摘要减振器是汽车悬架系统的一个重要组成部件，特别是磁流变减振器，其良好的阻尼可调性，技术发展与理论研究早已引起了人们的广泛关注.本论文对减振器及其试验进行了分析和概述，根据国家机械工业部标准的要求选取了传感器、试验台，减振器等试验部件和设备。
主要任务是设计一个减振器试验台，试验台结构简单，拆装方便，便于采集信号进行磁流变减振器的阻尼特性试验，文中主要对立柱、横梁、托盘等重要部件进行了多次的改进和分析，同时对横梁及其连接螺栓、圆柱销等重要部件的受力进行了校核。
设计采用力传感器和位移传感器采集信号，通过计算机对信号进行处理得出磁流变减振器的示功特性、速度特性、温度特性等特性曲线。
该减振器试验台同时可进行四分之一悬架试验。
关键词：试验装置；磁流变减振器；阻尼特性；目录1汽车悬架及减振器1．1汽车悬架系统的概述 (1)1．2汽车悬架的分类 (1)1．3减振器的概述 (3)1．3．1被动液阻减振器技术的发展 (5)1．3．2可调阻尼减振器技术的发展 (7)1．4磁流变减振器 (10)1．4．1 磁流变液及其特征 (11)1．4．2磁流变减振器的工作原理 (12)1．4．3磁流变减振器的构造及工作示意图 (14)1．4．4磁流变阻尼器在悬架系统中的应用和发展情况 (16)2．磁流变减振器试验2．1汽车振动系统对减振器特性的要求 (19)2．2磁流变减振器试验内容和意义 (20)2．3磁流变减振器试验方法及试验系统 (23)示功试验 (23)………………………………………2 42.3.3温度特性试验 (25)2.3.4试验系统 (26)3．实验装置的设计3．1振动台等设备的选取 (27)3.1.1减振器 (27)振动台 (27)力传感器 (27)导轨的选用 (30)感器 (30)螺栓及螺钉 (31)3．2立柱的设计 (32)3．3托盘的设计 (33)3．4横梁的设计及校核 (34)3.5圆柱销的设计及校核 (37)3.6整体的装配 (38)结论 (39)致谢 (40)参考文献 (41)1汽车悬架及减振器1．1汽车悬架系统的概述悬架是车架与车桥（或车轮）之间一切传力连接装置的总称。
它的功用是把路面作用于车轮上的垂直反力（支撑力）、纵向反力（牵引力和制动力）和侧向反力以及这些反力所造成的力矩都要传递到车架上以保证汽车的正常行驶。
现代汽车的悬架尽管有各种不同的结构形式，但一般都由弹性元件、减振器、和导向机构三部分组成。
由于汽车行驶的路面不可能绝对平坦，路面作用于车轮上的垂直反力往往是冲击性的，特别是在坏路面上高速行驶时，这种冲击将达到很大的数值。
冲击力传到车架和车身时，可能引起汽车上机件的早期损坏，传给乘员和货物时，将使乘员感到极不舒适，货物也可能受到损伤为了缓和冲击，在汽车行驶系统中，除了采用弹性的充气轮胎之外，在悬架中还必须装有弹性元件，使车架与车桥之间作弹性联系。
但在弹性系统受到冲击后，将产生振动。
持续的振动易使乘员感到不舒适和疲劳。
故悬架还应当具有减振作用，使振动迅速衰减。
为此许多结构形式的汽车悬架中都设有专门的减振器。
1．2汽车悬架的分类在传统的悬架系统中，其刚度和阻尼是按经验或优化设计的方法确定的，根据这些参数设计的悬架结构，在汽车行驶的过程中，其性能是不变的，也是无法进行调节的，使汽车行驶的平顺性和乘坐的舒适性受到一定的影响。
所以传统的悬架系统被称为被动悬架。
如果悬架系统的刚度和阻尼特性能够根据汽车的行使条件（车辆的运行状况和路面状况等）进行动态自动适应调节，使悬架系统始终处于最佳减振状态，这称为主动悬架。
主动悬架按其是否包含动力源可分为全主动悬架（有源主动悬架）和半主动悬架（无源主动悬架）系统两大类。
（1）全主动悬架全主动悬架是根据汽车的运动状态和路面状态，适时地调节悬架的刚度和阻尼，使其处于最佳减振状态。
它是在被动悬架（弹性元件、减振器、导向装置）中附加一个可控作用力的装置。
通常由执行机构、测量系统、反馈控制系统和能源系统4部分组成。
执行机构的作用是执行控制系统的指令，一般为发生器或转矩发生器（液压缸、气缸、伺服电动机、电磁铁等）。
测量系统的作用是测量系统各种状态，为控制系统提供依据，包括各种传感器。
控制系统的作用是处理数据和发出各种控制指令，其核心部件是电子计算机。
能源系统的作用是为以上各部分提供能量。
（2）半主动悬架半主动悬架不考虑改变悬架的刚度，而只考虑改变悬架的阻尼，因此它无动力源且只由可控的阻尼元件组成。
由于半主动悬架结构简单，工作时几乎不消耗车辆动力，而且还能获得与全主动悬架相近的性能，故有较好的应用前景。
半主动悬架按阻尼级又可以分成有级式和无级式两种。
a．有级式半主动悬架它是将悬架系统中的阻尼分为两级、三级或更多级，可由驾驶员选择或根据传感器信号自动进行选择悬架所需要的阻尼级。
也就是说，可以根据路面条件（好路或坏路）和汽车的行驶状态（转弯或制动）等来调节悬架的阻尼级，使悬架适应外界环境的变化，从而可以较大幅度地提高汽车的行驶平顺性和操纵稳定性。
半主动悬架中的三级阻尼可调减振器的旁路控制阀是由调节电动机来带动阀芯转动，使控制阀孔具有关闭，小开和大开3个位置，产生3个阻尼值。
该减振器应用于OPEL SENTOR 和OPELGA轿车上。
b．无级式半主动悬架它是根据汽车行驶的路面条件和行驶状态，对悬架系统的阻尼在几毫秒内有最小变到最大进行无级调节。
图1.1所示为一种无极半主动悬架示意图。
微处理器3从速度、位移、加速度等传感器处接受到信号，计算出系统相适应的阻尼值，并发出控制指令给步进电动机2，经阀杆4调节阀门5，使其改变节流孔的通道节面积，从而改变系统的阻尼。
该系统虽然不必外加能源装置，但所需传感器较多，故成本仍较高。
图1.1 无极式半主动悬架示意图1-节流孔；2-步进电动机；3-微处理机；4-阀杆；5-阀门1．3减振器的概述为加速车架和车身振动的衰减，以改善汽车行驶的平顺性，在大多数汽车的悬架系统内部都装有减振器。
减振器和弹性元件是并连安装的（图1.2 ）。
图1。
2 减振器和弹性元件的安装示意图1-车架；2-减振器；3-弹性元件；4-车桥减振器工作的基本原理是利用阻尼消耗振动过程中产生的能量。
汽车减振器是利用小孔节流的流体阻尼技术来实现悬架系统的减振特性，称为液力减振。
从阻尼物理现象上区分，阻尼产生的机理有5类，即:工程材料的材料阻尼、流体的粘滞阻尼、结合面阻尼与库仑摩擦阻尼、冲击阻尼和磁电效应产生的阻尼。
悬架中的阻尼主要有摩擦阻尼和粘滞阻尼两大类，钢板弹簧叶片之间的相对运动产生摩擦阻尼，这种阻尼不稳定，阻力的大小不便于控制，尤其在好路上行驶，路面不平产生的动载很小，不足以克服叶片之间的摩擦时，会产生“锁止”现象，此时平顺性变差，因此近年来悬架设计中都力求减少钢板弹簧叶片间的摩擦量，采用液力减振器的粘滞阻尼，特别是轿车悬架基本全部采用此类减振器。
液力减振器的作用原理是当车架与车桥作往复相对运动时，而减振器中的活塞在缸筒内也作往复运动，则减振器壳体内的油液边反复的从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一个内腔。
此时，孔壁与油液间的摩擦及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能，而被油液和减振器壳体所吸收，然后散到大气中。
减振器阻尼力的大小随车架与车桥（或车轮）的相对速度的增减而增减，并且与油液粘度有关。
要求减振器所用油液的粘度受温度变化的影响尽可能小；且具有抗气化，抗氧化以及对各种金属和废金属零件不起腐蚀作用等性能。
减振器的阻尼力越大，震动消除得越快，但却使并联的弹性元件的作用不能充分发挥，同时，过大的阻尼力还可能导致减振器连接零件及车架损坏。
为解决弹性元件与减振器之间这一矛盾，对减振器提出如下要求：1）在悬架压缩行程（车桥与车架相对移近的行程）内，减振器阻尼力应较小，以便充分利用弹性元件的弹性，以缓和冲击；2）在悬架伸张行程（车桥与车架相互远离的行程）内，减振器的阻尼力应大，以求迅速减振；3）当车桥（或车轮）与车架相对速度过大时，减振器应当能自动加大液流通道截面积，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免受过大冲击载荷。
目前汽车悬架减振器应用最多的是筒式液阻减振器，它能够有效的衰减悬挂质量与非悬挂质量的相对运动，提高汽车乘坐的舒适性，行驶的平稳性和操纵稳定性。
筒式液阻减振器同时还用作转向系减振器以及驾驶室、驾驶员座椅、发动机罩等部件的减振装置。
随着汽车性能要求的不断提高，筒式液阻减振器的结构和性能亦不断得到改进和提高。
在传统被动式减振器技术发展和完善的同时，能够适应不同行驶工况而调节其工作特性的机械控制式可调阻尼减振器、电子控制式减振器以及电流变液体、磁流变液体减振器技术也获得了快速发展。
作为筒式液阻减振器技术的重要内容，其设计开发技术也正经历着由基于经验设计一实验修正的传统方法向基于CAD技术的现代设计开发方法的转变。
随着硬件性能和计算分析能力的提高，在设计阶段预测减振器的性能并进行优化设计已成为可能，这对于提高汽车筒式液阻减振器产品的设计开发效率、缩短开发周期具有重要意义。
1．3．1被动液阻减振器技术的发展国外早在一百多年以前就开始了对减振器的研究，并由Truffault发明的一种由青铜和浸油的皮革组成的摩擦片式系统，摩擦片由锥形盘式弹簧压紧，并由两个控制臂来控制运动过程。
到1901年，Horock奠定了现代减振器的基础，并申请了一个筒式液力机构的专利。
后来Renault对此机构进行了改进，并申请了活塞对置式液力元件的专利，这在很大程度上确立了现代减振器的设计形式。
到了20世纪30年代早期，尽管摩擦式减振器在当时仍是实际应用中的主要形式，但英国Monroe公司就已经开始了生产筒式减振器。
1947年，Koning 研制了一种可调式筒式减振器。
Carbon于20世纪40年代末期曾经设计出一种“气压式”单筒减振器，于1950年作为商品开始投产，并在当时的车辆减振器应用中曾一度保持优势。
被动式液阻减振器是汽车最广泛采用的减振器，改善其性能和结构一直是汽车减振器技术发展的主要课题。
国际上先后提出了大量有关减振器结构设计的专利，促进了减振器技术的进步。
筒式液阻减振器最初采用双筒式结构，如图（1.3）所示，该结构目前仍是悬架减振器中最常见的形式，其优点是工艺简单、成本低廉，缺点是散热困难，且安装角度受到限制。
双筒式减振器发展初期不在补偿室内设置背压，在复原行程中油液依靠其自身重力和压缩室负压由补偿室流人压缩室。
这类减振器的显著缺点是在高速工况下会出现补偿室向压缩室充油不及时的问题，从而导致减振器工作特性发生畸变，不但影响减振效果，还会导致冲击和噪声。
因此，20世纪50年代发展起了充气减振器技术如在双筒式充气减振器的补偿室内充人低压气体(0. 4 MPa一0. 6 MPa)，提高补偿室的补偿能力，减振器的临界工作速度相应提高。