【正文】 41 活塞桿直徑 gd 對(duì)減振器特性的影響 ....................... 41 溫度對(duì)減振器特性的影響 ............................... 42 本章小結(jié) ............................................. 43 結(jié) 論 ....................................................... 44 參考文獻(xiàn) ..................................................... 45 致 謝 ............................................ 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。而影響懸架系統(tǒng)特性的重要構(gòu)成元件就是減振器，所以理想的減振器特性可以提高汽車(chē)行駛平順性和乘坐舒適性。即使有學(xué)者曾經(jīng) 建立數(shù)學(xué)模型對(duì)減振器特性進(jìn)行仿真，也僅僅是采用近似公式，而且，特性仿真結(jié)果與實(shí)際結(jié)果數(shù)值相差很大。 （ 2） 通過(guò)對(duì)減振器特性仿真研究，可以驗(yàn)證或預(yù)測(cè)減振器 參數(shù)設(shè)計(jì)是否合理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，這樣就可以減少試驗(yàn)次數(shù)和費(fèi)用，提高設(shè)計(jì)效率和準(zhǔn)確性，加快減振器設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)。所以，很難建立準(zhǔn)確的特性仿真模型，仿真結(jié)果不可靠。 （ 2） 對(duì)減振器 的各阻尼構(gòu)件進(jìn)行深入的研究，確定油液流經(jīng)常通節(jié)流孔、活塞孔、節(jié)流縫隙和活塞縫隙時(shí)壓力和流量的關(guān)系；并分析 油液在流經(jīng)活塞孔以及復(fù)原閥體內(nèi)腔時(shí)的局部阻力損失，利用疊加原理將局部阻力損失進(jìn)行疊加，并折算成活塞孔長(zhǎng)度。 （ 4） 對(duì)減振器特性進(jìn)行綜合仿真。 第二章 油液節(jié)制及其流動(dòng) 第二章 油液介質(zhì)及其流動(dòng)特性 減振器是汽車(chē)懸架系統(tǒng)的主要阻尼元件。 油液特性 油液介質(zhì)主要是礦物油 型液壓油。 0( / )k V V p? ? ? ? 液體體積壓縮系數(shù)的倒數(shù)，稱(chēng)為體積彈性模量 K，簡(jiǎn)稱(chēng)體積模量。 油液體積模量很大 , 例如礦物油液 K=( 114～ 210) 109 N （ 2） 粘性 液體在外力作用下流動(dòng)（或有流動(dòng)趨勢(shì)）時(shí)，分子間的內(nèi)聚力要阻止分子相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力，這種現(xiàn)象叫做液體的粘性。液壓油液的粘度對(duì)溫度的變化十分敏感，溫度升高，粘度下降。 可知 , 溫度對(duì)油液粘度影響很大 , 而壓力對(duì)油液粘度影響很小。對(duì)于具有重載、交變而又高速滑動(dòng)摩擦副的液壓系統(tǒng) , 常常對(duì)油液的抗磨性提出要求。當(dāng)溫度達(dá)到某一溫度時(shí) , 油液將會(huì)產(chǎn)生一些裂化或聚合作用 , 產(chǎn)生一些揮發(fā)性物質(zhì)、樹(shù)脂狀物質(zhì)、焦油甚至焦炭。水解變質(zhì)的油液將會(huì)降低油液粘度、增加腐蝕性。減振器元件生銹會(huì)嚴(yán)重影響減振器特性和壽命。當(dāng)動(dòng)力黏度為 t? 油液，流經(jīng)直徑為 d ，長(zhǎng)度為 L （等效長(zhǎng)度）得圓管 ，由哈根 泊蕭葉（ Hagenpoiseiulle）定理，可得流量與節(jié)流壓力之間關(guān)系為： 4128 tdpQ L? ?? （ 22） 對(duì)減振器參數(shù)設(shè)計(jì)和仿真時(shí)，活塞節(jié)流孔的節(jié)流壓力就是利用該公式分析計(jì)算的。薄壁小孔的流量系數(shù)為 ?? 。 ?vd?Re 第二章 油液節(jié)制及其流動(dòng) v 為油液運(yùn)動(dòng)速度， d 為管道直徑， ? 為運(yùn)動(dòng)黏度。在工程中所使用油液一般為礦物油，粘度較大且管中油液流速不大（一般小于 6m/s），因 此多數(shù)為層流。在不同結(jié)構(gòu)下的 cC 和局部阻力系數(shù) 2? 的關(guān)系見(jiàn)下表 所示。其中，包括： （ 1）對(duì)減振器的油液介質(zhì)的物理特性和技術(shù)性能指標(biāo)等知識(shí)進(jìn)行了分析，為油液的設(shè)計(jì)和選擇 提供了參考依據(jù)。下面對(duì)節(jié)流閥的具體結(jié)構(gòu)及節(jié)流壓力與流量的關(guān)系進(jìn)行分析。為精確、可靠地對(duì)減振器進(jìn)行特性分析，必須對(duì)節(jié)流閥片的彎曲變形以及在節(jié)流閥閥口位置的有效開(kāi)度進(jìn)行研究，同時(shí)必須對(duì)疊加節(jié)流閥片以及等效厚度對(duì)節(jié)流閥開(kāi)度的影響進(jìn)行研究。 閥口開(kāi)度 汽車(chē)減振器正常工作速度比較低，節(jié)流壓力比較低，閥片變形可看作是小撓度彎曲變形。其中，活塞 與缸筒內(nèi)徑之間的最小配合間隙為 minH? ，最大配合間隙為 maxH? ，則平均活塞間隙 2/)( m a xm in HHH ??? ?? 。 活塞孔沿程阻力損失 由第二章分析可知，活塞孔油液的雷諾數(shù) Re 為 ?vd?Re v 為活塞孔中油液流動(dòng)速度， d 為管道直徑， ? 為油液的運(yùn)動(dòng)黏度。因此，在對(duì)減振器進(jìn)行特性分析時(shí)，應(yīng)根據(jù)減振器不同速度，決定活塞孔的油液流動(dòng)狀態(tài)，采用不同的沿程阻力系數(shù)。因此，復(fù)原閥的局部阻力系數(shù)疊加，并折算成活塞孔長(zhǎng)度為： hhe dL ???? /)( 321 ??? 因此，活塞孔的等效長(zhǎng)度應(yīng)該為孔的實(shí)際長(zhǎng)度與局部阻力系數(shù)折算長(zhǎng)度之和，即 ehhe LLL ?? 可知，活塞孔結(jié)構(gòu)以及活塞運(yùn)動(dòng)速度影響活塞孔的等效長(zhǎng)度。其中包括： （ 1）確定常通節(jié)流孔、活塞孔、節(jié)流縫隙和活塞縫隙等阻尼構(gòu)件應(yīng)用的理論公式，即確定各結(jié)構(gòu)流量和壓力之間的關(guān)系。 汽車(chē)筒式減振器大都采用雙筒式結(jié)構(gòu)，有 4 個(gè)閥，分別是復(fù)原閥、補(bǔ)償閥、壓縮閥和流通閥，其中，復(fù)原閥和壓縮閥對(duì)特性起決定性作用，其原理如圖 1所示。隨著活塞運(yùn)動(dòng)速度的不斷增大，上、下腔的壓差也迅速提高，當(dāng)壓差作用在復(fù)原閥片上的力達(dá)到復(fù)原閥彈簧 的預(yù)緊力時(shí)，復(fù)原閥開(kāi)啟，形成環(huán)狀縫隙節(jié)流，從而形成節(jié)流阻尼力。此時(shí)，下腔容積減小，油壓升高，油液經(jīng)流通閥流到上腔。減振器復(fù)原閥片初次開(kāi)閥時(shí)的油路圖如圖 42所示。 常通節(jié)流孔和活塞孔串聯(lián)后與活塞縫隙并聯(lián)，因此活塞縫隙節(jié)流壓力差等于活塞孔節(jié)流壓力差與常通節(jié)流壓力差之和，即 111 fkhkHk ppp ?? 因此活塞縫隙的流量可表示為 HtHkHhHk L peDQ ??? 12 )( 1231 ?? 常通節(jié)流孔、活塞孔與活塞縫隙應(yīng)滿(mǎn)足油液連續(xù)性定理，即 1101 HkkhK SV ?? 由此可得出復(fù)原閥初次開(kāi)閥速度為 hkHkfk S V 1011 ?? HthHkHhfkhfK LSpeDpSAV ????? 12 )(2 123101??? （ 2） 二次開(kāi)閥速度點(diǎn) 復(fù)原二次開(kāi)閥時(shí)，閥片變形與下限位擋圈接觸達(dá)到最大開(kāi)度 max? ，這時(shí) 就相當(dāng)于一個(gè)常通節(jié)流縫隙，油路圖如圖 43 所示 第四章 筒式減振器的工作原理及特性分析 圖 43 復(fù)原閥二次開(kāi)閥油路圖 節(jié)流閥二次開(kāi)閥時(shí)，閥片總變形量為 0m ax2 rkrk ff ??? 因此， 根據(jù)節(jié)流閥片彎曲變形的計(jì)算公式 ，二次開(kāi)閥時(shí)節(jié)流閥片上所受壓力為 rkrfk Ghfp k /)( 30m a x2 ?? ? 常通節(jié)流孔與復(fù)原節(jié)流縫隙是并聯(lián)的，即 220 fkk pp ? 因此，二次開(kāi)閥時(shí)常通節(jié)流孔流量為 ?? /2 2020 fkk pAQ ? 二次開(kāi)閥時(shí)復(fù)原節(jié)流縫隙的流量為 )/ln (6 23m a x2 kbt fkfk rrpQ ???? 常通節(jié)流孔和復(fù)原節(jié)流縫隙并聯(lián)后與活塞孔串聯(lián)，即 2022 kfkhk Q ?? 因此，活塞孔節(jié)流壓力為 4 2022)(128hhkfkhethk dn Lp ?? ?? 第四章 筒式減振器的工作原理及特性分析 常通節(jié)流孔和活塞孔串聯(lián)后與活塞縫隙是并聯(lián)，即 2202 HKkhk ppp ?? 所以，流經(jīng)活塞縫隙的流量 HtkhkHhHK L ppeDQ ??? 12 ))(( 202232 ??? 根據(jù)油液連續(xù)性定理，可得減振器復(fù)原閥二次開(kāi)閥速度為 )/l n (6/212))((/)(23m a x202022320222kbthfkhfkHthkhkHhhkfkHKfkrrSpSpALSppeDSQV???????? ???????? 復(fù)原初次開(kāi)閥前特性分析 初次開(kāi)閥前，常通節(jié)流孔上的壓力小于閥片的預(yù)變形壓力，油路如圖 42所示。 于是，可得出活塞所受阻尼力 1fF hhff SppF )( 111 ?? （ 48） 式（ 48）給出了阻尼力與活塞速度 1V 的關(guān)系。 將 02Q 的解代入式（ 410）、（ 412）得出 2fp 、 2hp 與 2V 的關(guān)系，由此可得出活塞運(yùn)動(dòng)的阻尼力 2fF hhff SppF )( 222 ?? （ 422） 式（ 422）表示了阻尼力與活塞速度 2V 的關(guān)系。阻尼力可表示為 hhff SppF )( 333 ?? （ 430） 壓縮行程 特性分析 壓縮行程開(kāi)閥速度點(diǎn) （ 1） 初次開(kāi)閥速度 設(shè)復(fù)原閥片的預(yù)變形量為 0rkf ，當(dāng)閥片在閥口位置變形量等于閥片預(yù)變形量時(shí)，減振器初次開(kāi)閥。其關(guān)系曲線(xiàn)如圖 48 所示 圖 48 壓縮閥初次開(kāi)閥前阻尼力與速度關(guān)系曲線(xiàn) 壓縮閥初次開(kāi)閥后特性分析 初次開(kāi)閥后，閥片位于預(yù)變形與下限位擋圈之間，這時(shí)就相當(dāng)于形成了一個(gè)開(kāi)度為 ? 的常通節(jié)流縫隙，油路如圖 47所示 第四章 筒式減振器的工作原理及特性分析 設(shè)閥片開(kāi) 度為 ? ，則閥片變形量為02 kk rr ff ???。 常通節(jié)流孔和節(jié)流縫隙并聯(lián)后與座孔是串聯(lián)，即 。 常通節(jié)流孔與節(jié)流縫隙 是并聯(lián)的，即二者的壓力差相等。 （ 2）壓縮閥二次開(kāi)閥速度 節(jié)流閥二次開(kāi)閥時(shí)，閥片變形與下限位擋圈接觸達(dá)到最大開(kāi)度 max? ，這時(shí)第四章 筒式減振器的工作原理及特性分析 就相當(dāng)于一個(gè)常通節(jié)流縫隙油路圖如圖 47 所示 圖 47 壓縮閥二次開(kāi)閥油路圖 節(jié)流閥二次開(kāi)閥時(shí)，閥片總變形量為 0m ax2 rkrk ff ??? 因此，二次開(kāi)閥時(shí)節(jié)流閥片上所受壓力為 r k yryk Ghfp k /)( 30m a x2 ?? ? 二次開(kāi)閥時(shí)常通節(jié)流孔流量為 ?? /2 2020 ykk pAQ ? 常通節(jié)流孔與節(jié)流縫隙是并聯(lián)的，即 220 ykk pp ? 因此，二次開(kāi)閥時(shí)節(jié)流縫隙的流量為 )/ln (6 23m a x2 kbt ykyk rrpQ ???? 常通節(jié)流孔和節(jié)流縫隙并聯(lián)后與活塞縫隙是串聯(lián)，即 2202 ykkhk Q ?? 所以壓縮閥二次開(kāi)閥速度可表示為 )/l n(6/2/ 23m a x2022 kbtg ykg ykghkyk rrSpSpASQV????? ??? 壓縮閥初次開(kāi)閥前特性分析 初次開(kāi)閥前，常通節(jié)流孔上的節(jié)流壓力小于閥片的預(yù)變形壓力，油路圖 46 所示。 圖 45 初次開(kāi)閥后阻尼力與速度關(guān)系曲線(xiàn) 復(fù)原二次開(kāi)閥后特性分析 復(fù)原二次開(kāi)閥后，閥片變形與下限位擋圈接觸達(dá)到最大開(kāi)度 max? ，這時(shí) 就相當(dāng)于一個(gè)常通節(jié)流縫隙，油路圖如圖 43 所示。 因此節(jié)流閥片上所受壓力為 rkrf Ghfp k /)( 302 ?? ? （ 49） 常通節(jié)流孔的壓力可表示為 2202022 2 ??AQp f ? （ 410） 常通節(jié)流孔與復(fù)原節(jié)流縫隙是并聯(lián)的，所以 232 )/ln (6 fkbtf Qrrp ???? （ 411） 常通 節(jié)流孔和復(fù)原節(jié)流縫隙并聯(lián)后與活塞孔串聯(lián)，即 0222 Q fh ?? 活塞孔的壓力可表示為 4 )2022)(128hhfheth dn Lp ?? ?? (412) 常通節(jié)流孔和活塞孔串聯(lián)后與活塞縫隙是并聯(lián)，即 222 fhH ppp ?? 所以，流經(jīng)活塞縫隙的流量 HtfhHhH L ppeDQ ??? 12 ))(( 22232 ??? (413) 根據(jù)油液連續(xù)性定理，可得 hfH SVQ 20222 ??? (414) 由（ 49）式可得 032 / krrkf fhGp ??? (415) 將（ 415）式代入（ 411）式得