基于閥系的減振器試驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)用方法研究

楊禮康，葉萬權(quán)，孫海杰

(浙江科技學(xué)院 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，杭州 310023)

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基于閥系的減振器試驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)用方法研究

楊禮康，葉萬權(quán)，孫海杰

(浙江科技學(xué)院 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，杭州 310023)

由于筒式液阻減振器的阻尼力受多個(gè)參數(shù)的影響，特別是不同的閥片組合將導(dǎo)致減振器阻尼力發(fā)生不同程度的變化，因此，要想獲得要求的阻尼力值，整個(gè)調(diào)試過程工作量較大。為了減少調(diào)試工作量，采用基于Excel軟件的VBA程序?qū)Σ捎貌煌y系的減振器阻力試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，并實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的快速調(diào)用，借助于所開發(fā)的可操作的人機(jī)界面，以利于同型號(hào)減振器采用不同閥系的調(diào)試、數(shù)學(xué)模型驗(yàn)證及閥系設(shè)計(jì)開發(fā)。

閥系組合；減振器；外特性試驗(yàn)數(shù)據(jù)；VBA數(shù)據(jù)調(diào)用

減振器是汽車懸架系統(tǒng)的主要阻尼元件，其性能直接關(guān)系著懸架系統(tǒng)的匹配質(zhì)量，影響車輛行駛的平順性及安全性[1]。因此，對(duì)減振器的特性研究一直是汽車工業(yè)界的一個(gè)熱點(diǎn)。其中，阻尼力作為減振器的關(guān)鍵因素，一般通過調(diào)節(jié)閥片來改變其大小；然而，通過調(diào)整閥片做阻尼力性能對(duì)比試驗(yàn)時(shí)，將獲得大量的阻尼力測(cè)試數(shù)據(jù)，若無后續(xù)的數(shù)據(jù)處理，這些無規(guī)律數(shù)據(jù)將無法服務(wù)于實(shí)際的減振器調(diào)試、設(shè)計(jì)及研究，也就無法體現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的價(jià)值；并且由于減振器閥片類型較多，搭配形成的閥片組合多種多樣，很難將所有的閥片組合對(duì)應(yīng)的阻尼力都測(cè)試出來。

因此，本研究基于Excel軟件并結(jié)合VBA程序，建立了液壓筒式減振器試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，并且對(duì)試驗(yàn)采集的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行收集處理，通過人機(jī)交互式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的可視化[2-3]。

1 試驗(yàn)數(shù)據(jù)調(diào)用方法

由于減振器組成閥片的類型較多，每種閥片的尺寸或數(shù)量不同都會(huì)影響其阻尼特性值，這就導(dǎo)致在調(diào)試要求阻尼力值時(shí)，閥片調(diào)整方案較多的情況。

圖1 數(shù)據(jù)處理及調(diào)用Fig.1 Data processing and call

針對(duì)減振器不同閥組合產(chǎn)生較多測(cè)試數(shù)據(jù)的情況，本研究提出對(duì)這些無規(guī)律數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、整合和利用的方案。通過編輯程序設(shè)計(jì)軟件的方法實(shí)現(xiàn)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和調(diào)用，當(dāng)有新的測(cè)試數(shù)據(jù)產(chǎn)生時(shí)，也可快速把這些數(shù)據(jù)添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中[4-5]。此外，利用折線圖等工具實(shí)現(xiàn)對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，便于了解各種閥系對(duì)減振器阻尼力的影響程度，使其服務(wù)于后續(xù)的減振器調(diào)試、設(shè)計(jì)等。試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理及調(diào)用如圖1所示[6]。

2 基于Excel VBA的減振器阻尼力試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理

由于影響減振器阻尼力的閥片參數(shù)很多，且型號(hào)也多種多樣，因此，在調(diào)試阻尼力的過程中，將有不同的閥片選擇方法。然而，在多種選擇方式下將產(chǎn)生大量對(duì)應(yīng)的測(cè)試數(shù)據(jù)。

本研究以某企業(yè)S30系列某一型號(hào)減振器為樣本，利用Excel對(duì)該型號(hào)減振器阻尼力測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)處理[7-10]，具體步驟如下。

首先，設(shè)定一組閥片類型，測(cè)量其各速度點(diǎn)的阻尼力作為基本值。然后，要求通過調(diào)節(jié)各類閥片型號(hào)，使基本值阻尼力呈固定比例遞增和遞減。為了試驗(yàn)的可操作性，設(shè)定比例為5%，且只改變其中4種閥片型號(hào)，分別為壓縮閥片、壓縮調(diào)整閥片、復(fù)原閥片、復(fù)原調(diào)整閥片，具體如圖2所示。其中，圖2(a)中的閥片7、8和圖2(b)中的閥片2、3為變動(dòng)閥片，其他閥片保持不變。

圖2 復(fù)原、壓縮閥系總成Fig.2 Recovery and compression valve assembly

阻尼力基本值時(shí)各閥片參數(shù)和基本值阻尼力如表1、表2所示，試驗(yàn)測(cè)出數(shù)據(jù)與參數(shù)關(guān)系如表3至表6所示(其中只列出變動(dòng)閥片)。

表1 阻尼力基本值時(shí)各閥片參數(shù)

注：復(fù)原閥片③未使用。

表2 基本值阻尼力

表3 基本值的-20%及-15%時(shí)各閥片參數(shù)

表4 基本值的-10%及-5%時(shí)各閥片參數(shù)

表5 基本值的20%及15%時(shí)各閥片參數(shù)

表6 基本值的10%及5%時(shí)各閥片參數(shù)

通過數(shù)據(jù)對(duì)比分析可以得出，在要求阻尼力變化較小時(shí)，只需改變壓縮閥片、復(fù)原閥片的厚度即可；而要求阻尼力變化較大時(shí)，則需要改變調(diào)整閥片的外徑大小。這足以說明調(diào)整閥片的外徑對(duì)減振器阻尼力的影響較大。在Excel中利用VBA程序?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[11-13]，以便在有其他阻尼力值要求時(shí)快速找到合適的閥系組合類型，具體如圖3所示。

圖3 閥片規(guī)格顯示及VBA程序處理界面Fig.3 Interface of valve chip specifications and VBA program data protessing

通過VBA編程生成與減振器阻尼力大小變動(dòng)相對(duì)應(yīng)的阻尼特性折線圖，使減振器阻尼力的試驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)形象、可視化。其中，橫坐標(biāo)為活塞運(yùn)動(dòng)速度，此處選取幾個(gè)較典型的速度點(diǎn)；縱坐標(biāo)為對(duì)應(yīng)減振器阻尼力值。而且該VBA程序相對(duì)簡(jiǎn)單，方便調(diào)整和修改，可快速添加新測(cè)量的減振器阻尼力數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速存儲(chǔ)和調(diào)用，為下次再次調(diào)試該類型減振器提供依據(jù)。減振器阻尼持性如圖4所示。

圖4 減振器阻尼特性Fig.4 Damping characteristic of shock absorber

3 結(jié) 語

對(duì)筒式液阻減振器的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，采用基于Excel的VBA程序設(shè)計(jì)，將減振器調(diào)試測(cè)量的阻尼力數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，把這些數(shù)據(jù)按照各種閥片的選型進(jìn)行歸類，便于根據(jù)阻尼力值來快速查找對(duì)應(yīng)的閥系組合，且通過折線圖實(shí)現(xiàn)阻尼特性的可視化，當(dāng)再次調(diào)試類似型號(hào)減振器時(shí)就可以提供數(shù)據(jù)支持。該方法對(duì)其他減振器調(diào)試也具有一定的參考價(jià)值，有利于減振器的后續(xù)開發(fā)與研究。

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Experimental data call method of vibration damper based on combination of valve system

YANG Likang，YE Wanquan，SUN Haijie

(School of Mechanical and Automotive Engineering, Zhejiang University of Science and Technology, Hangzhou 310023, China)

Due to the influence of damping force of the hydraulic barrel type absorber by multiple parameters, especially the damping force changes in different degrees led by different valve combinations, the process of debugging workload to obtain the required value of damping force is heavy. In order to reduce the workload, Excel software based on the VBA program is applied to store experimental data of shock absorber using different valves, and quick access to the experimental data is achieved, with the help of the development of the operation interface, which is helpful to facilitate debugging with different valves mathematical model verification, and system design and development.

valve series combination; shock absorber; external characteristic test data; VBA data call

10.3969/j.issn.1671-8798.2016.05.009

2016-07-01

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(51175474)

楊禮康(1971— )，男，山西省聞喜人，教授，博士，主要從事磁流變減振器研究。

U463.335.1

A

1671-8798(2016)05-0384-05