【正文】 Fig22 Shock absorber structure diagram雙向作用筒式液壓減振裝置中通常都具有如上圖所示的四個閥，即壓縮閥、拉伸閥、流通閥和補(bǔ)償閥。壓縮閥和伸張閥是卸荷閥，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。雙向作用筒式減振裝置的工作原理可按車輪和車身運(yùn)動的相對運(yùn)動方向分為壓縮和拉伸兩個行程。活塞下面的腔室(下腔)的容積變小，油壓升高油液流經(jīng)流通閥4流到活塞上面的腔室(上腔)。這些閥對油液的節(jié)流作用便造成對懸架壓縮運(yùn)動的阻尼力。此時減振裝置活塞向上移動。卜腔內(nèi)的油液便推開拉伸閥10流入下腔。此時，這些閥的節(jié)流作用即造成對懸架拉伸運(yùn)動的阻尼力。例如，當(dāng)車架或車身振動較緩慢，即活塞向下的運(yùn)動速度較低時，油壓不足以克服壓縮閥彈簧的預(yù)緊力而推開閥門。當(dāng)車身振動劇烈，即活塞向下運(yùn)動的速度高時，則活塞下腔油壓驟增，達(dá)到能克服壓縮閥彈簧的預(yù)緊力時，便推開壓縮閥，使油液在很短的時間內(nèi)，通過較大的通道流回儲油缸。同樣，拉伸行程中減振裝置的阻尼力也應(yīng)設(shè)計(jì)成隨活塞運(yùn)動速度變化而變化。當(dāng)車身劇烈運(yùn)動時，活塞上移速度增大。顧名思義，摩擦式減振裝置利用兩個緊壓在一起的盤片之間相對運(yùn)動時的摩擦力提供阻尼。汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用液力減振裝置。此時，孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)摩擦便形成對振動的阻尼力，使車身和車架的振動能量轉(zhuǎn)化為熱能，而被油液和減振裝置殼體所吸收，然后散到大氣中。與筒式液力減振裝置相比，搖臂式減振裝置的活塞行程要短得多，因此其工作油壓可高達(dá)，而筒式減振裝置只有。筒式減振裝置包括：雙向作用式減振裝置、單向作用式減振裝置。另有一種減振裝置僅在伸張行程內(nèi)起作用，稱為單向作用減振裝置。流通閥和補(bǔ)償閥是一般的單向閥，其彈性很弱，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)，完全不通液流；而當(dāng)油壓作用力與彈簧力反向時，只要有很小的油壓，閥便能開啟。1—活塞桿；2—工作缸筒；3—活塞；4—伸張閥；5—儲油缸筒；6—壓縮閥；7—補(bǔ)償閥；8—流通閥；9—導(dǎo)向座：10—防塵罩；11—油封圖31 雙向作用式減振裝置示意圖Fig31 Bidirectional function shock absorber diagram，分為壓縮和伸張兩個行程加以說明。活塞下面的腔室（下腔）容積減小，油壓升高，油液經(jīng)流通閥8流到上面的腔室（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。伸張行程：當(dāng)汽車車輪滾進(jìn)凹坑或滾離凸起時，車輪相對車身移開，減振裝置受拉伸?；钊锨挥蛪荷?，流通閥8關(guān)閉。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)償。壓縮閥的節(jié)流阻力應(yīng)設(shè)計(jì)成隨活塞運(yùn)動速度而變化。此時多余部分的油液便經(jīng)一些常通的縫隙（圖上未畫出）流回儲油腔。這樣，油壓和阻尼力都不致超過一定限度，以保證壓縮行程中彈性元件的緩沖作用得到充分發(fā)揮。當(dāng)車輪向下速度不大（即活塞向上的運(yùn)動速度不大）時，油液經(jīng)伸張閥的常通孔隙（圖上未畫出）流入下腔，由于通道截面積很小，便產(chǎn)生較大的阻尼力，從而消耗了振動能量，使振動迅速衰減。這樣，可使減振裝置及懸架系統(tǒng)的某些零件不會因超載而損壞。這就保證了減振裝置在伸張行程內(nèi)產(chǎn)生的阻尼力比壓縮行程內(nèi)產(chǎn)生的阻尼力大得多。圖3是單筒充氣式減振裝置工作原理圖，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在缸筒的下部裝有一個浮動活塞m2，在浮動活塞與筒缸一端形成的密閉氣室C中，充有高壓（2~3MPa）的氮?dú)?。浮動活塞上裝有大段面的O形密封圈，它可以把油和氣完全分開，故此活塞亦稱封氣活塞。此二閥均由一組厚度相同，直徑不等，由大到小而排列的彈簧鋼片組成。使工作活塞的上腔和下腔之間產(chǎn)生油壓差，壓力油便推開壓縮閥或伸張閥而來回流動。由于活塞桿的進(jìn)出而引起的缸筒容積的變化，則由浮動活塞的上下運(yùn)動來補(bǔ)償。而前面所述的雙向作用筒式減振裝置又稱雙筒式減振裝置。同時單筒充氣液壓減振裝置也存在以下缺點(diǎn)：1) 由于制造精度提高等原因使成木上升；2) 關(guān)于高壓氣體的影響，對油封的性能要求更高；3) 充氣工藝比較復(fù)雜，且不宜修理；4) 加果工作缸筒受到外界沖擊而產(chǎn)生變形時，減振裝置就不能正常工作；5) 溫度的變化對壓出活塞的力有影響，不利于減振裝置的工作穩(wěn)定性；6) 由于比普通雙筒液壓減振裝置在軸向多了一個氣室，所以需要考慮一個較大的軸向安裝空間。 單筒充氣式減振裝置的工作原理單筒充氣式減振裝置的工作原理如圖32所示。其中伸張腔和壓縮腔中的液壓油與氣腔中的氮?dú)獗桓踊钊珠_。同樣,當(dāng)活塞桿縮進(jìn)缸體時,缸體壓縮腔B 中的油液被迫通過活塞上壓縮閥流入伸張腔A。缸體中高壓氮?dú)怏w積的變化起到補(bǔ)償活塞桿運(yùn)動引起油液運(yùn)動的作用,相當(dāng)于傳統(tǒng)懸架中的彈性元件。雙筒充氣液壓減振裝置完全保有雙筒液壓減振裝置的結(jié)構(gòu)形式，復(fù)原行程和壓縮行觸的工作原理與普通雙筒液壓減振裝置相同。因此，雙筒充氣液壓減振裝置將成我為國汽車減振裝置發(fā)展的一個重要方向。按雙筒充氣液壓減振裝置中工作介質(zhì)貯存方式的不同可以將其分為兩大基木類型：第一類是油氣分開式。油氣分開式在貯油腔中設(shè)立專門的單獨(dú)氣室，具體結(jié)構(gòu)有以下幾種形式：1) 減振裝置中帶有方向控制閥，無底閥，通過通路連接減振裝置工作缸和貯液筒；2) 減振裝置無底閥，頂部設(shè)置球狀氣、液分隔室；3) 減振無底閥，帶有單獨(dú)的氣室；4) 減振裝置帶有底閥和閉鎖裝置；5) 減振裝置設(shè)置兩個氣室，分別裝有高壓和低壓氣壓；6) 減振裝置設(shè)置底閥，內(nèi)有專用低壓尼龍氣囊。泛采用，油氣混合式較油氣分開式結(jié)構(gòu)更為簡單，成本也更低，一般還設(shè)有在國內(nèi)外被廣這種結(jié)構(gòu)形式通常有兩種典型結(jié)構(gòu):一種是有底閥，在結(jié)構(gòu)上與雙筒液壓減振裝置相近；另一種是沒有底閥，在工作原理上與單筒充氣液壓減振裝置相似。不設(shè)置底閥的雙筒充氣液壓減振裝置，仍是向貯油腔內(nèi)充入低壓氣體，其復(fù)原阻力和壓縮阻力均由活塞閥系提供，這種結(jié)構(gòu)實(shí)際上是用雙筒液壓減振裝置的形式實(shí)現(xiàn)了單筒充氣液壓減振裝置的結(jié)構(gòu)。在靠近工作缸的頂部位置安裝了單向閥，它允許減振油從頂部流入工作缸與儲油筒之間的儲油室，也允許充入減振裝置的壓縮氣體通過，進(jìn)入工作缸與儲油筒之間的儲氣室，儲氣室在儲油室上部形成，但限制壓縮氣體反向流動。設(shè)置底閥的雙筒充氣液壓減振裝置的基本工作原理與普通雙筒液壓減振裝置的工作原理相同:復(fù)原行程時，活塞相對于工作缸筒向上運(yùn)動，工作缸上腔的油液便通過復(fù)原閥進(jìn)入工作缸下腔，不足部分的油液由儲油腔內(nèi)的油液通過補(bǔ)償閥補(bǔ)充，由于復(fù)原閥的節(jié)流作用而產(chǎn)生了復(fù)原阻力，在這一過程中，儲油腔內(nèi)壓縮氣體的體積逐漸增大，并始終保持對儲油腔內(nèi)的油液施加壓力。 氣囊式液壓減振裝置吸納了雙筒充氣液壓減振裝置和單筒充氣液壓減振裝置的優(yōu)點(diǎn)，氣囊式液壓減振裝置在本體結(jié)構(gòu)上與雙筒液壓減振裝置基本相同:獨(dú)立的氣囊內(nèi)裝有浮動活塞將減振油與壓縮氣體隔離，在結(jié)構(gòu)形式上與單筒充氣液壓減振裝置相似，氣囊與減振裝置本體之間用軟管連接。4 雙筒液壓減振裝置由于雙筒充氣液壓減振裝置是在雙筒液壓減振裝置基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，所以，在此先討論雙筒液壓減振裝置。在通過凸起路面時，車輪和車身的相對速度要比通過凹路面時大得多。在懸架壓縮行程內(nèi)，減振裝置阻尼力較小，以充分發(fā)揮懸架彈簧的彈性，緩和路面沖擊，在懸架復(fù)原行程內(nèi)，減振裝置的阻尼力較大，以便迅速衰減振動。減振裝置的外特性是由內(nèi)特性決定的，減振裝置要獲得優(yōu)良的外特性，決定其阻尼力大小的活塞閥分總成及底閥分總成的設(shè)計(jì)制造是至關(guān)重要的。這樣液壓減振裝置便將車輛振動的機(jī)械能轉(zhuǎn)換為熱能，經(jīng)貯液筒與冷空氣的熱交換及熱輻射，將熱能耗散到大氣中去，因而從本質(zhì)上說液壓減振裝置實(shí)際上是一個耗能器。其活塞閥分總成一般由8種零件構(gòu)成，圖41是這種活塞閥分總成的結(jié)構(gòu)簡圖。通過改變活塞閥閥片的數(shù)量及改變活塞閥閥體環(huán)槽的高差可以達(dá)到不同的復(fù)原阻尼力要求，從而滿足多種液壓減振裝置對阻尼值的不同要求。液壓減振裝置的外特性具有非線性的變化趨勢，一般采用分段設(shè)計(jì)的方法，分別對減振裝置的低速特性、中速特性和高速特性進(jìn)行設(shè)計(jì)，以滿足減振裝置在不同速度點(diǎn)下對阻尼力的要求。活塞在中速運(yùn)動時，活塞閥閥片由于受到工作缸上腔高壓油的作用而產(chǎn)生彈性變形，這時復(fù)原阻力的大小主要是由活塞閥閥片內(nèi)圈的彈性變形來實(shí)現(xiàn)的。低速運(yùn)動時活塞閥閥片尚未打開，減振油經(jīng)活塞閥分總成中的常通孔由工作缸上腔流入工作缸下腔。復(fù)原行程時活塞向上運(yùn)動遠(yuǎn)離工作缸，連桿不斷從工作缸內(nèi)抽出，因而從活塞上腔流入活塞下腔的減振油不能完全補(bǔ)充活塞下腔因活塞上移而形成的空間，其余部份的減振油就由貯液筒經(jīng)底閥分總成的補(bǔ)償閥流入工作缸下腔，以使工作缸下腔充滿減振油。 圖42減振裝置的示功圖和速度特性曲線 Fig42 Shock absorber dynamometer card and velocity characteristic curve根據(jù)流體力學(xué)，在高壓油的作用下，活塞閥分總成產(chǎn)生的復(fù)原阻力可由下式確定。表41理論復(fù)原阻尼力值和通流面積Tablet41 The theories original damping dint values and flow area table活塞速度（m/s） 復(fù)原力（N） 通流面積（mm） 196 490 833 1400 根據(jù)表41的計(jì)算結(jié)果，可以初步確定活塞閥分總成中各零件的結(jié)構(gòu)參數(shù)，如常通孔的大小及數(shù)量，活塞閥閥片的尺寸及數(shù)量，活塞閥閥體上通流孔的大小及數(shù)量等。即實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)考慮到這些情況的影響，對具體數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行修正。其中，底閥保持架與底閥座一起決定了底閥彈簧、底閥閥體、底閥閥片安裝空間的大小?；钊诘退龠\(yùn)動時，其壓縮阻力的大小通常也采用開設(shè)常通孔的方法來達(dá)到，常通孔的開設(shè)一般也是采用在底閥座上壓制凹坑或用有缺口的常通孔閥片來產(chǎn)生的?；钊诟咚龠\(yùn)動時，其壓縮阻力的大小受到底閥閥體上通油孔的限制。活塞在中速及高速運(yùn)動時，底閥閥片因受到工作缸下腔高壓油液的作用而產(chǎn)生彈性變形，使底閥閥片與底閥閥體之間形成環(huán)形縫隙，使壓縮閥打開，這時減振油除少部分流經(jīng)常通孔以外，大部分減振油經(jīng)過因底閥閥片翹曲變形而與底閥閥體之間形成的間隙由工作缸下腔流入貯油筒。壓縮行程時活塞向下運(yùn)動移近工作缸，隨著活塞的運(yùn)動，連桿不斷從工作缸以外向工作缸內(nèi)移動，在工作缸上腔形成環(huán)形空間。但如果壓縮行程時，減振油不能首先充滿工作缸上腔，就會在工作缸上腔形成“空穴”，從而在復(fù)原行程時產(chǎn)生外特性空程性畸變。注油量的最上限不能超過活塞在壓縮行程最低位置時，工作缸與貯液筒所能容納的極限油量。 壓縮行程時，根據(jù)不同速度點(diǎn)下壓縮阻力的設(shè)定值，可以計(jì)算出在不同壓縮阻力值下底閥分總成的通流面積，底閥分總成產(chǎn)生的壓縮阻力可由下式確定。表41是壓縮閥分總成的理論通流面積。例如，常通孔的大小及數(shù)量，底閥閥片的尺寸及數(shù)量，底閥閥體上通流孔的大小及數(shù)量等。5 雙筒充氣液壓減振裝置主要零件的制作雙筒液壓減振裝置工作缸下腔所要求的補(bǔ)償液流量是隨著減振裝置工作速度的增大而增大的(單位時間內(nèi))，而補(bǔ)償閥的通流面積由于受到結(jié)構(gòu)上的限制，不能無限增大，因而當(dāng)減振裝置的工作速度大到某一速度時，便會發(fā)生補(bǔ)償閥補(bǔ)油不足的現(xiàn)象，從而使壓縮行程出現(xiàn)空程性畸變，此時的工作速度便是減振裝置的臨界速度。 （51）——貯油腔進(jìn)入工作缸下腔的補(bǔ)償流量（）——活塞桿面積（）——減振裝置工作速度（）在貯油腔與工作缸下腔的壓差期作用下，貯油腔通過補(bǔ)償閥流向工作缸下腔的實(shí)際補(bǔ)油量為 (52)——貯油腔進(jìn)入工作缸下腔的實(shí)際補(bǔ)償流量（）——流量系數(shù)（~）——減振液密度（）——補(bǔ)償閥通流面積（）——貯油腔與工作缸下腔的壓力差（Pa）當(dāng)時，表明補(bǔ)償閥向工作缸下腔的補(bǔ)油能力不足，這時就會發(fā)生減振裝置外特性空程性畸變。而當(dāng)時，補(bǔ)償閥向工作缸下腔的補(bǔ)油能力與工作缸下腔所需要的補(bǔ)償油量正好相等，這是減振裝置外特性不發(fā)生空程性畸變的基本條件，此時的v,就是減振裝置外特性不發(fā)生畸變的臨界速度。雙筒充氣液壓減振裝置由于在貯油腔內(nèi)充入低壓氣體，提高了貯油腔與工作缸下腔之間的壓差明，增加了補(bǔ)償閥的補(bǔ)油能力，因而提高了減振裝置抗畸變的臨界速度。圖51減振裝置壓力差，補(bǔ)油量，臨界速度關(guān)系 The Difference of Shock Absorber,Oil Regain ,Bondary Velocity圖51是減振裝置壓力差、補(bǔ)油量、臨界速度之間的關(guān)系圖，現(xiàn)將SC7080微型車前減振裝置的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)代入((51)便可以得到這種減振裝置在充入4bar壓縮氣體的條件下所能達(dá)到的臨界速度為 將SC6350微型車前減振裝置的具體結(jié)構(gòu)參數(shù)代入式(53)也可以得到這種減振裝置在充入4bar壓縮氣體的條件下所能達(dá)到的臨界速度為 從以上計(jì)算結(jié)果可以看出只需充入4bar的壓縮氣體便能將這兩種減振裝置的臨界速度提高到3m/s以上:表51是SC7080和SC6350在不同氣體壓力之下的臨界速度?，F(xiàn)根據(jù)SC6350微型車主要技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)減振裝置。如圖51所示結(jié)構(gòu)中的阻尼系數(shù)可由下式計(jì)算： （54）式中：k杠