空氣懸架系統(tǒng)設(shè)計

1、優(yōu)秀完整畢業(yè)設(shè)計資料，歡迎下載借鑒！摘 要本論文根據(jù)有關(guān)汽車模型簡化的理論，在現(xiàn)有的四分之一模擬懸架機(jī)械裝置的基礎(chǔ)上，用空氣彈簧代替普通螺旋彈簧設(shè)計空氣懸架試驗臺系統(tǒng)。本試驗臺實現(xiàn)的是懸架的剛度可調(diào)。設(shè)計一個副氣室，通過一個步進(jìn)電機(jī)控 制主、副氣室間通路的大小來實現(xiàn)空氣彈簧剛度的調(diào)節(jié)。本試驗臺由空氣壓縮機(jī)、濾清器、安全閥、空氣彈簧、減振器和其它的相關(guān)部件組成機(jī)械振動系統(tǒng)，由傳 感器、ECU 和執(zhí)行元件組成測控系統(tǒng)，利用傳感器采集信號，通過計算機(jī)處理， 控制高度閥和步進(jìn)電機(jī)，從而使簧上質(zhì)量的高度和振動頻率都在一定的范圍之內(nèi)。本論文首先進(jìn)行了彈簧的選用并計算以及減振器、傳感器、氣動元件和步進(jìn)電機(jī)

2、的選用，然后是設(shè)計臺架總體結(jié)構(gòu)，布置信號采集裝置以及校核重要零件，最后 是畫出總成的裝配圖、重要零件的零件圖。關(guān)鍵詞：汽車振動；空氣彈簧；可控空氣懸架；懸架試驗臺杭州電子科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計AbstractThe thesis according to the theory which simplifies about the model of vehicle, on the base of a quarter car simulation suspension mechanism rig, the ordinary helical spring is replaced by an air s

3、pring, and the air suspension testing rig have been designed.The test rig put the suspension rigidity adjustmentinto practice. Designs an accessory airspace, controls the pipeline size between the main and the accessory airspace with the stepper motor and realizes the air spring variable stiffness.

4、The mechanical vibrating systemof the test rig is composed of the air compressor、the filter、the safety valve 、the air spring 、the shock absorber and other related parts, the measure and control system is composed of the sensor、ECU and the performance element. Using the sensor gathers signal, then th

5、e ECU analyses and controls the height valve and the stepper motor to make the height and the vibration frequency of the objects on the air spring in certain scope. The thesis has first carried on spring selection and calculates aswell as the shock absorber, the sensor, the air operated partand the

6、stepper motor selection, then designs the test rig structure, arranges signal gathering equipment and examine the important components, finally draws the assembly drawing and the detail drawings of the important parts.Key Words: Automobile vibration, Air spring, Controllable air suspension, The susp

7、ension test rig目 錄前 言4第一章 緒論5第二章 汽車振動的簡化及分析10第三章 空氣懸架系統(tǒng)元件概述14第四章 信號采集、控制元件的選擇21第五章 機(jī)械元件的設(shè)計、校核25前 言懸架是現(xiàn)代汽車上的重要總成之一，它把車架(或車身)與車軸(或車輪)彈性地連接起來，主要功能是傳遞作用在車輪和車架(或車身)之間的一切力和力矩， 并且緩和由不平路面?zhèn)鹘o車架(或車身)的沖擊載荷，削弱由此引起的承載系統(tǒng)的振動，以保證汽車平順的行駛。懸架對汽車的行駛平順性、操縱穩(wěn)定性、通過性等多種使用性能都有很大的影響，懸架系統(tǒng)的優(yōu)劣直接影響整車的使用性能的高低。一套設(shè)計成熟的懸架系統(tǒng)一股都是長時間積累的結(jié)

8、果，不會輕易改動，采用平臺化開發(fā)戰(zhàn)略開發(fā)的系列車型，其底盤中懸絮系統(tǒng)的變化是非常有限的，所要做工作通常只是重新匹配前后懸架系統(tǒng)剛度和阻尼，所以懸架系統(tǒng)的設(shè)計一直是汽車設(shè)計人員在產(chǎn)品研發(fā)中十分關(guān)注的重要問題之一。空氣懸架車輛利用空氣彈簧及其工作過程中的變剛度特點(diǎn)，不僅能提高車輛的行駛平順性和幾何通過性等性能，而且能顯著降低車身零部件、乘員或貨物所受的沖擊載荷。所以，有越來越多的車輛裝備空氣懸架，這種趨勢在大型商用車(如高檔客車)領(lǐng)域反映更明顯。因此，研究客車空氣懸架的性能十分有意義。第一章 緒論1.1 空氣懸架結(jié)構(gòu)與分類空氣懸架系統(tǒng)主要由導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、空氣彈簧、減振器、高度控制閥、橫向穩(wěn)定器、空氣壓

9、縮機(jī)、油水分離器、調(diào)壓閥、儲氣罐、儲氣筒、空氣濾清器、車身高度控制閥、控制連桿、連接管路、緩沖限位塊和橡膠襯套等部分組成，如圖1-1圖 1-1 空氣懸架在整車上的布置簡圖1. 空氣壓縮機(jī)2. 油水分離器3. 調(diào)壓閥4. 儲氣筒5、10 空氣濾清器6. 車身高度控制閥7. 控制連桿8. 空氣彈簧9. 儲氣罐圖 1-2,1-3 分別為客車空氣懸架的前懸和后懸。圖 1-2 前懸圖 1-3 后懸空氣懸架按具體結(jié)構(gòu)可分為以下三種：全長鋼板彈簧并用式空氣懸架、鋼板彈簧后端式空氣懸架、平行桿式空氣懸架，分別如圖 1-4,1-5,1-6 所示。圖 1-4 全長鋼板彈簧并用式圖 1-5 鋼板彈簧后端式圖 1-6

10、 平行桿式空氣懸架還可按進(jìn)氣的控制方式分為機(jī)械控制式和電子控制式兩種?？諝鈶壹芤驗榭諝鈴椈删哂蟹蔷€性剛度特性，因此可以得到較低的固有振動頻率，保證了汽車良好的行駛平順性；而且空氣懸架質(zhì)量輕、彈簧剛度低，可以提高輪胎的附著能力，縮短制動距離，提高了整車的操縱穩(wěn)定性；相對板簧結(jié)構(gòu)而言，空氣懸架車體平穩(wěn)，從空載到滿載的整個范圍內(nèi)都能有效隔斷路面?zhèn)鬟f的振動，具有防震、防噪聲等功能；但空氣彈簧結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本高；空氣彈簧尺寸大，布置困難；密封環(huán)節(jié)多，密封困難。1.2 空氣彈簧懸架國內(nèi)外發(fā)展歷史和現(xiàn)狀空氣懸架系統(tǒng)(AIRMATIC)是流行于當(dāng)今發(fā)達(dá)國家汽車行業(yè)的先進(jìn)產(chǎn)品。在發(fā)達(dá)國家，100%的中型以上客

11、車都用了空氣懸架系統(tǒng)，40%以上的卡車、掛車和牽引車用了空氣懸架系統(tǒng)。其最大的優(yōu)點(diǎn)是：不僅可以提高乘員的乘坐舒適性，而且可以對道路起到保護(hù)作用。在平坦路面上，可降低車身高度，使空氣阻力系數(shù)為最佳值，從而減小油耗或在功率不變的情況下獲得最大車速；在崎嶇不平的路面上，可提高車身高度以通過障礙物12。3空氣彈簧誕生于十九世紀(jì)中期，在 Gharies Goodyear 發(fā)明了橡膠硫化技術(shù) 3 年以后，1847 年，John Lewis 發(fā)明了空氣彈簧。就在 Lewis 發(fā)明空氣彈簧的同一年，美國科學(xué)創(chuàng)刊號上就提出了“ride on air”的概念。此后IWHoagIand，William RFee 和

12、 George MAlsop 等人為了解決空氣彈簧的密封性問題，分別對空氣彈簧進(jìn)行了研究和改進(jìn)設(shè)計6-8?？諝鈴椈稍缙谟糜跈C(jī)械設(shè)備的隔振4，最早用作車輛的懸架元件的專利出現(xiàn)在 1901 年，被用怍有軌電車懸架的減振元件。1908 年，George Bancroft 首次申報了將空氣彈簧用在汽車懸架上的專利(1910 年獲得授權(quán))。第一個裝備空氣懸架的汽車產(chǎn)品出現(xiàn)在 1914 年(該車裝備的空氣彈簧實質(zhì)上是一個油氣彈簧)，是由發(fā)明家、企業(yè)家George Westinghouse 設(shè)計制造的。20 世紀(jì) 30 年代初，美國凡世通輪胎公司首次把空氣彈簧應(yīng)用于汽車工業(yè)。哈維²凡世通（ Har

13、vey Firestone）在亨利²福特一世（Henry Ford I）和托馬斯²阿瓦²愛迪生（Thomas Alva Edison） 的技術(shù)支持下，在 1934 年研制出了柱式空氣彈簧懸架系統(tǒng)AIREDE 空氣彈簧。1944 年通用汽車公司與凡世通公司合作，在其客車上進(jìn)行了首輪試驗。試驗結(jié)果顯示了空氣懸架系統(tǒng)的內(nèi)在優(yōu)越性。通用汽車公司經(jīng)過大量的產(chǎn)品研制開發(fā)工作， 1953 年開始試生產(chǎn)裝有空氣懸架的客車，這是商用汽車采用空氣彈簧懸架的開始。20 世紀(jì) 50 年代中葉，固特異輪胎公司研制出一種滾動凸輪式空氣彈簧，凸輪在活塞的型面上滾動，從而控制空氣彈簧的負(fù)載變化關(guān)

14、系曲線。隨后不久，空氣懸架技術(shù)在歐洲也得到很快發(fā)展，但歐洲的發(fā)展道路和北美有些不同。歐洲的汽車生產(chǎn)廠商并未將空氣懸架變成單獨(dú)總成，而是各自開發(fā)滿足其獨(dú)特車型需要的空氣懸架。這種不同的發(fā)展道路使歐洲的空氣懸架設(shè)計只適用于某種具體車型，并采用一些復(fù)雜技術(shù)，因而其成本較高。而北美的空氣懸架通用性較強(qiáng)，應(yīng)用較簡單，成本較低。目前國外在高級大客車上幾乎全部使用了空氣懸架，重型載貨車使用空氣懸架的比例也已達(dá) 80%以上，空氣懸架在輕型汽車上的應(yīng)用量也在迅速上升，部分轎車也逐漸開始安裝空氣懸架，如美國的林肯、德國的 Benz300SE 和 Benz600 等。在一些特種車輛（如對防震要求較高的儀表車、救護(hù)車

15、、特種軍用車及要求高度調(diào)節(jié)的集裝箱運(yùn)輸車等）上，空氣懸架幾乎為唯一選擇。國外汽車空氣懸架的發(fā)展經(jīng)歷了“鋼板彈簧-氣囊復(fù)合式懸架被動全空氣懸架主動全空氣懸架（即 ECAS 電控空氣懸架系統(tǒng)）”的變化。ECAS 應(yīng)用了電子控制系統(tǒng)，使汽車在各種路面、各種工況條件下能實現(xiàn)主動調(diào)節(jié)、主動控制，并增加了許多輔助功能（如故障診斷功能等），目前在歐洲一些國家的大客車上已經(jīng)大量應(yīng)用，可以預(yù)見，ECAS 在汽車上的應(yīng)用將越來越普及?？諝鈶壹茉谖覈膽?yīng)用已經(jīng)落后國外幾十年，直到近幾年隨著高檔客車制造技術(shù)的引進(jìn)以及人們對舒適性要求的提高，加上國家對客車等級劃分的標(biāo)準(zhǔn)要求， 空氣懸架才開始逐步應(yīng)用起來。目前空氣懸架主

16、要集中應(yīng)用在高等級客車上，但 是受多方面因素的制約，空氣懸架的配置率還很低，基本上還屬于“導(dǎo)入”階段。據(jù)掌握的不完全資料，國內(nèi)部分?jǐn)?shù)量相對較大的應(yīng)用主要集中在鄭州宇通、廈門金龍、蘇州金龍、揚(yáng)州亞星、一汽客底、東風(fēng)杭汽等規(guī)模較大的主要客車及底盤廠家。20022004 年的大致情況：鄭州宇通有部分自主開發(fā)的產(chǎn)品，主要選配Newway 及ReycoReyco 的空氣懸架；揚(yáng)州亞星主要選用 Neway 及Reyco 的空氣懸架； 東風(fēng)杭汽近兩年先后采用 Neway 和科曼的空氣懸架；一汽客底主要選用 Neway 或Reyco 的空氣懸架；廈門金龍、蘇州金龍一邊選用Neway、科曼或其他國外公司的產(chǎn)品，

17、一邊在進(jìn)行自主開發(fā)。此外，國內(nèi)其它一些客車廠家也都是少批量、以選裝國外空氣懸架產(chǎn)品為主。目前汽車空氣懸架在載重貨車的應(yīng)用國內(nèi)尚處于起步階段。以空氣彈簧懸架取代傳統(tǒng)的鋼板彈簧懸架，既是必然趨勢5， 也是現(xiàn)實的客觀要求。目前，擺在國內(nèi)商用車廠商面前的形勢是：誰先掌握了汽車空氣懸架的開發(fā)技術(shù) ，誰領(lǐng)先開發(fā)出配置空氣懸架的成熟車型，誰就掌握了今后若干年內(nèi)商用車市場的先機(jī)和主動。因此，對于我國汽車業(yè)界而言，空氣懸架項目不僅僅是一個難得的商機(jī)，更重要的意義在于空氣懸架的廣泛應(yīng)用可以較快提升我國商用車的檔次、技術(shù)水平和市場競爭力，縮短與國外商用車的技術(shù)、等級差距，鞏固和擴(kuò)大國產(chǎn)商用車的市場份額。目前，我國在

18、汽車懸架系統(tǒng)方面，除了鋼板彈簧懸架的設(shè)計及應(yīng)用比較成熟 以外，其它懸架技術(shù)的應(yīng)用絕大部分還處于車型引進(jìn)、仿制或直接購買產(chǎn)品階段。懸架產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)滯后，一方面表現(xiàn)在設(shè)計手段落后，計算機(jī)應(yīng)力分析、動態(tài) 仿真在企業(yè)中應(yīng)用還較少；另一方面沒有建立一套完善的設(shè)計評價體系。在美國， 由于空氣懸架的普遍應(yīng)用，已經(jīng)成就了一批專門從事空氣懸架設(shè)計、制造的懸架 專業(yè)公司。我國交通行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)營運(yùn)客車類型劃分及等級評定已經(jīng)規(guī)定，高級 大、中型客車要采用空氣懸架，但既沒有一家整車廠能獨(dú)立設(shè)計出空氣懸架并成 功地應(yīng)用于整車，也沒有一家懸架專業(yè)公司能夠設(shè)計出并向市場提供成熟的空氣 懸架產(chǎn)品。雖然我國加入 WTO 之后，汽車

19、及零部件產(chǎn)業(yè)會全面融入全球經(jīng)濟(jì)一體化，汽車行業(yè)可以實現(xiàn)全球采購，但是不能擁有懸架設(shè)計和制造的關(guān)鍵技術(shù)，整 車的市場競爭力肯定會削弱。1.3 本論文研究的目的、內(nèi)容和意義隨著我國公路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，人們對汽車行駛平順性和操縱穩(wěn)定性提出更高 的要求。在傳統(tǒng)的被動懸架中各參數(shù)一經(jīng)確定就無法改變，從而限制了汽車性能 的進(jìn)一步提高。阻尼或剛度參數(shù)可調(diào)節(jié)的半主動懸架，可以根據(jù)汽車的行駛狀態(tài) 和道路激勵大小自動調(diào)節(jié)懸架參數(shù)，使其始終保持在最優(yōu)設(shè)定狀態(tài)，提高了汽車 行駛平順性和操縱穩(wěn)定性，空氣彈簧懸架具有自振頻率低、彈簧剛度可調(diào)、振動 及噪聲小、使用壽命長等特點(diǎn)，推廣使用空氣彈簧懸架可以有效地解決上述問題。目前

20、，國內(nèi)外對半主動空氣彈簧懸架已經(jīng)進(jìn)行了一些研究，尤其是在空氣彈簧懸 架設(shè)計和空氣彈簧懸架控制及整車匹配技術(shù)方面做了大量開創(chuàng)性的工作。但是，對于空氣彈簧懸架的研究必須從實驗室開始，實驗室研究又必須以試驗臺為基礎(chǔ)。至于試驗臺的研究設(shè)計目前國內(nèi)也就只有幾所大專院校正在進(jìn)行，有些還僅限于 仿真階段，或者進(jìn)行某個部件的試驗研究，基本上沒有詳細(xì)、全面的科研成果。本試驗臺系統(tǒng)方案的設(shè)計就是為了能夠更好的設(shè)計出符合研究和試驗使用的試驗臺而進(jìn)行的。通過對空氣懸架系統(tǒng)的各種元件進(jìn)行正確的選型和論證，構(gòu)造出符合研究和試驗使用的試驗臺就是本論文的目的和內(nèi)容。研究用試驗臺一旦成功設(shè)計制造出來，它將最大可能的模擬車輛懸架

21、系統(tǒng)的真實的工作情況，試驗出來的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)將是實際車輛懸架系統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)和制造的直接參考依據(jù)，試驗數(shù)據(jù)的正確與否將關(guān)系到實際車輛懸架系統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)和制造流程的周期與成本。因此，本論文所研究的關(guān)于汽車空氣懸架試驗系統(tǒng)方案設(shè)計整個懸架系統(tǒng)設(shè)計、生產(chǎn)和制造流程中最為關(guān)鍵，也最為重要的第一步。第二章 汽車振動的簡化及分析2.1 振動的簡化汽車是一個復(fù)雜的振動系統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)所分析的問題進(jìn)行簡化。圖 2.1 為一個把汽車車身質(zhì)量看作剛體的立體模型。汽車的懸掛質(zhì)量為m 2 ，它是由車身、車架及其上的總成所構(gòu)成。該質(zhì)量繞通過質(zhì)心的橫軸 y 的轉(zhuǎn)動慣量為 Iy，懸掛質(zhì)量通過減振器和懸架與車軸、車輪相連接。車輪、車軸

22、構(gòu)成的非懸掛質(zhì)量為 m1。車輪在經(jīng)過具有一定彈性和阻尼的輪胎支撐在不平的路面上。在討論平順性時，這一立體模型的車身質(zhì)量主要考慮垂直、俯仰、側(cè)傾3 個自由度，4 個車輪質(zhì)量有 4 個垂直自由度,共 7 個自由度。圖 2.1 四輪汽車的簡化的立體模型圖 2.2 雙軸汽車簡化的平面模型當(dāng)汽車對稱于其縱軸線且左右車轍的不平度函數(shù) x(I)=y(I)，此時車身只有垂直振動 Z 和俯仰振動 ，這兩個自由度的振動對平順性的影響很大。圖 2.2 為汽車簡化成 4 個自由度的平面模型。在這個模型中，又因輪胎阻尼較小而可以忽略不計，同時把質(zhì)量m 2 ，轉(zhuǎn)動慣量I的車身按動力學(xué)等效的條件分解為前軸上、后y軸上及質(zhì)心

23、 C 上的 3 個集中m2 f、m、m2r2c。這 3 個質(zhì)量由無質(zhì)量的剛性桿連接，它們的大小由下述 3 個條件決定：1) 總質(zhì)量保持不變 m2 f+ m+ m2r2c= m ²²²²²²²²²²²²² (1)22) 質(zhì)心位置保持不變 m2 fa - m2rb = 0 ²²²²²²²²²²²²²²²(2)3) 轉(zhuǎn)動慣量

24、的值保持不變 I= m r2 = ma2 + mb2 ²²²²²²²² (3)y2y2 f2r式中ry為繞橫軸 y 的回轉(zhuǎn)半徑；a、b 為車身質(zhì)量部分的質(zhì)心至前、后軸的距離。由式(1)、(2)和(3)得出 3 個集中質(zhì)量分別為：r 2m= myr 2ym= mym= m(1- r 2 )2 f2 aL式中的 L 為軸距。2r2 bL2c2ab通常，令 = r 2 / ab ，并稱其為懸掛質(zhì)量分配系數(shù)。由上面3 個式子可以看出y當(dāng) =1 時，聯(lián)系質(zhì)量m2c=0。根據(jù)統(tǒng)計，大部分汽車的 =0.81.2，即接近于1。在

25、=1 的情況下，前后軸上方車身部分的集中質(zhì)量m、m的垂直方向運(yùn)動是2 f2r相互獨(dú)立的。在此的情況下，當(dāng)前輪遇到路面不平度而引起振動時，質(zhì)量m運(yùn)動2 f而質(zhì)量 m不運(yùn)動；反之也是這樣；因此，在這種特殊情況下，可以分別討論圖2 r2.2 上 m 2 f 和前輪軸以及 m 2r 和后輪軸所構(gòu)成的兩個雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動。2.2 車身與車輪雙質(zhì)量系統(tǒng)的振動分析圖 2-3 兩自由度 1/4 車輛模型振動系統(tǒng)對于圖2.2所示的雙軸汽車四個自由度的振動模型，當(dāng)懸掛質(zhì)量分配系數(shù) = r 2 / ab 的數(shù)值接近1時，前后懸掛系統(tǒng)的垂直振動幾乎是獨(dú)立的。于是可以簡y化為圖2.3所示的兩個自由度振動系統(tǒng)。這個系統(tǒng)除

26、了具有車身部分的動態(tài)特性外，還能反映車輪部分在1015Hz范圍內(nèi)產(chǎn)生高頻共振時的動態(tài)特性，它對平順性和車輪的接地性有較大影響，更接近汽車懸掛系統(tǒng)的實際情況。圖中k 為輪胎徑1向剛度；k 為空氣懸架剛度系數(shù)，與空氣彈簧狀態(tài)有關(guān)，是控制量；c為減振器阻2尼系數(shù)；m 、m 代表非簧載質(zhì)量和簧載質(zhì)量；x 、x 、x 分別表示路面激勵、非簧載12012質(zhì)量位移以及簧載質(zhì)量位移。根據(jù)牛頓第二定律，建立半主動空氣懸架系統(tǒng)的運(yùn)動微分方程m1x ¢1 - c (x¢2 - x¢1)- k 2 (x2 - x1)+ k1 (x1 - x0 )= 0üïm2 x &

27、#162;2+ c (x¢- x¢ )+ k (x- x1)= 0ý²²²²²²²²²²²²（4）þï1222式中x¢¢車身加速度；x -x 懸架動撓度；k （x -x ）車輪動載荷。21110無阻尼自由振動時，運(yùn)動方程變成xm2 x ¢2 + k 2 (x2 - x1)= 0üï1m x ¢+ k (- x )+ k1x1= 0ýï²&

28、#178;²²²²²²²²²²²²²²²²²²²²（5）1þ212由運(yùn)動方程可以看出，m與m的振動是相互耦合的。若m不動(x =0)，則得22m x ¢211122+ k x= 0這相當(dāng)于只有車身質(zhì)量 m的單自由度無阻尼自由振動。其固有圓頻率為：2k 2 / m20w=同樣，若 m不動(x =0)，相當(dāng)于車輪質(zhì)量 m作單自由度無阻尼自由振動，于221是可得車輪部分固有圓頻率：(

29、k + k )/ m121=wtw與w是雙質(zhì)量系統(tǒng)，是只有單獨(dú)一個質(zhì)量振動時的部分頻率(偏頻)。ot在無阻尼自由振動時，設(shè)兩個質(zhì)量以相同的圓頻率 w 和相角j 作簡諧振動，振幅為 x 、x ，則其解為：10x = x11020e j (wt +j )x2= xe j (wt +j )20將上面兩個解代入微分方程組(5)得：-xw2 + k 2 x20m202- k 2 x= 0m102²²²²²²²²²²²²²²²²²

30、8;²²（6）-x w2 - k 2 x+ k1 + k 2 x= 0²²²²²²²²²²²²²²²²²²²（7）10m1k 2 / m2w=將020m10(k + k )/ m1211=、wt代入式(6)和(7)，可得(w 2 - w2 )x020- w 2 x= 0010- k 2 x+ (w 2 - w2 )x= 0m20t101此方程組有非零解的條件是 x10和 x 的系數(shù)行列式

31、為零，化為代數(shù)式即20k(w 2 -w 2 )(w 2 -w 2 ) -w 20102m = 01w4 - (w 2 +w 2 )w2 +w 2w 2 -w 2 km = 0²²²²²²²²²²²²²²（8）100t021式(8)稱為系統(tǒng)的頻率方程或特征方程，它的兩個根為雙質(zhì)量系統(tǒng)主頻率 w和w12的平方1 (w2+w2)2 - k1k 24t0m m21w21 w2w2=(+)m1.22t02經(jīng)過一定的理論計算可以得到雙質(zhì)量系統(tǒng)的傳遞特性；車身加速度 x

32、¢¢、懸架彈簧動撓度 fd和車輪相對動載 fdG 的幅頻特性，從而可在一定的試驗條件下得出系統(tǒng)參數(shù)(車身部分固有頻率 f0 、阻尼比z 、剛度比g 和質(zhì)量比m )對振動響應(yīng)的影響。具體總結(jié)如下：車身加速度車身加速度 x¢¢2 、懸架彈簧動撓度 f2d和車輪相對動載 fdG 對車身部分固有頻率 f0的變化是很敏感的。阻尼比z 的變化對 x¢¢、 f和 fddG 都有較大的影響：隨阻尼比z 增大，在低頻共振區(qū)的 x¢¢2的 fdG 峰值均會下降，而在低頻、高頻兩個共振區(qū)之間都增大，在高頻共振區(qū) x¢¢

33、;2 變化很小，而 fdG 有明顯下降；當(dāng)z 增大時， fdG 在高、低兩個共振區(qū)均會明顯下降，在兩個共振區(qū)之間變化很小；行駛安全性要求取較大值，平順性要求取較小值。車身與車輪部分質(zhì)量比m 增大， x¢¢2 、 fd略有減小，主要是 fdG 變化較大，因此，減小車輪部分質(zhì)量m 對平1順性影響不大，主要影響行駛安全性。當(dāng)其他參數(shù)f0、z 和m 均保持不變時，g 增大相當(dāng)于懸架剛度 K 不變而輪胎剛度 Kt增大，從而使車輪部分系統(tǒng)參數(shù) ft提高而z下降，使三個幅頻特性高頻共振峰向高頻移動，而且峰值提高，其中 f G 的變td化最大， x¢¢2 次之；采用軟的

34、輪胎對改善平順性，尤其是提高車輪與地面間的附著性能有明顯好處?？煽貞壹芫褪峭ㄟ^改變彈簧剛度或減振器阻尼來改變懸架系統(tǒng)的剛度比或阻尼比來使行駛平順性和操縱安全性的矛盾適時緩解，從而使行駛平順性更好，更舒適而操縱穩(wěn)定性更好。第三章 空氣懸架系統(tǒng)元件概述3.1 空氣彈簧空氣彈簧是一種由夾有簾線的橡膠囊和充入其內(nèi)腔的壓縮空氣所組成的彈性元件（如圖3-1）。橡膠氣囊是空氣彈簧的重要部件。一般由內(nèi)橡膠層、簾布層、外橡膠層和成型鋼絲圈硫化而成。內(nèi)橡膠層主要用于密封，因此采用的是氣密性和耐油性比較好的橡膠；外橡膠層除了密封以外還起保護(hù)作用，要考慮光線輻射和臭氧侵蝕，一般采用氯丁橡膠；簾布層是空氣彈簧的承載部分

35、，簾線的材質(zhì)是空氣彈簧的耐壓性和耐久性的決定性因素，所以一般選擇耐壓性、耐屈撓性好以及與橡膠的附著強(qiáng)度高的人造絲、聚酯、卡普隆和尼龍等涂膠簾線。簾布層一般由偶數(shù)層構(gòu)成，一般是兩層或者四層，簾線層層相交并且和空氣囊的經(jīng)線方向成一角度布置?？諝鈴椈墒且环N軸對稱回轉(zhuǎn)體，按照橡膠氣囊工作時的變形方式， 其結(jié)構(gòu)基本分為兩大類：囊式和膜式(如圖3-2和3-3)，此外還有混合式空氣彈簧（如圖3-4）。圖 3-1 空氣彈簧結(jié)構(gòu)圖3-2 囊式圖3-3 膜式圖3-4 混合式囊式空氣彈簧主要靠橡膠囊撓曲獲得彈性變形，使用壽命長，制造工藝簡單， 但是剛度大，振動頻率高，要得到比較柔軟的彈性特性，需要另外加裝附加的輔

36、助空氣室。囊式空氣彈簧通常用于載貨汽車上。囊式空氣彈簧的曲數(shù)可以根據(jù)需 要設(shè)計成單曲、雙曲或多曲。理論上說在相同的容積下，曲數(shù)越多，剛度越低。但是考慮到多曲空氣彈簧的制造工藝比較復(fù)雜，而且彈性穩(wěn)定性比較差，因此一 般不超過四曲。囊的形狀對彈簧的彈性特性有明顯的影響，增加自由變形膜的弧 度可以顯著減小彈簧的剛度。此外，為了獲得比較理想的反“S”形非線性特性， 可以通過適當(dāng)減小彈簧支撐板和橡膠膜間的距離，以使彈簧在一定的壓縮變形后 橡膠膜和支撐板開始接觸而得到必要的復(fù)原力。膜式空氣彈簧可以看成是將囊式空氣彈簧的下盞板換成一個活塞(橡膠擋)而形成，由于采 用活塞底座的設(shè)計，相比較麗言特性曲線的形狀容

37、易控制。膜式空氣彈簧主要靠橡膠囊卷曲 獲得彈性變形，剛度小，振動頻率低，但是耐久性比囊式空氣彈簧差，常用于轎車和大客車 中。膜式空氣彈簧又可以分為約束膜式、自由膜式、滾膜式、雙膜式、組合囊膜式等，汽車 上主要采用圖3-2所示的自由膜式空氣彈簧。自由膜式空氣彈簧的有效面積的變化規(guī)律比較復(fù) 雜，因為其有效面積決定于氣囊在每一活塞位置時在內(nèi)壓作用下的幾何形狀。此外，橡膠氣 囊的初始狀態(tài)、簾線的布置角度等對有效面積的變化特性都有重要的影響。如果活塞的運(yùn)動 軌跡不和橡膠囊的軸線一致的話，則有效面積的變化特性還和彈簧系統(tǒng)裝置的運(yùn)動學(xué)特性有 關(guān)。自由膜式空氣彈簧也可以用改變活塞形狀的方法來控制有效面積的變化

38、規(guī)律，以達(dá)到比 較理想的彈性特性。采用圓柱形活塞的自由膜式空氣彈簧的彈性特性靜位置附近的剛度較大， 彈性特性不理想，而采用凹形活塞的自由膜式空氣彈簧可以獲得比較理想的特性曲線，能大 大降低空氣彈簧在靜位置附近的垂直剛度。空氣彈簧有比較理想的非線性曲線。圖3-5所示為理想的非線性曲線特性簡圖。在相同的載荷（如F ）作用下，空氣彈簧的靜撓度f 比鋼板彈簧的靜撓度f 大112的多，因而可以獲得較低的振動頻率，提高汽車的行駛平順性。只要合理地選取設(shè)計參數(shù)，就可以做到在滿載載荷附近使用時，空氣懸架的彈性特性曲線平緩、變化小、剛度比較低；而在沖擊載荷作用下，彈性特性曲線又呈徒直狀態(tài)變化，說明剛度增大，這在

39、使用中能減少懸架的變形量，即賤笑了懸架動撓度和減少了碰撞車架的機(jī)會，改善了乘坐舒適性。圖 3-5 兩種不同彈簧的靜特性比較因為空氣彈簧的單位質(zhì)量儲能量比較大，所以空氣彈簧本身的質(zhì)量比較輕， 因而簧下質(zhì)量小。又因為氣囊內(nèi)空氣介質(zhì)的內(nèi)摩擦小，工作時幾乎沒有噪聲，對高頻振動的吸收和隔聲性能均良好。除此之外，空氣彈簧的壽命是鋼板彈簧的23 倍。采用空氣彈簧時，必須設(shè)置能傳遞除垂直力以外的其他各種力和力矩的桿系， 隱刺懸架結(jié)構(gòu)復(fù)雜；空氣彈簧對密封要求嚴(yán)格，不得漏氣。除此之外，還有懸架 制造復(fù)雜、成本較高等缺點(diǎn)。3.2 減振器減振器工作的基本原理是利用阻尼消耗振動過程中產(chǎn)生的能量。汽車減振器是利用小孔節(jié)流

40、的流體阻尼技術(shù)來實現(xiàn)懸架系統(tǒng)的減振特性，稱為液力減振。從阻尼物理現(xiàn)象上區(qū)分，阻尼產(chǎn)生的機(jī)理有 5 類，即：工程材料的材料阻尼、流體的粘滯阻尼、結(jié)合面阻尼與庫侖摩擦阻尼、沖擊阻尼和電磁效應(yīng)產(chǎn)生的阻尼。懸架中的阻尼主要有摩擦阻尼和粘滯阻尼兩大類，因此，在最基本的減振器分類中或許只能分為摩擦式或液力式兩種。摩擦式減振器具有結(jié)構(gòu)輕便、成本低、容易調(diào)節(jié)的優(yōu)點(diǎn)。但它屬于典型的庫 侖摩擦，由此產(chǎn)生的力與速度關(guān)系不大。摩擦式減振器對水和油液雜質(zhì)非常敏感， 并且不易產(chǎn)生不對稱的力。由于采用摩擦式減振器的車輛，無論是在行駛性能方 面還是在操縱性能方面，很難滿足人們對現(xiàn)代車輛的使用性能的要求，因此摩擦 式減振器現(xiàn)已

41、被淘汰。液力式減振器的機(jī)理是，車架與車橋作往復(fù)相對運(yùn)動，而活塞在缸筒內(nèi)往復(fù) 運(yùn)動時，減振器殼體內(nèi)的油也便反復(fù)地從一個腔通過一些狹小的孔隙流入另一腔。此時孔壁與油液間的摩擦及流體分子內(nèi)摩擦便產(chǎn)生了阻尼力。液力式減振器有多種結(jié)構(gòu)，但基本上可劃為兩類：有兩個活塞的桿式減振器和一個活塞的筒式減振器。筒式減振器有單筒式和雙筒式之分。單筒式減振器如圖 3-6 所示對外界碰傷敏感，而雙筒式減振器可以阻擋外界的側(cè)面碰傷。圖 3-7 為雙筒式減振器結(jié)構(gòu)示意圖，雙筒式減振器由防塵罩 10，貯油缸 5，工作缸 2，活塞 3，導(dǎo)向座 9，壓縮閥 6，流通閥 8，伸張閥 4，補(bǔ)償閥 7，活塞桿 1 和油封 11 等元件

42、組成。減振器根據(jù)在壓縮和伸張兩個行程內(nèi)是否都起作用分為雙向作用式和單向作用式兩種。根據(jù)減振器阻尼是否可調(diào)分為阻尼可調(diào)式和阻尼不可調(diào)式兩種。目前又出現(xiàn)了磁流變和電流變等新型減振器，它們是根據(jù)阻尼介質(zhì)的不同加上控制方式的不同加以分類的，但它們都屬于可變阻尼減振器。圖3-6 單、雙筒式減振器圖3-7 雙筒式減振器結(jié)構(gòu)雙向作用筒式液力減振器一般都具有四個閥(圖-7)，即壓縮閥 6、伸張閥 4、流通閥 8 和補(bǔ)償閥 7。流通閥和補(bǔ)償閥是一般的單向閥，其彈簧很弱，當(dāng)閥上的油壓作用力與彈簧力同向時，閥處于關(guān)閉狀態(tài)，完全不通油液；而油壓作用力與彈簧力反向時，只要很小的油壓，閥便能開啟。壓縮閥和伸張閥是卸何閥，

43、其彈簧較強(qiáng)，預(yù)緊力較大，只有當(dāng)油壓增高到一定程度時，閥才能開啟；而當(dāng)油壓降低到一定程度時，閥即自行關(guān)閉。雙向作用筒式液力減振器的工作原理可按圖 3-7，分為壓縮和伸張兩個行程加以說明。壓縮行程當(dāng)汽車車輪滾上凸起或滾出凹坑時，車輪移近車架 (車身)，減振器受壓縮， 減振器活塞 3 下移?；钊旅娴那皇?下腔)容積減小，油壓伸高，油液經(jīng)流通閥5 流到活塞上面的腔室(上腔)。由于上腔被活塞桿 1 占去一部分，上腔內(nèi)增加的容積小于下腔減小的容積，故還有一部分油液推開壓縮閥 6，流回儲油缸 5。這些閥對油液的節(jié)流便造成對懸架壓縮運(yùn)動的阻尼力。伸張行程當(dāng)車輪滾進(jìn)凹坑或滾離凸起時，車輪相對車身移開，減振器受

44、拉伸。此時減振器活塞向上移動。活塞上腔油壓升高，流通閥 8 關(guān)閉。上腔內(nèi)的油液便推開伸張閥 4 流入下腔。同樣，由于活塞桿的存在，自上腔流來的油液還不足以充滿下腔所增加的容積，下腔內(nèi)產(chǎn)生一定的真空度，這時儲油缸中的油液便推開補(bǔ)償閥 7流入下腔進(jìn)行補(bǔ)充。此時，這些閥的節(jié)流作用即造成對懸架伸張運(yùn)動的阻尼力。目前普通汽車上廣泛采用的是雙向作用式減振器，這種減振器有如下特點(diǎn)： (1)在懸架壓縮行程，減振器阻尼力較小，充分利用彈性元件的彈性，以緩和沖擊；(2) 在懸架的伸張行程，減振器的阻尼力較大，以實現(xiàn)迅速減振；(3) 當(dāng)車橋和車架的相對速度過大時，減振器應(yīng)當(dāng)能自動加大液流通道截面積，使阻尼始終保持在

45、一定限度內(nèi)，以避免承受過大的沖擊載荷。3.3 高度控制閥車架高度控制機(jī)構(gòu)包括一個高度傳感器、控制機(jī)構(gòu)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其功能為: a.隨車載變化保持合理的懸架行程；b. 高速時降低車身，保持汽車穩(wěn)定性，減少空氣阻力；c. 在起伏不平的路面情況下，提高車身高度以提高汽車通過性。在空氣彈簧懸架中，高度閥是用來控制空氣彈簧內(nèi)壓的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其工作原 理見圖 3-8。高度閥固定在車架上，其進(jìn)、排氣口分別與儲氣筒和空氣彈簧相接。當(dāng)空氣彈簧上的載荷增加時，彈簧被壓縮，儲氣筒內(nèi)的氣體通過高度閥的進(jìn)氣口 向氣囊注入，氣囊內(nèi)氣壓增加，空氣彈簧升高直至恢復(fù)到原來的位置，進(jìn)氣口關(guān) 閉為止；當(dāng)空氣彈簧上的載荷減小，彈簧伸張，

46、氣體通過高度閥的排氣口排出， 直至空氣彈簧下降到原來的位置，排氣口關(guān)閉為止。所以在高度閥的作用下，空 氣彈簧的高度可以保持在平衡位置附近波動，從而保證車身不隨載荷變化而變化。圖3-8 高度控制閥原理示意圖高度閥分為機(jī)械式和電磁式，按組成又可分為帶延時機(jī)構(gòu)和不帶延時機(jī)構(gòu)。目前國內(nèi)空氣懸架多采用機(jī)械式高度閥。延時機(jī)構(gòu)由緩沖彈簧和油壓減振器組成，其作用是：在車輛運(yùn)行時的正常振動中，保證空氣彈簧的高度雖有變化但不起進(jìn)、排氣作用；而當(dāng)靜載荷變化或以極低頻率振動時，保證空氣彈簧進(jìn)行充、排氣，以使在汽車正常的振動中高度閥的進(jìn)、排氣閥不會頻繁地打開，從而減少壓縮空氣的浪費(fèi)。在使用不帶延時機(jī)構(gòu)的高度閥時，車輛在

47、運(yùn)行過程中高度閥的進(jìn)、排氣閥不斷地打開、關(guān)閉，空氣消耗量大，為此一般在空氣通道上設(shè)置一個節(jié)流孔，或在排氣通道外加一長橡膠軟管，以便限制空氣流量，避免空氣中的水分和灰塵堵塞小孔。圖 3-9 為帶延時機(jī)構(gòu)的高度閥結(jié)構(gòu)示意圖，圖 3-10 為不帶有延時機(jī)構(gòu)的高度閥結(jié)構(gòu)示意圖。1. 閥體2.控制桿3.油壓減振器4.緩沖彈簧5.主軸支架6.進(jìn)、排氣閥7.止回閥圖 3-9 帶延時機(jī)構(gòu)的高度閥結(jié)構(gòu)示意圖1. 閥體2.止回閥3.緩沖彈簧4.進(jìn)、排氣閥5.形密封圈6.活塞7.凸輪8.控制桿圖 3-10 不帶有延時機(jī)構(gòu)的高度閥結(jié)構(gòu)示意圖帶延遲機(jī)構(gòu)的高度閥工作原理：車體荷重增加時，車體下降，空氣彈簧壓縮， 控制桿被

48、推向上方，擺動臂開始轉(zhuǎn)動，緩沖彈簧被扭動而產(chǎn)生的彈力帶動主軸支 架與油壓減振器中產(chǎn)生的阻尼力相抗衡；擺動臂轉(zhuǎn)動一定時間后，進(jìn)氣閥打開， 風(fēng)缸中的壓縮空氣沖開止回閥，通過貫通本體的空氣通道流向空氣彈簧；車架恢 復(fù)到一定高度后，控制桿會返回平衡位置，此時進(jìn)氣閥被關(guān)閉，壓縮空氣關(guān)斷。 當(dāng)車體荷重減少時，車體上升，空氣彈簧伸長，與荷重增加時情況相反，控制桿 被拉下，經(jīng)過一段時間后排氣閥打開，空氣彈簧內(nèi)的空氣被排出。不帶延遲機(jī)構(gòu)的高度閥工作原理：車體荷重增加時，車體下降，空氣彈簧壓縮，控制桿被推向上方，凸輪轉(zhuǎn)動帶動活塞頂開進(jìn)、排氣閥，風(fēng)缸中的壓縮空氣通過一段節(jié)流通道流入空氣彈簧；車架恢復(fù)到一定高度后，控

49、制桿會返回平衡位置，此時進(jìn)氣閥被關(guān)閉，壓縮空氣關(guān)斷。當(dāng)車體荷重減少時，車體上升，空氣彈簧伸長，與荷重增加時情況相反，控制桿被拉下，進(jìn)、排氣閥打開，空氣彈簧內(nèi)的空氣經(jīng)節(jié)流通道和活塞內(nèi)的通道排出。通常車身高度控制采用獨(dú)立控制形式，常見的情況是后懸架由兩個高度閥分別控制左右兩側(cè)的空氣彈簧，前懸架由一個高度閥來控制，控制信號取 3 個高度信號的平均值，并且還可以保證汽車在發(fā)生偏載的情況下，始終維持汽車車身處于水平狀態(tài)。尤其在高速轉(zhuǎn)向時，空氣彈簧可顯著減小車身的側(cè)傾角。有資料表明，當(dāng)車速在 24km/h 以下時，空氣懸架與板簧這兩種懸架的側(cè)傾角基本相同，當(dāng)車速達(dá)到 30km/h 時，空氣懸架的側(cè)傾角就可

50、以減小約 30%。第四章 信號采集、控制元件的選擇4.1 試驗臺信號采集、控制方案設(shè)計圖 4-1 電控空氣彈簧懸架試驗系統(tǒng)考慮到實際條件，本文采用兩自由度14車輛懸架模型結(jié)構(gòu)，建立如圖l所示試驗系統(tǒng)。該試驗系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)均采用實車參數(shù)，該試驗系統(tǒng)雖然不能實現(xiàn)車身角振動和車身姿態(tài)的控制，但是可以反映車身的垂直振動，對單一方向的振動問題進(jìn)行比較深入的理論分析和試驗研究。按此模型利用德國Schenck公司生產(chǎn)的電液伺服試驗系統(tǒng)建立了電控空氣懸架試驗臺如圖4-1所示，該試驗臺可以進(jìn)行空氣彈簧懸架的動態(tài)模擬和彈簧的動靜剛度試驗。表 4-1為試驗系統(tǒng)原理圖中各符號的含義。符號含義符號含義A加速度傳感器Ms

51、簧載質(zhì)量C減振器Mu非簧載質(zhì)量表 4-1 試驗系統(tǒng)原理圖字母含義符號含義符號含義H高度傳感器p壓力傳感器Kt輪胎當(dāng)量彈簧剛度S位移傳感器4.2 元件選擇1、本試驗系統(tǒng)中激振臺選用型號為 DY-600-5 的電動振動試驗系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以完成垂直、正弦、隨機(jī)等多種試驗，特別適合做運(yùn)輸振動試驗。具體技術(shù)參數(shù)如下表：表 4-2 DY-600-5 電動振動試驗系統(tǒng)具體技術(shù)參數(shù)額定正弦推力5.88KN（600kgf）額定頻率范圍2-2000Hz臺面尺寸230mm最大加速度490m/s2最大位移51mm(p-p)運(yùn)動部件有效質(zhì)量12kg最大速度100cm/s額定載荷300kg電源3相380V2、本試驗系統(tǒng)中

52、選用日本THK 公司生產(chǎn)的 HRS-A 型直線滑軌，主要參數(shù)如下表：表 4-3 HRS-A 型直線滑軌主要參數(shù)總長度360mm軌道寬度28mm滑塊長度98mm總高度42mm軌道高度26mm滑塊橫向孔中心距72mm總寬度90mm軌道節(jié)距80mm滑塊縱向孔中心距70.4mm3、本試驗系統(tǒng)中所用位移(高度)傳感器是安徽省傳感器廠的產(chǎn)品，具體參數(shù)見下表：表 5.4 WYDC-75D 位移傳感器參數(shù)型號WYDC-75D形式差動變壓器式靈敏度100mv/mm頻帶0-100Hz供電電壓12V量程±75mm4、本試驗系統(tǒng)中所用加速度傳感器是美國硅設(shè)計公司的產(chǎn)品，具體型號及參數(shù)見下表：表 5.5 22

53、10-010 型加速度傳感器主要參數(shù)型號2210-010形式電容式硅加速度傳感器靈敏度400mv/g(差分)頻響（正常，3dB）0-600Hz供電電壓DC 932V量程±10g5、本試驗系統(tǒng)中所用壓力傳感器是蘭華傳感器廠的產(chǎn)品，具體型號及參數(shù)見下表：表 5.6 EX 型壓力傳感器主要參數(shù)型號EX形式壓電式頻帶0-500Hz量程0.2MPa-1.6MPa供電電壓12V輸出電壓0-5V6、本試驗所需的用于控制高度的氣動換向閥為無錫氣動技術(shù)研究所有限公司所生產(chǎn)的 3KA230 型三位五通電磁換向閥，該種電磁閥為先導(dǎo)式，具體參數(shù)見下表：型號壓力范圍表 5.7最高耐壓控制閥參數(shù)表接管口徑有效截

54、面積電壓功率3KA2300.20.7MPa1.05MPaRc1/811mm2DC12V1.8W本試驗裝置中的氣源總成主要包括空氣壓縮機(jī)和空氣濾清器等提供氣體和處理干燥氣體的零部件，所需裝置的具體型號和詳細(xì)參數(shù)說明如下：7、本試驗所需的空氣壓縮機(jī)為蘇州歐普壓縮機(jī)有限公司生產(chǎn)的，具體型號及參數(shù)見下表：表 5.8 空氣壓縮機(jī)參數(shù)型號額定轉(zhuǎn)速排氣量功率排氣壓力V-0.8/10910rpm0.8m3/min7.5kW1.0MPa8、本試驗所需的空氣濾清器為廈門東亞機(jī)械有限公司生產(chǎn)的具體型號和參數(shù)見下表：表 5.9 空氣濾清器具體型號和參數(shù)型號處理流量處理精度除油率除水率EL-2000.10.48m3/m

55、in0.1m99999、本試驗系統(tǒng)所選的用于控制空氣彈簧剛度的步進(jìn)電機(jī)為金壇市四海電機(jī)電器廠的，具體參數(shù)見下表：表 5.10 42BYG007-01 型步進(jìn)電機(jī)參數(shù)型號相數(shù)電壓步距角靜轉(zhuǎn)矩機(jī)身長出軸長重量42BYG007-0146V0.9/1.8Deg1Kg²cm33mm24mm0.2Kg4.3 信號采集裝置的布置及剛度、高度調(diào)節(jié)信號采集裝置的布置應(yīng)美觀、合理，裝拆簡便同時又不影響信號采集的準(zhǔn)確性。詳細(xì)布局見附錄的裝配圖(壓力傳感器未畫出)。本裝置通過步進(jìn)電機(jī)控制主、副氣室間通路面積的大小來改變空氣彈簧的剛度，在附件的裝配圖中，圖示為空氣彈簧剛度最小的位置，通過步進(jìn)電機(jī)順時針旋轉(zhuǎn) 1

56、20°，使閥芯上的孔對準(zhǔn)另一個小孔，使彈簧剛度中等，步進(jìn)電機(jī)再順時針旋轉(zhuǎn) 120°或者在圖示位置起逆時針旋轉(zhuǎn) 120°，使主、副氣室間通路面積為零，空氣彈簧剛度最大。本裝置通過一個氣動換向閥實現(xiàn)空氣彈簧高度的變化，閥的連接示意圖如下：圖 4.2 氣動換向閥連接示意圖圖中，氣動換向閥的B 和 R2 口要堵住不用，A 口接空氣彈簧主氣室，R1 口接氣源總成，P 口接大氣，該閥左位為主氣室排氣，右位為進(jìn)氣，中位為鎖止。第五章 機(jī)械元件的設(shè)計、校核5.1 空氣彈簧設(shè)計計算5.1.1 空氣彈簧剛度計算在我本次畢業(yè)設(shè)計中，給定參數(shù)有：簧載質(zhì)量 ms 為 160kg,非簧載質(zhì)量 mu 為20kg,懸架空氣彈簧剛度在正常振動幅度內(nèi)約為 10N/mm,輪胎剛度 kt 為 100N/mm。綜合所有參數(shù)，另外參考國內(nèi)空氣彈簧生產(chǎn)廠商，最終確定選用貴州前進(jìn)橡膠有限公司的型號 B564 膜式空氣彈簧。其具體參數(shù)見表 6.1：表 6.1 B564 膜式空氣彈簧參數(shù)表規(guī)格型號總成重量(Kg)使用氣壓(MPa)負(fù)載能力(