汽車懸架雙活塞減振器研究

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化為一系列液壓元件組成的等效液壓系統(tǒng)，其簡化模型如圖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/T545-1999汽車筒式減振器臺架試驗(yàn)方法，在MTS公司生產(chǎn)的減振器試驗(yàn)臺上進(jìn)行相關(guān)示功特性試驗(yàn)。對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)對減振器特性的影響，本文將對4種不同浮動(dòng)活塞總成的減振器進(jìn)行臺架試驗(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。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。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題。e.支撐彈簧剛度和浮動(dòng)活塞上通孔直徑的大小都對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)束語本文對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，并對其工作機(jī)理進(jìn)行分析，通過臺架試驗(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