城市越野车前桥减震器设计(参考东风本田CRV 2.4L四驱豪华版)毕业论文
2021-05-13 23:31:02
摘 要
悬架是车辆地盘的组成部分,它决定着车辆的操纵稳定性,乘坐舒适性和行驶安全性。减振器是其中重要组成部分。本文将以2007款CRV 2.4L豪华四驱版为设计参照车型,为其设计出一款适合的液压筒式减振器。
首先选定其结构的设计方案,确定设计方向。之后根据选定的设计方向,优化结构。然后根据网上所收集到的车辆参数信息,参考汽车的性能要求及定位计算其最佳阻尼系数。推倒得出与该车匹配的速度特性曲线。
根据所获得的减震器速度特性曲线,对减振器阀系计算设计并对其经行优化,,最大限度的拟合减振器速度特性曲线,设计出满足其特性要求的阀片,在计算出基本参数之后,根据所得到的参数,对所设计的阀片进行三维建模并导入ANSYS进行应力分析,与设计结果进行对比分析。
最后,设计减振器外缸筒、内缸筒、活塞杆、底座、活塞体、导向器和缓冲器。
关键词:减振器;速度特性曲线;节流阀片优化设计;CAE分析
Abstract
Suspension is an important part of a car.it bears on the vehicle's stability, comfort and safety. The shock absorber is an important part of it. For this time I take The 2007 CRV 2.4L four-wheel drive version for reference to design a shock absorber for it.
First, design the structure, prove it and determine the direction of the design at last. Then collect the vehicle parameters from internet. Calculate the optimum shock absorber factor refering to the car's performance requirements. get speed characteristic curve that match the car.
Secondly,design the throttle system based on the obtained velocity curve and optimize it fitting the speed characteristic curve as much as I can. after design,caculate get the Parameter and Import it to CATIA ,modeling it and import into ansys to stress analyse stress. compare with the design result.
At last. design the the inner cylinder, the outter cylinder, piston rod, seat, piston body, guider and buffer.
Key Words:Shock absorber; speed characteristic curve; throttle sheet optimization design; CAE anal
目录
第1章 绪论 1
□□1.1□本设计的目的以及意义 1
□□1.2□液压筒式减振器的介绍 2
□□1.2□减振器的国内外研究状况 3
第2章 减振器阻尼值 4
□□2.1□被动悬架最佳阻尼分析 4
第3章 CRV的特性参数 6
□□3.1□减振器结构的选择 6
□□3.2□特性参数 6
第4章 减振器液压油 11
□□4.1□减振器油液 11
□□4.2油液流量 13
第5章 CRV的减振器阀系设计 15
□□5.1□复原阀的设计 15
□□5.2□压缩阀阀的设计 18
□□5.3□减振器节流阀片等效厚度拆分设计 21
□□5.4□优化设计结果 21
第6章 节流阀片变形及CAE分析 21
□□6.1□节流阀片的变形方程 21
□□6.2□ANSYS分析 22
第7章 减振器结构零部件的设计 23
□□7.1□减振器缸筒的设计 23
□□7.2□减振器活塞杆总成的设计 25
□□7.3□减振器活塞总成的设计 26
□□7.4□减振器底阀总成的设计 29
□□7.5□导向器以及油封的设计 31
参考文献 32
致谢 3
1 绪论
1.1本设计的目的以及意义
汽车在道路上行驶的过程是随路面和车速而变化的随机振动过程,汽车在行驶当中的平顺和安全性是底盘悬架所来决定的,其用处是传导作用在车轮和车架之间的力和力矩,缓冲行驶过程中由路面不平引起并传递给车架或车身的冲击力,吸收由此引起的震动,以确保汽车能平稳地行驶,保证乘坐舒适和货物完好,悬架决定车辆的操作稳定性、乘坐舒适性和行驶安全性,是现代汽车十分重要的部件。
减震器是汽车悬架的重要部件之一,他与弹簧、导向原件共同构成悬架,弹簧具有极佳的能量吸收或释放性能,但在消耗能力方面要差一点。因此如果车辆不使用阻尼结构,汽车弹簧将以不可控制的速率弹开并释放它所吸收的震动能量,并按其自身频率往复振动,所以,仅构建在弹簧上的悬架自身会使汽车根据地形以弹跳方式行驶且不受控制,势必使汽车振动加剧,甚至发生共振,因此,为了满足车辆行驶安全性、乘坐平顺性和操作稳定性的要求,汽车悬架一般都安装一个重要的阻尼部件,即悬架减震器,并使其阻尼特性与弹性原件相匹配,它通过将悬架运动的动能转换为液压油消耗的热能,来缓和震动性运动的大小以使汽车在行驶中达到要求。
目前的中国汽车市场,suv正在以每年巨大的增长速度下的占据着乘用车市场,其宽大的空间、舒适的乘坐感受、强大的越野性能使其渐渐成为家用车的中坚力量。当然,强大的性能需要一个强大的减震器的支持,借此机会,本设计将根据保有量可观的东风本田2007款2.4L四驱豪华版越野车,以其参数作为要求为其设计前桥减震器。
现代汽车上应用最多的是液压筒式减振器,其具有加工生产简单、成本低、使用时间长、重量轻等优点,主要零件采用了冲压、粉末冶金及精密拉管等高效工艺,适于大批量生产。
节流阀结构以及其参数对减震器性能有至关重要的影响。筒式减震器有三种典型阀结构,分别为板阀式、滑阀式、弹性片式。其中滑阀式和板阀式多用于早期轿车减震器,通过改变弹簧刚度和弹簧预变形量进行调节。弹性阀片式节流阀突出优点是易于通过增减阀片数量和垫片等措施改变阀的节流阀特性。缺点是加工精度较高;使用过程中当阀片与阀底座间存在杂质颗粒可能导致阀片关闭不严时,会造成减震器阻尼的力的严重下降。因此,必须从基本原理和理论出发,根据车辆平顺性、操作稳定性和乘坐舒适性的要求,设计出适合本参考车型的减震器。
1.2液压筒式减振器介绍
液压筒式减振器根据缸筒的数量可以划分单缸减振器和双缸减振器,在车辆上使用最多的是双筒式弹阀片式液压减振器。它由在里面的活塞缸和补偿室两部分,如图1.1,活塞缸内有带杆的活塞阀体。上端为导向座及密封圈,活塞的下端为底阀总成。活塞上有常通孔及复原阀流通阀,与底阀的常通孔及补偿阀和压缩阀配合,引导减振器油液在减振器内流动并减少油液的压力冲击以及气蚀,避免活塞换向时出现时失效。补偿室上为空气,下部减振器油液通过底阀与减振器内缸筒了连通。补偿室上端的导向座设计有通风口,使活塞杆的密封圈处于低压状态。
当减振器减工作在复原行程,复原阀和补偿阀工作,活塞缸筒上腔的减振器油液流入下腔,而补偿室的一部分减振器油经过补偿阀流入下腔,减振器油经过复原阀和补偿阀,因为其特殊结构的关系在两端产生节流压力差。当减振器低于复原阀行程开阀速度时,复原阀不开阀,油液仅经过常通节流孔而产生节流压力;当减振器运动速度大于复原阀阀开阀速度时,复原阀打开,其形成的节流缝隙同时产生额外的节流压力。