汽車懸架雙活塞減振器研究

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1、汽車懸架雙活塞減振器研究汽車懸架雙活塞減振器研究 2014/07/21 1減振器特性的理論分析從物理結(jié)構(gòu)考慮，減振器的阻尼作用是由一系列固定節(jié)流孔和可變節(jié)流孔共同作用產(chǎn)生，因此汽車懸架雙活塞阻尼減振器可以簡(jiǎn)化為一系列液壓元件組成的等效液壓系統(tǒng)，其簡(jiǎn)化模型如圖2所示。根據(jù)其工作原理，可以將浮動(dòng)活塞總成結(jié)構(gòu)等效為由節(jié)流面積較小的常通孔和節(jié)流面積很大的可變節(jié)流孔組成的液壓系統(tǒng)。正常工況下，可變節(jié)流孔全部打開，此時(shí)液壓緩沖限位器幾乎不起節(jié)流作用，減振器的阻尼作用由流經(jīng)活塞閥的油液流量決定。根據(jù)流體力學(xué)相關(guān)理論，流經(jīng)減振器活塞閥的油液流量Qd與活塞上、下表面油液壓力差和閥體的節(jié)流孔面積有關(guān)，流經(jīng)伸張閥的

2、油液流量可表示為：由于減振器的阻尼力由活塞上、下表面油液壓力差和活塞桿截面積決定，因此在一定活塞運(yùn)動(dòng)速度下，減振器阻尼力計(jì)算公式為：由公式（4）可知，正常工況下，減振器的阻尼力與活塞運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。當(dāng)減振器被逐漸拉伸時(shí)，流經(jīng)限位緩沖結(jié)構(gòu)可變節(jié)流孔部分的油液會(huì)被限位緩沖墊遮擋，并隨著減振器運(yùn)行至極限行程位置，油液幾乎全部流經(jīng)節(jié)流面積很小的常通孔，從而產(chǎn)生一個(gè)附加的阻尼力。根據(jù)流體力學(xué)相關(guān)理論，流經(jīng)浮動(dòng)活塞孔隙的油液流量Qa由浮動(dòng)活塞總成上、下腔的壓力差和常通孔面積決定，即：從公式（9）中可以看出，浮動(dòng)活塞總成產(chǎn)生的附加阻尼力也與活塞的運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)。2試驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析2.1試驗(yàn)方法參照QC/T54

3、5-1999汽車筒式減振器臺(tái)架試驗(yàn)方法，在MTS公司生產(chǎn)的減振器試驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行相關(guān)示功特性試驗(yàn)。對(duì)雙活塞阻尼減振器試件施加正弦位移激勵(lì)，行程固定，依次變化頻率（每個(gè)頻率下進(jìn)行3個(gè)循環(huán)周期試驗(yàn)），從低速到高速進(jìn)行試驗(yàn)，得到相應(yīng)的示功曲線。為了滿足用戶需求，本文選取5個(gè)測(cè)試速度點(diǎn)，即0.05m/s、0.13m/s、0.26m/s、0.39m/s和0.53m/s。為了研究浮動(dòng)活塞總成設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)減振器特性的影響，本文將對(duì)4種不同浮動(dòng)活塞總成的減振器進(jìn)行臺(tái)架試驗(yàn)，試驗(yàn)計(jì)劃如表1所示。2.2試驗(yàn)結(jié)果分析對(duì)雙活塞阻尼減振器試驗(yàn)樣件按上述試驗(yàn)方法試驗(yàn)，得到表1中4組不同浮動(dòng)活塞總成的減振器示功特性曲線如圖3所示

4、。根據(jù)圖3示功特性曲線可以看出：a.減振器在正常拉伸工作區(qū)間運(yùn)行時(shí)，會(huì)產(chǎn)生與汽車彈性元件相匹配的拉伸阻尼特性；當(dāng)減振器拉伸到極限位置時(shí)，其拉伸阻尼會(huì)逐步增大；減振器在壓縮行程的阻尼特性無(wú)變化。b.示功特性曲線中，伸張行程的最大阻尼力并不是發(fā)生在運(yùn)動(dòng)速度最大的平衡位置0點(diǎn)，而是超過(guò)了平衡位置。由此可知，活塞運(yùn)動(dòng)到平衡位置時(shí)，浮動(dòng)活塞上通孔的流通面積還處于不斷變化中，直到示功曲線上最大阻尼點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置流通面積達(dá)到最小。c.同一類型浮動(dòng)活塞總成下，不同活塞運(yùn)動(dòng)速度的示功特性曲線都在同一位置出現(xiàn)拐點(diǎn)，阻尼力從這一點(diǎn)開始迅速增加。由此可以判斷出，曲線上拐點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位移即為浮動(dòng)活塞總成限位緩沖作用的起始位置

5、。d.同一類型浮動(dòng)活塞總成下，隨著活塞運(yùn)動(dòng)速度的增加，阻尼力增大明顯，且阻尼力的變化是連續(xù)變化的，圖3中表現(xiàn)為梯度較大的圓滑曲線，不僅能有效緩沖減振器極限位置的沖擊，還能緩解由于沖擊造成的乘坐舒適性差等問(wèn)題。e.支撐彈簧剛度和浮動(dòng)活塞上通孔直徑的大小都對(duì)減振器的阻尼特性具有一定影響。綜合上述可知，本文提出的雙活塞阻尼減振器可以增加伸張行程中的最大阻尼力，且不影響壓縮行程的阻尼特性。3結(jié)束語(yǔ)本文對(duì)普通液壓阻尼減振器進(jìn)行改進(jìn)，提出一種適用于汽車麥弗遜懸架的雙活塞阻尼減振器，并對(duì)其工作機(jī)理進(jìn)行分析，通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)得到示功特性。試驗(yàn)結(jié)果表明，本文提出的雙活塞阻尼減振器在伸張行程可以產(chǎn)生附加的阻尼力，使其比傳統(tǒng)減振器具有更好的緩沖減振功能，有效提高了汽車惡劣行駛工況下的平順性，且延長(zhǎng)了減振器的使用壽命。作者：陳雙梁海林王一臣王建單位：遼寧工業(yè)大學(xué)錦州立德汽車減振器有限公司 上一個(gè)文章： 汽車分動(dòng)器內(nèi)部流場(chǎng)的數(shù)值模擬下一個(gè)文章： 汽車控制器線束的電磁兼容仿真