作者简介

周长城，男，博士，教授，1962年出生，山东省泰安人。1986年本科毕业于山东理工大学，1993年研究生毕业于江苏大学，2006年博士毕业于北京理工大学。博士论文研究课题“汽车减振器阀系解析计算与特性综合仿真研究”，获得北京理工大学“全国百篇优秀博士论文育苗奖励基金”的资助，并获得北京理工大学优秀博士论文奖。博士毕业后一直在山东理工大学从事车辆悬架设计及理论研究，建立了减振器设计基本理论和方法，解决了一直制约减振器阀系参数设计的关键性问题，先后发表车辆悬架设计及理论方面的研究论文96篇，其中，EI收录46篇，国外期刊论文4篇，出版教材和专著9部。

作者在车辆悬架设计及理论方面取得的创新研究成果有：建立了减振器节流阀片变形、应力解析计算方法、减振器叠加阀片等效厚度解析计算公式和叠加阀片等效拆分设计原则和方法，建立了减振器油液非线性节流损失解析计算方法，建立了基于多点速度特性和车辆参数的减振器阀系参数曲线拟合优化设计方法，建立了减振器特性仿真分段函数数学模型，开发了汽车减振器CAD及特性仿真软件，并推广应用，真正实现了汽车减振器现代化计算机辅助设计（CAD）。所建立的减振器设计理论和方法及所开发的汽车减振器CAD及特性仿真软件，得到了国内外同行专家的关注和认可，2010年获得“2010年度中国汽车工业科技进步三等奖”，获得山东省淄博市科技进步一等奖。同时，作者对空气悬架、油气悬架、半主动悬架和主动悬架设计及理论也进行了研究，建立了油气悬架设计理论和方法，建立了车辆悬架钢板弹簧解析优化设计理论和方法，建立了悬架稳定杆橡胶衬套变形和刚度解析计算方法，及悬架稳定杆的设计理论和方法，建立了基于安全性和舒适性相统一的车辆半悬架实时最佳阻尼匹配数学模型，为车辆半主动悬架及主动悬架设计奠定了理论基础。

作者所建立的汽车减振器设计与特性仿真理论和方法，对于提高我国车辆悬架设计研究领域理论水平，提升我国在车辆悬架研究领域的自主创新能力，提高我国汽车行业在国际上的竞争实力，推动车辆悬架及减振器行业的发展将发挥重要作用。同时，作者所开发的“汽车减振器CAD及特性仿真软件”，可提升减振器企业现代化CAD设计手段，对加快减振器设计开发速度，降低设计和试验费用，提高减振器设计水平和制造质量，提高车辆行驶平顺性、操作稳定性和乘坐舒适性都将产生积极推动作用。

前言

车辆悬架决定和影响车辆的行驶平顺性、操作稳定性和乘坐舒适性，而汽车行驶过程是随路面和车速而变化的随机振动过程，其中，汽车行驶平顺性和安全性是由悬架系统所决定的，也是悬架系统设计的重要目标。减振器是车辆悬架系统的重要部件之一。减振器种类很多，目前在汽车上应用最为广泛的是液压筒式减振器，其结构简单，工作可靠，性能稳定，价格低。

尽管国内外很多专家对液压筒式减振器行了大量的研究，但因受减振器设计理论的制约，对于汽车液压筒式减振器节流阀参数设计一直都没有可靠的设计方法，大都是采用“经验+反复试验”的传统方法，即首先凭经验确定车辆悬架及零部件的关键参数，然后经过反复试验和修改，最终确定出所设计的悬架及零部件的关键参数值。由于减振器节流阀参数之间会相互耦合和影响，因此，需要做大量的试验才可以确定出满足特性要求的减振器节流阀参数。而对于减振器特性仿真没有建立可靠的仿真模型，先前大都是采用现成的仿真软件通过建模进行特性仿真，但是由于建模所需要的参数必须通过试验才可以获得，因此，很难建立准确可靠的特性仿真模型。随着汽车工业的快速发展和行驶速度的不断提高，对减振器设计提出了更高的要求，而先前减振器节流阀参数设计及特性仿真方法，不能满足汽车工业快速发展的要求，同时，随着汽车工业国际竞争的不断加剧，要提高我国汽车自主研发能力，开发具有自主知识产权的汽车产品，必须从基本原理和理论出发，根据车辆行驶平顺性、操作稳定性和乘坐舒适性的要求，建立新的减振器设计理论和方法。

目前，国内外有关汽车液压筒式减振器设计理论和方法的书很少。本书是作者对汽车液压筒式减振器多年研究成果的总结编写而成的，包含了作者的最新理论研究成果。本书为高等院校汽车工程专业的本科生及研究生提供了比较系统的有关汽车减振器设计理论和方法，对于从事汽车或其他车辆工程技术人员也具有重要实际参考应用价值。本书力求深入浅出，循序渐进，以车辆行驶振动简化模型为研究模型，以车辆行驶平顺性、操作稳定性和乘坐舒适性为研究目标，以汽车液压筒式减振器设计理论和方法为主线，分别对车辆简化模型的振动及特性进行分析，对车辆悬架最佳阻尼匹配进行探讨；对汽车液压筒式减振器设计基本理论进行了分析，对减振器节流阀参数优化设计方法进行了介绍，对减振器特性仿真模型的建立进行了阐述；对减振器节流阀参数设计和特性仿真影响因素进行了定量分析；对减振器结构零部件的设计理论、方法及注意事项进行了介绍；对可控减振器节流阀参数设计及控制规律进行了探讨；对汽车液压筒式减振器节流阀参数CAD及特性仿真软件进行了介绍，并对研发的软件工具和相关技术进行了说明；最后，结合实例介绍了汽车液压筒式减振器特性试验及整车行驶平顺性试验。内容精简，叙述力求深入浅出，层次分明，既有理论分析，又有特性试验。各章节注重前、后的逻辑性和衔接性，将新理论和方法与实际设计相结合。

在本书编写过程中，得到了山东理工大学领导的支持，同时所指导研究生赵雷雷、毛少坊、郭剑、李红艳、高春蕾和文森淼等同学也做了大量工作，他们对书中的文字内容进行了校对，对书中的插图进行了绘制，在此表示衷心的感谢。

由于作者水平有限，书中难免有错漏、不妥之处，恳请读者批评指正。

著者

第1章

绪论

车辆悬架是指汽车的车架与车桥或车轮之间的一切连接装置的总称，是由减振器、弹簧及导向系统组成的，其作用是传递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所引起并传递给车架或车身的冲击力，衰减由此引起的振动，以保证汽车能平顺地行驶，保证乘坐舒适和货物完好。悬架系统决定着车辆的操纵稳定性、乘坐舒适性和行驶安全性，其中，减振器是悬架系统的重要部件之一。