形密封圈以及组合密封装置。在该减震器中选用O形密封圈。O形密封圈一般用耐油橡胶制成，截面为圆形。O形密封圈随着压力的增加
汽车液压减震器的设计
作者：
作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
陈倩倩， 胡肖琬玥
西南交通大学机械工程学院,四川成都,611756硅谷
Silicon Valley2013(13)
参考文献(5条)
1.王望予 汽车设计 2006
2.齐晓杰;吴涛;安永东 汽车液压与气压传动 20053.周松鹤;徐烈恒 工程力学 20034.谭刚;李华 KYB SL20减震器演算书 19985.陈淑梅 液压与气压传动 2011
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_guig201313016.aspx
p
roduct r&d
高科技产品研发
汽车液压减震器的设计
陈倩倩，胡肖琬玥
（西南交通大学机械工程学院，四川成都 611756）
摘 要 减震器的好坏对汽车的舒适性有着较大的影响。在我国的出租车行业中捷达车型占了较大的比重，本文针对
捷达车设计了一款双筒液压减震器，该减震器充分满足设计要求，经济性比较好，值得推广。关键词 汽车液压；减震器；设计中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2013）13-0018-01
1 减震器的介绍
减震器是汽车悬挂系统中的重要组成部分，减震器用来抑
制弹簧吸震后反弹时的震荡和吸收路面冲击的能量，以改善汽车行驶的平顺性。按产生阻尼的材料减震器可以分为液压式和充气式减震器，这两种都是定阻尼减震器，还有一种应用于高档汽车的可调阻尼减震器。目前国内外汽车普遍使用的是液压减震器，液压减震器可分为单筒液压减震器和双筒液压减震器，双筒液压减震器在压缩和伸张状态都有设定好的阻尼力，稳定性能较好，所以应用广泛。
3.3 最大卸载力的计算
最大卸载力就是当减震器活塞速度达到一定值时，减震
器打开卸载阀，此时活塞的速度就是卸载速度，此时活塞所受的力即为最大卸载力。卸载速度νx=Aωacosα，式中A为
α为减震器下横臂上的联接点到下汽车振幅，取为±35mm；
横臂与车身铰接之间的距离取为780mm。由此可以计算得到
νx=0.163m/s。最大卸载力Fm=Cζνx，式中C取为1.5，则：Fm=1.5×1688.9×
0.163=412.9N。
3.4 工作缸直径和减震器活塞行程的确定
根据最大卸载力进行工作缸直径的计算。由公式Fm由3.3确定；p为工作缸允许的最大压力值，
为连杆直径与缸筒直径之比，取为0.3。则取d=17.5mm，依据QC/T491-1999标准选取d=20mm，壁厚δ取2mm。根据减震器实际工作的最大行程以及查取标准值，减震器活塞行程l取为160mm。d2 双筒液压减震器工作原理
当汽车行驶过程中遇到颠簸时，车身与车轮之间会产生相对移动。在车身远离车轮时，活塞向下移动，导致下腔的油液由于压力升高经过流通阀而流入上腔。由于活塞杆的存在，上腔容积的增加小于下腔容积的减小，使得部分油液推开压缩阀进入储油缸筒。反之，当车身原理车轮是，下腔会产生真空，储油缸的油液推开补偿阀进入下腔。这些阀的节流作用对悬架启动会的阻尼作用。
3 数据计算
查得捷达车的数据如下。
表1 捷达车主要参数
3.5 连杆长度的计算
在减震器中，活塞杆用来承受压缩和拉伸载荷以及侧向力，并且活塞杆的表面粗糙度对对减震器油液的泄漏有着重要的影响。要求其必须满足一定的强度、刚度以及表面粗糙度。经过实验比较，材料选取为45钢，硬度值300HB。3.6 活塞及阀系尺寸的计算
活塞是液压减震器的重要主成部分
，活塞的宽度B=（0.6~1.0）d，可以计算得B=15mm。阀系主要包括伸张阀、压缩阀、补偿阀和流通阀。减震器的阀系均为单向阀，即只允许液压油一个方向通过，而反方向时截止。单向阀的设计要求是正向是流通性较好，反向截止时密封性较好。单向阀的开启压力一般为0.03~0.05MPa。进出油口的直径可由公式df确定，长*宽*高/mm轴距/mm最小离地间隙/mm整车质量/kg
4487*1706*1470
[1**********]
3.1 悬架静挠度的计算
fCFW
=mg-静止时悬架的刚度，C-悬架的刚度。n取n=1.2可得fC=172.4mm。
联立①②式可得fC相对阻尼系数ξ用来衡量簧上质量振动衰减的快慢。减
震器的压缩过程和伸张过程ξ往往是不同的。在压缩过程中ξY取小值，在伸张过程中ξS取大值，一般ξY=(0.25-0.5)ξS。相对无摩擦的悬架平均相对阻尼系数ξ的取值范
ξ+ξ
围为0.25-0.35。取ξY=0.4ξS，ξ=0.3，而ξ=SY，可得
ξY
=0.17。减震器的阻尼系数ζ=2ξωms/cos2α，其
=ω2πn，n为固有频率由3.1知，取为1.2；mS为中
设活塞有6个小孔，均匀布置。qS由此可以计算出df≈5mm。的平均速度，取为6m/s。q=πd2v/4，
22
单个小孔的直径do=2mm。再由公式πdf=6×πdo，
4 材料选择
缸体采用45钢，调质处理，外表面涂漆，内表面精度等级
为5级；活塞以及活塞杆的材料为40Cr，调质处理，表面高频淬火；缸盖采用45号钢；表面阳极氧化处理浮动活塞采用45 号钢。
5 液压油的选择
液压油具有双重作用，一是左右传递能量的介质，二是作
（下转第21页）
α减震器安装角度，一般取为30°；由此求得簧上质量；
ζ=2×0.3×2π×1.2×1120/(4×cos30°)=1688.9NS/m。
2
单位（KΩ）。
将得到的数据绘制成曲线，如图
2。
感器电阻影响等，这些工作是在接下来的研究中需要完善的。项目基金
本研究获得西南科技大学博士研究基金支持，项目编号：
12zx7105。参考文献
[1]郭冰，王冲.压力传感器的现状与发展[J].中国仪器仪表，2009（05）：72-75.
[2]黄德超，黄德欢.碳纳米管材料及应用[J].物理学进展，2004（03）：274-288.
[3]聂海瑜.碳纳米管的应用研究进展[J].化学工业与工程技术，2004（05）：34-38.
[4]张锦文，李伟.碳纳米管压力传感器研究进展[J].功能材料与器件学报，2011，17（3）：253-257.作者简介
黄楷焱（1992-），男，汉族，吉林省白山市人，现就读于西南科技大学机械设计制造及其自动化专业，研究方向：机械结构，智能材料等。
图2 压力电阻曲线
5 结论
通过曲线可以看出，在一定范围内，随着压力的增加，传感器的电阻近似呈线性趋势下降，证明此类纳米添加材料压力传感器有理论可行性。未来此类传感器可用于深水，高压等环境中，量程大，易维护，成本低廉，有着广阔的应用前景。限于实验仪器精度问题，此研究没有再深一步探究硅胶基体体积变化量对传感器电阻影响以及不同碳纳米添加材料含量下对传
年，某一年限，某一省份里发生的事故单独进行按“事故类型”，“主要起因”，“事故严重程度”，“道路等级”，“事故后果”，“实际车速”的统计分析。统计分析结果可以按直方图、折线图两种形式输出。图1为测试阶段得到的基于38条危险品运输案例的05至08年危险品运输交通事故后果分布折线图。计数据结构时为了努力描述事故案例，设计了很多字段，使得输入模块变得十分庞大，数据输入不是很方便，更加实用方便的多层次的输入模块是本系统所欠缺。
3）功能单一，有关分析和复杂的计算功能较少，有待进一步改进。参考文献
[1]GB8567-88计算机软件产品开发文件编制指南[S].北京：中国标准出版社，1988.
[2]赵松涛.深入浅出SQL Server 2000系统管理与应用开发[M].北京：人民邮电出版社，2006：571-674.
3 数据结构和数据库设计
在该系统中，采用SQL Server 2005数据库，用于存储后台信息。数据库结构如图2所示。
4 结论与展望
危险品运输交通事故管理系统牵涉到许多问题，研究中仍然存在一些不足，功能有待进一步完善。
1）系统设计前的需求分析做得不够充分，有些问题没有结合实际进行设计。限于经验，水平，条件的限制，设计的系统结构还很不完善，与实际使用者的需求存在偏差。
2）各个功能模块的数据联系不够密切，数据存在冗余。设
作者简介
韩伟（1989-），男，汉族，江苏省南通市人，在读硕士研
究生，单位：长安大学，研究方向：交通安全。
（上接第18页）
为润滑剂润滑运动零件的工作表面。在选择液压油时应满足以下几点要求：合适的粘度、粘温特性好，良好的润滑性，化学稳定性和环境稳定性等。根据该减震器的设计要求选择L-HFC型号的液压油。能自动地提高密封性能，且在磨损后具有自动补偿能力。此外，O形密封圈结构简单、密封性好，成本低、高低压均可使用。
本文设计了捷达车款的减震器，经检测满足设计要去，值得推广。参考文献
[1]王望予.汽车设计[M].机械工业出版社，2006.
[2]齐晓杰，吴涛，安永东.汽车液压与气压传动[M].机械工业出版社，2005.
[3]周松鹤，徐烈恒.工程力学[M].机械工业出版社，2003.[4]谭刚，李华.KYB SL20减震器演算书[J].1998. [5]陈淑梅.液压与气压传动[M].2011.
6 密封圈的选择
密封装置是用来防止液压系统油液的内外泄露以及外界灰尘的侵入，保证系统建立的所需的工作压力。密封装置的种类很多，按密封部位的运动情况可分为动密封和静密封两大类。常用的密封装置有：间隙密封、O形密封圈、唇形密封圈以及组合密封装置。在该减震器中选用O形密封圈。O形密封圈一般用耐油橡胶制成，截面为圆形。O形密封圈随着压力的增加
汽车液压减震器的设计
作者：
作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：
陈倩倩， 胡肖琬玥
西南交通大学机械工程学院,四川成都,611756硅谷
Silicon Valley2013(13)
参考文献(5条)
1.王望予 汽车设计 2006
2.齐晓杰;吴涛;安永东 汽车液压与气压传动 20053.周松鹤;徐烈恒 工程力学 20034.谭刚;李华 KYB SL20减震器演算书 19985.陈淑梅 液压与气压传动 2011
本文链接：http://d.wanfangdata.com.cn/Periodical_guig201313016.aspx