車(chē)輛雙筒充氣液壓減振裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

前言自十九世紀(jì)第一輛汽車(chē)誕生以來(lái)，汽車(chē)工業(yè)經(jīng)歷了100余年的發(fā)展歷程，由于科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，使汽車(chē)的各項(xiàng)性能有了很大的提高，現(xiàn)在汽車(chē)已經(jīng)成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)生活中不可缺少的一種運(yùn)輸及交通工具，并且汽車(chē)工業(yè)的規(guī)模及其產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)成為衡量一個(gè)國(guó)家技術(shù)發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。汽車(chē)問(wèn)世百余年來(lái)，特別是從汽車(chē)產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)及汽車(chē)工業(yè)的大發(fā)展以來(lái)，汽車(chē)已為世界經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展、為人類(lèi)進(jìn)入現(xiàn)代化生活，產(chǎn)生了無(wú)法估量的巨大影響，為人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步作出了不可磨滅的巨大貢獻(xiàn)，掀起了一場(chǎng)劃時(shí)代的革命。人類(lèi)社會(huì)及人們生活的“汽車(chē)化”，大大地?cái)U(kuò)大了人們?nèi)粘；顒?dòng)的范圍，擴(kuò)大并加速了地區(qū)間、國(guó)際間的交往，成倍地提高了人們外出辦事的效率，極大地加快了人們的活動(dòng)節(jié)奏，促進(jìn)了世界經(jīng)濟(jì)的大發(fā)展與人類(lèi)的快速進(jìn)步，開(kāi)創(chuàng)了現(xiàn)代“汽車(chē)社會(huì)”這樣一個(gè)嶄新的時(shí)代。汽車(chē)是由上萬(wàn)個(gè)零件組成的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、加工精密的“技術(shù)密集、勞動(dòng)密集、資金密集”型的機(jī)（機(jī)械）、電（電氣、電子）、液（液壓）、化（化工）、美（美工造型）一體化且大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，也是世界上零件數(shù)以104計(jì)、產(chǎn)量以107計(jì)的唯一產(chǎn)品，是產(chǎn)值高、壽命長(zhǎng)、需要量大的社會(huì)必需品。我國(guó)汽車(chē)工業(yè)經(jīng)過(guò)近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，取得了令人矚目的成績(jī)，特別是改革開(kāi)放以來(lái)，汽車(chē)工業(yè)獲得了迅速的發(fā)展，同時(shí)隨著人們的物質(zhì)生活水平的提高，對(duì)汽車(chē)的綜合性能提出了更高的要求，不僅要求汽車(chē)具有較高的可靠性、操縱性、穩(wěn)定性、安全性，而且要求汽車(chē)（特別是轎車(chē)）必需具有良好的乘用舒適性，這就對(duì)汽車(chē)的綜合性能，特別是對(duì)汽車(chē)的懸架系統(tǒng)提出了更高的要求。懸架減振裝置作為車(chē)輛懸架系統(tǒng)的一個(gè)重要的作用。由于我國(guó)轎車(chē)減振裝置的發(fā)展時(shí)間短，起點(diǎn)低，技術(shù)水平落后，因此在國(guó)產(chǎn)品中，高級(jí)轎車(chē)上還大量使用進(jìn)口減振裝置。所以，提高我國(guó)懸架系統(tǒng)性能是一個(gè)急需解決的重大課題，懸架減振裝置已經(jīng)列為我過(guò)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展規(guī)劃中優(yōu)先發(fā)展重要項(xiàng)目之一。1概述11懸架減振裝置的作用車(chē)輛在行駛過(guò)程中，由于路面的凹凸不平等眾多因素激起汽車(chē)的振動(dòng)，這種由于道路的凹凸不平而引起的沖擊和振動(dòng)，通過(guò)車(chē)輪傳遞到懸架，然后在由懸架傳遞到車(chē)身，從而引起駕駛?cè)藛T及其乘坐人員的振動(dòng)，當(dāng)然也對(duì)貨物形成沖擊。這樣就使車(chē)輛中的人或貨物處于振動(dòng)環(huán)境中，這種振動(dòng)大大的降低了車(chē)輛行駛的平穩(wěn)性，振動(dòng)影響著人的舒適性，工作效率和健康。汽車(chē)的平穩(wěn)性就是保證汽車(chē)在行駛過(guò)程中乘員所處的振動(dòng)環(huán)境具有一定舒適度的性能，對(duì)于載貨汽車(chē)還包括保持貨物完好的性能。同時(shí)，平穩(wěn)性也影響著車(chē)輛的操縱性，穩(wěn)定性及其安全，并且縮短了汽車(chē)的使用壽命，所以，這種情況是我們希望能夠避免的。物體無(wú)阻尼自由振動(dòng)衰減時(shí)間很長(zhǎng)，而物體有阻尼振動(dòng)的衰減時(shí)間就大大縮短。車(chē)輛受到?jīng)_擊后產(chǎn)生的振動(dòng)希望能夠迅速地衰減，盡量減小路面的沖擊對(duì)車(chē)身的影響，因此在車(chē)身與車(chē)輪之間設(shè)有懸架系統(tǒng)。懸架系統(tǒng)一般由彈性元件（如板簧、螺旋彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧等），阻尼元件（如減振裝置）和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等零部件組成。懸架系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了車(chē)身和車(chē)輪之間的彈性連接和彈性支撐，因此當(dāng)車(chē)輪行駛在凹凸不平的路面而受到激烈振動(dòng)時(shí)，懸架裝置就會(huì)有效的抑制和降低車(chē)身和車(chē)輪的動(dòng)載，衰減車(chē)身和車(chē)輪的振動(dòng)，從而保證車(chē)輛行駛的舒適性和安全性。減振裝置作為懸架系統(tǒng)的主要阻尼元件通過(guò)與懸架系統(tǒng)的良好匹配，能夠有效的隔離來(lái)自地面的干擾并吸收激振能量，迅速地衰減車(chē)身的振動(dòng)，并將動(dòng)能轉(zhuǎn)換為熱能，耗散到大氣中，從而使傳遞到車(chē)身的振動(dòng)幅度極大減小，從而起到了一個(gè)低通濾波器的作用。而且減振裝置還能與懸架彈簧一起衰減由不平道路引起的人體不適應(yīng)頻率的傳遞（對(duì)于垂直振動(dòng)，在頻率為48HZ時(shí)，人體容許的振動(dòng)加速度最??；而對(duì)于水平振動(dòng)，在頻率為12HZ時(shí)，人體容許的振動(dòng)加速度最小），使車(chē)輛的振動(dòng)頻率遠(yuǎn)離人體不適應(yīng)頻率（振動(dòng)對(duì)人體的影響，既與振動(dòng)頻率、振動(dòng)強(qiáng)度、振動(dòng)作用方向有關(guān)，同時(shí)也和人的心理、生理狀態(tài)有關(guān)，似乎一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程，按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO2631人承受全身振動(dòng)的評(píng)價(jià)指南推薦用1/3倍頻率分別評(píng)價(jià)方法和總加權(quán)值方法對(duì)人承受全身振動(dòng)進(jìn)行評(píng)價(jià)），從而提高車(chē)輛運(yùn)行的平穩(wěn)性、安全性和舒適性。12國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)作為連接車(chē)輪與車(chē)身的懸架系統(tǒng)，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展出獨(dú)立懸架系統(tǒng)，非獨(dú)立的懸架系統(tǒng)，平衡懸架系統(tǒng)等多種懸架結(jié)構(gòu)形式，無(wú)論是哪一種懸架系統(tǒng)，都要對(duì)車(chē)輛提供彈性支撐，有效的隔離來(lái)自地面的干擾，傳遞力和力矩等?，F(xiàn)代汽車(chē)的懸架系統(tǒng)均采用彈性懸架系統(tǒng)，它較好的滿足了汽車(chē)的各項(xiàng)要求，促進(jìn)了汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展。懸架系統(tǒng)安裝的阻尼元件，能夠衰減、降低車(chē)身及車(chē)輪的振動(dòng)，而且車(chē)身或車(chē)輪的振動(dòng)越劇烈，阻尼也越大，這種阻力要求也已經(jīng)很好的被液壓阻力器所滿足，目前汽車(chē)上所采用的阻尼器，已經(jīng)清一色的使用了液壓阻尼器。液壓阻尼器的阻尼原理是迫使阻尼器內(nèi)的油液流過(guò)縫隙或小孔，因縫隙或小孔節(jié)流而形成阻尼力。液壓減振裝置端的上端和車(chē)身相連，下端和車(chē)輪相連，車(chē)輛在行駛過(guò)程中，由于路面激勵(lì)，引起車(chē)身與車(chē)輪間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，從而是液壓阻尼器中的活塞相對(duì)于缸筒做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，液壓油便通過(guò)個(gè)阻尼元件在減振裝置內(nèi)工作缸的上、下腔和貯油腔之間來(lái)回運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生阻尼力，不斷衰減車(chē)身和車(chē)輪的振動(dòng)。自三十年代初采用筒式液壓減振裝置以來(lái)，其基本原理并無(wú)大的變化。然而，有關(guān)阻尼器匹配的研究和結(jié)構(gòu)（密封，導(dǎo)向和阻尼閥等）的進(jìn)一步發(fā)展與演變?nèi)栽诶^續(xù)進(jìn)行。國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家減振裝置的發(fā)展也經(jīng)歷了從搖臂式液壓減振裝置到筒式液壓減振裝置（單作用筒式液壓減振裝置和雙作用筒式液壓減振裝置）在到充氣式液壓減振裝置（單筒充氣式液壓減振裝置和雙筒充氣式液壓減振裝置）和阻力可調(diào)式液壓減振裝置（手動(dòng)調(diào)節(jié)或電動(dòng)調(diào)節(jié)）的過(guò)程，現(xiàn)在已研制出用電子系統(tǒng)控制的自適應(yīng)式液壓減振裝置（可根據(jù)激振頻率和振幅來(lái)調(diào)節(jié)阻尼的減振裝置），這種減振裝置可根據(jù)不同的路面條件和不同行駛要求，通過(guò)多級(jí)匹配與調(diào)節(jié)，從而在特性曲線族中，獲得一條令人相當(dāng)滿意的特性曲線，從而優(yōu)化和提高車(chē)輛行駛的舒適性和安全性，為底盤(pán)的優(yōu)化展示出新的前景。國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家懸架液壓減振裝置的設(shè)計(jì)和制造是建立在廣泛的標(biāo)準(zhǔn)和系列化基礎(chǔ)上的，在計(jì)算機(jī)技術(shù)十分發(fā)達(dá)的國(guó)家，大都有減振裝置CAD的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。然而即使在工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)用餓普通液壓減振裝置仍占統(tǒng)治地位。我國(guó)減振裝置的發(fā)展同國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家相比還比較落后，大約只相當(dāng)于國(guó)外70年代末，80年代初的水平我國(guó)液壓減振裝置經(jīng)過(guò)多年的研究發(fā)展，特別是最近十余年的發(fā)展，通過(guò)CKD件的組裝與技術(shù)及設(shè)備的引進(jìn)、消化和吸收獲得長(zhǎng)足的發(fā)展，有了明顯的進(jìn)步與提高?，F(xiàn)在我國(guó)己制定了減振裝置及其相關(guān)零部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且許多生產(chǎn)制造企業(yè)也建立了各自的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為減振裝置的設(shè)計(jì)、制造與驗(yàn)收提供了依據(jù)為減振裝置制造各種專(zhuān)用設(shè)備如在線示功機(jī)，單、雙動(dòng)壽命試驗(yàn)臺(tái)，旋壓封口機(jī)，流量試驗(yàn)臺(tái)，專(zhuān)用焊接設(shè)備，氣密性檢測(cè)設(shè)備，注油機(jī)，清洗機(jī)等的生產(chǎn)廠家也在不斷出現(xiàn)同時(shí)為減振裝置提供各種配套零部件如粉末冶金件、橡膠件、油封、減振裝置油、缸筒等的生產(chǎn)廠家其設(shè)計(jì)制造水平也在不斷提彈簧、無(wú)油潤(rùn)滑軸承、閥片、高。這些都促進(jìn)了我國(guó)減振裝置行業(yè)整體水平的提高。目前我國(guó)己經(jīng)能夠生產(chǎn)微型面包車(chē)用獨(dú)立懸掛減振裝置，并且己經(jīng)為部分國(guó)外引進(jìn)轎車(chē)配套生產(chǎn)獨(dú)立懸掛減振裝置在減振裝置的基礎(chǔ)理論研究方面國(guó)內(nèi)同樣進(jìn)行了大量的研究工作，有關(guān)主動(dòng)液壓減振裝置的研究工作也取得了一定的進(jìn)展，己研制出主動(dòng)液壓減振裝置的試驗(yàn)樣機(jī)然而，目前在國(guó)產(chǎn)轎車(chē)、微型車(chē)及其它各種車(chē)型上廣泛使用的仍舊是普通雙筒液壓減振裝置。國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家減振裝置的發(fā)展也經(jīng)歷了一個(gè)從落后到先進(jìn)的曲折過(guò)程，其懸架減振裝置的結(jié)構(gòu)型式在不斷地改進(jìn)，性能也在不斷地提高。目前，國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家液壓減振裝置正朝著充氣式減振裝置、可調(diào)減振裝置如載荷感應(yīng)式、位移依存式、位置依存式等及自適應(yīng)減振裝置如電流變減振裝置、磁流變減振裝置等的方向發(fā)展。其雙筒充氣液壓減振裝置經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展已占有相當(dāng)大的市場(chǎng)比例，可調(diào)減振裝置及自適應(yīng)減振裝置也已有商品車(chē)出現(xiàn)。無(wú)論采用那種結(jié)構(gòu)，減振裝置都是朝著各種高頻激振的阻尼力自動(dòng)控制、無(wú)級(jí)調(diào)整阻尼力機(jī)構(gòu)以及減振裝置溫度特性的進(jìn)一步改善，尤其是改善減振裝置的外特性和降低噪聲方向發(fā)展。目前，在國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家主動(dòng)懸架系統(tǒng)及自適應(yīng)減振裝置是車(chē)輛懸架特性和減振裝置外特性方面的重大變革。根據(jù)國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家液壓減振裝置的發(fā)展經(jīng)歷，并結(jié)合我國(guó)汽車(chē)行業(yè)的具體情況以中、低檔汽車(chē)為主，在普通雙筒液壓減振裝置發(fā)展到一定階段以后，充氣式雙筒液壓減振裝置將會(huì)成為國(guó)產(chǎn)液壓減振裝置的下一個(gè)發(fā)展方向。在目前的液壓減振裝置國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中，正在把充氣式液壓減振裝置的生產(chǎn)實(shí)踐和研究提到日程上來(lái)，其應(yīng)用領(lǐng)域必將日益增多。而變阻尼液壓減振裝置可調(diào)式減振裝置、自適應(yīng)減振裝置在我國(guó)目前尚處于前景研究階段。充氣式雙筒液壓減振裝置可以有效地改善減振裝置的外特性，極大地提高減振裝置的臨界速度，特別是在消除減振裝置外特性畸變和降低噪聲方面具有明顯的優(yōu)越性，并且具有優(yōu)良的可靠性及較低的靜摩擦力，具有廣闊的發(fā)展前景。雙筒充氣液壓減振裝置的理論和實(shí)踐在我國(guó)目前仍處于起步階段，其理論研究及生產(chǎn)實(shí)踐同國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家相比還有較大差距，有待各科研機(jī)構(gòu)，大專(zhuān)院校及企業(yè)作進(jìn)一步的研究開(kāi)發(fā)工作，以縮短同國(guó)外同行的差距。13論文的主要工作對(duì)現(xiàn)有的車(chē)輛減振裝置進(jìn)行充分的調(diào)研的基礎(chǔ)上，進(jìn)行車(chē)輛減振裝置的的特性分析，選擇參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，并結(jié)合實(shí)際，進(jìn)行雙筒充氣液壓減振裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。2減振裝置工作原理21減振裝置的功能及要求減振裝置的功能是吸收懸架垂直振動(dòng)的能量，并轉(zhuǎn)化為熱能耗散掉，使振動(dòng)迅速衰減，從而改善汽車(chē)行駛的平穩(wěn)性。通常減振裝置和彈性元件是并聯(lián)安裝的，如圖21所示。1車(chē)架；2減振裝置；3彈性元件4車(chē)橋圖21減振裝置和彈性元件的安裝示意圖FIG21SHOCKABSORBERANDTHEELASTICPARTINSTALLTHEDIAGRAM減振裝置阻尼力的大小隨車(chē)架與車(chē)橋（或車(chē)輪）的相對(duì)速度的增減而增減，并且與油液黏度有關(guān)。要求減振裝置所用油液的黏度受溫度變化的影響盡可能小；且具有抗汽化，抗氧化以及對(duì)各種金屬和非金屬零件不起腐蝕作用等性能。減振裝置的阻尼力愈大，振動(dòng)消除的愈快，但卻使并聯(lián)的彈性元件的作用不能充分發(fā)揮，同時(shí)，過(guò)大的阻尼力還可能導(dǎo)致減振裝置連接零件及車(chē)架損壞。為解決彈性元件與減振裝置之間的矛盾，對(duì)減振裝置提出如下要求1）在懸架壓縮行程（車(chē)橋與車(chē)架相互移近的行程）內(nèi)，減振裝置阻尼力應(yīng)較小，以便充分利用彈性元件的彈性，以緩和沖擊；2）在懸架伸張行程（車(chē)橋與車(chē)架相互遠(yuǎn)離的行程）內(nèi)，減振裝置阻尼力應(yīng)較大，以求迅速減振；3）當(dāng)車(chē)橋（或車(chē)輪）與車(chē)架的相對(duì)速度過(guò)大時(shí)，減振裝置應(yīng)當(dāng)能自動(dòng)加大液流通道截面積，使阻尼力始終保持在一定限度之內(nèi)，以避免承受過(guò)大的沖擊載荷。22減振裝置工作原理通常雙筒液壓減振裝置在壓縮和拉伸行程兩行程內(nèi)均能起作用，所以又稱(chēng)之為雙向作用筒式減振裝置，其簡(jiǎn)圖如圖22所示。用壓緊螺母固定在活塞桿1上的活塞可以在工作缸筒11中上下移動(dòng)活塞5上裝有流通閥總成4和拉伸閥總成10，用以產(chǎn)生拉伸阻力工作缸筒下端裝有底閥座8，其上有補(bǔ)償閥總成6和壓縮閥總成7，用以產(chǎn)生壓縮阻力工作缸筒上端有導(dǎo)向器3和油封總成2，油封總成密封減振裝置液9，不使油液外泄。油封蓋13使整個(gè)工作缸筒、底閥座、油封總成固定在儲(chǔ)油缸筒內(nèi)，工作缸筒內(nèi)充滿減振裝置液，儲(chǔ)油缸筒12與工作缸筒之間形成儲(chǔ)油腔，腔內(nèi)也裝有減振裝置液，但是不裝滿。1、活塞桿2、油封總成3、導(dǎo)向器4、流通閥總成5、活塞6、補(bǔ)償閥總成7、壓縮閥總成8、底閥座9,減振裝置液10、拉伸閥總成11、工作缸筒12、儲(chǔ)油缸筒13、油封蓋圖22減振裝置結(jié)構(gòu)示意圖FIG22SHOCKABSORBERSTRUCTUREDIAGRAM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(gè)閥，即壓縮閥、拉伸閥、流通閥和補(bǔ)償閥。流通閥和補(bǔ)償閥都是一般的單向閥，其彈簧很弱，當(dāng)閥上的油壓作用力與彈簧力同向時(shí)，閥處于關(guān)閉狀態(tài)，完全不通油液而當(dāng)油壓作用力彈簧力反向時(shí)，只要有很小的油壓，閥便能開(kāi)啟。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(shí)，閥才能開(kāi)啟而當(dāng)油壓減低到一定程度時(shí)，閥即自行關(guān)閉。雙向作用筒式減振裝置的工作原理可按車(chē)輪和車(chē)身運(yùn)動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向分為壓縮和拉伸兩個(gè)行程。壓縮行程當(dāng)汽車(chē)車(chē)輪滾上凸起或滾出凹坑時(shí)，車(chē)輪移近車(chē)架車(chē)身，減振裝置受壓縮，減振裝置活塞S下移。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。由于上腔被活塞桿1占去一部分，上腔內(nèi)增加的容積小于下腔減少的容積，故還有一部分油液推開(kāi)壓縮閥7，流回儲(chǔ)油缸12。這些閥對(duì)油液的節(jié)流作用便造成對(duì)懸架壓縮運(yùn)動(dòng)的阻尼力。拉伸行程當(dāng)汽車(chē)車(chē)輪滾離凸起和滾進(jìn)凹坑時(shí)，車(chē)輪相對(duì)車(chē)身移開(kāi)，減振裝置因彈性元件的存在而受拉伸。此時(shí)減振裝置活塞向上移動(dòng)?；钊锨挥蛪荷撸魍ㄩy4關(guān)閉。卜腔內(nèi)的油液便推開(kāi)拉伸閥10流入下腔。同樣，由于活塞桿的存在，自上腔流來(lái)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(shí)儲(chǔ)油缸中的油液便推開(kāi)補(bǔ)償閥6流入下腔進(jìn)行補(bǔ)充。此時(shí)，這些閥的節(jié)流作用即造成對(duì)懸架拉伸運(yùn)動(dòng)的阻尼力。壓縮閥的節(jié)流阻力應(yīng)設(shè)計(jì)成隨活塞運(yùn)動(dòng)速度變化而變化。例如，當(dāng)車(chē)架或車(chē)身振動(dòng)較緩慢，即活塞向下的運(yùn)動(dòng)速度較低時(shí)，油壓不足以克服壓縮閥彈簧的預(yù)緊力而推開(kāi)閥門(mén)。此時(shí)多余部分的油液便經(jīng)一些常通的孔或縫隙流回儲(chǔ)油腔。當(dāng)車(chē)身振動(dòng)劇烈，即活塞向下運(yùn)動(dòng)的速度高時(shí)，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(shí)，便推開(kāi)壓縮閥，使油液在很短的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)較大的通道流回儲(chǔ)油缸。這樣，油壓和阻尼力都致超過(guò)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。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(dòng)速度變化而變化。當(dāng)車(chē)輪向下運(yùn)動(dòng)速度不大，即活塞向上運(yùn)動(dòng)的速度不大時(shí)，油液經(jīng)伸張閥的常通孔隙流入下腔，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(dòng)能量，使振動(dòng)迅速衰減。當(dāng)車(chē)身劇烈運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞上移速度增大。3減振裝置類(lèi)型分析31減振裝置的分類(lèi)減振裝置大體上可分為兩類(lèi)，即摩擦式減振裝置和液力式減振裝置。顧名思義，摩擦式減振裝置利用兩個(gè)緊壓在一起的盤(pán)片之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的摩擦力提供阻尼。由于庫(kù)侖摩擦力隨相對(duì)運(yùn)動(dòng)的速度的提高而減小，并且很易受油、水的影響，無(wú)法滿足平穩(wěn)性的要求，因此雖然具有質(zhì)量小、造價(jià)低、易調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)，但現(xiàn)代汽車(chē)上已不在采用這類(lèi)減振裝置。汽車(chē)懸架系統(tǒng)中廣泛采用液力減振裝置。液力減振裝置的工作原理是當(dāng)車(chē)架與車(chē)橋作往復(fù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，而減振裝置中的活塞在缸筒內(nèi)也作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則減振裝置殼體的油液便反復(fù)地從一個(gè)內(nèi)腔通過(guò)一些窄小的孔隙流入另外一個(gè)腔。此時(shí)，孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)摩擦便形成對(duì)振動(dòng)的阻尼力，使車(chē)身和車(chē)架的振動(dòng)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。液力減振裝置首次出現(xiàn)于1901年，其兩種主要的結(jié)構(gòu)形式分別為搖臂式和筒式。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。筒式減振裝置的質(zhì)量?jī)H為搖臂式減振裝置AMP3015AMP52的，并且制造方便，工作壽命長(zhǎng)，因而現(xiàn)代汽車(chē)幾乎都采用筒式減振裝置。2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。在壓縮和伸張兩個(gè)行程內(nèi)均能起到減振作用的減振裝置稱(chēng)為雙向作用式減振裝置。另有一種減振裝置僅在伸張行程內(nèi)起作用，稱(chēng)為單向作用減振裝置。32雙向作用式減振裝置及其工作原理作用式減振裝置一般都具有四個(gè)閥（圖31），即壓縮閥6、伸張閥4、流通閥8、補(bǔ)償閥7。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(shí)，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(shí)，只要有很小的油壓，閥便能開(kāi)啟。壓縮閥和伸張閥是卸載閥，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(shí)，閥才能開(kāi)啟；而當(dāng)油壓減低到一定程度時(shí)，閥即自行關(guān)閉。1活塞桿；2工作缸筒；3活塞；4伸張閥；5儲(chǔ)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FIG31BIDIRECTIONALFUNCTIONSHOCKABSORBERDIAGRAM雙向作用筒式減振裝置的工作原理可按圖31，分為壓縮和伸張兩個(gè)行程加以說(shuō)明。壓縮過(guò)程當(dāng)汽車(chē)車(chē)輪滾上凸起或滾出凹坑時(shí)，車(chē)輪移近車(chē)架（車(chē)身），減振裝置受壓縮，減振裝置活塞3下移?；钊旅娴那皇遥ㄏ虑唬┤莘e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(kāi)壓縮閥6，流回儲(chǔ)油缸5。這些閥對(duì)油液的節(jié)流便造成對(duì)懸架壓縮運(yùn)動(dòng)的阻尼力。伸張行程當(dāng)汽車(chē)車(chē)輪滾進(jìn)凹坑或滾離凸起時(shí)，車(chē)輪相對(duì)車(chē)身移開(kāi)，減振裝置受拉伸。此時(shí)減振裝置活塞向上移動(dòng)?；钊锨挥蛪荷?，流通閥8關(guān)閉。上腔內(nèi)的油液便推開(kāi)伸張閥4流入下腔。同樣，由于活塞桿的存在，自上腔流來(lái)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(shí)儲(chǔ)油缸中的油液便推開(kāi)補(bǔ)償閥7流入下腔進(jìn)行補(bǔ)償。此時(shí)，這些閥的節(jié)流作用即造成對(duì)懸架伸張運(yùn)動(dòng)的阻尼力。壓縮閥的節(jié)流阻力應(yīng)設(shè)計(jì)成隨活塞運(yùn)動(dòng)速度而變化。例如，當(dāng)車(chē)身或車(chē)架振動(dòng)緩慢（即活塞向下的運(yùn)動(dòng)速度低）時(shí)，油壓不足以克服壓縮閥彈簧的預(yù)緊力而推開(kāi)閥門(mén)。此時(shí)多余部分的油液便經(jīng)一些常通的縫隙（圖上未畫(huà)出）流回儲(chǔ)油腔。當(dāng)車(chē)身振動(dòng)劇烈，即活塞向下運(yùn)動(dòng)的速度高時(shí)，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(shí)，便推開(kāi)壓縮閥，使油液在很短的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)較大的通道流回儲(chǔ)油缸。這樣，油壓和阻尼力都不致超過(guò)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。同樣，伸張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(dòng)速度而變化。當(dāng)車(chē)輪向下速度不大（即活塞向上的運(yùn)動(dòng)速度不大）時(shí)，油液經(jīng)伸張閥的常通孔隙（圖上未畫(huà)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(dòng)能量，使振動(dòng)迅速衰減。當(dāng)車(chē)身振動(dòng)劇烈時(shí)，活塞上移速度增大到使油壓足以克服伸張閥彈簧的預(yù)緊力時(shí)，使伸張閥開(kāi)啟，通道截面積增大，使油壓和阻尼力保持在一定限度內(nèi)。這樣，可使減振裝置及懸架系統(tǒng)的某些零件不會(huì)因超載而損壞。由于伸張閥彈簧的剛度和預(yù)緊力比壓縮閥的大，在同樣的油壓作用下，伸張閥及相應(yīng)的常通縫隙的通道截面積總和小于壓縮閥及相應(yīng)的常通縫隙的通道截面積總和。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。33單筒充氣式減振裝置單筒充氣式減振裝置是60年代以來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型減振裝置。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(gè)浮動(dòng)活塞M2，在浮動(dòng)活塞與筒缸一端形成的密閉氣室C中，充有高壓（23MPA）的氮?dú)?。在浮?dòng)活塞的上面是減振裝置油液。浮動(dòng)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(kāi)，故此活塞亦稱(chēng)封氣活塞。工作活塞M1上裝有隨其運(yùn)動(dòng)速度大小而改變通道截面積的壓縮閥和伸張閥。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。當(dāng)車(chē)輪上下跳動(dòng)時(shí)，減振裝置的工作活塞在油液中往復(fù)運(yùn)動(dòng)。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(kāi)壓縮閥或伸張閥而來(lái)回流動(dòng)。由于閥對(duì)壓力油產(chǎn)生較大的阻尼力，消耗了振動(dòng)能量，使振動(dòng)衰減。由于活塞桿的進(jìn)出而引起的缸筒容積的變化，則由浮動(dòng)活塞的上下運(yùn)動(dòng)來(lái)補(bǔ)償。因此這種減振裝置不需儲(chǔ)油缸筒，所以亦稱(chēng)單筒式減振裝置。而前面所述的雙向作用筒式減振裝置又稱(chēng)雙筒式減振裝置。單筒充氣液壓減振裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)1減少了一套閥門(mén)系統(tǒng)，使減振裝置的結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化；2提高乘坐的舒適性，并且有助于消除噪聲；3工作性能更為穩(wěn)定；4消除了油液的”乳化”和”氣泡”現(xiàn)象；5冷卻效果好；6防止了減振液的下降而產(chǎn)生的“早晨病”。同時(shí)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(duì)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(shí)，減振裝置就不能正常工作；5溫度的變化對(duì)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(gè)氣室，所以需要考慮一個(gè)較大的軸向安裝空間。由于它存在上述缺點(diǎn)，即使在工業(yè)化國(guó)家，它的市場(chǎng)占有量也不很高，占主導(dǎo)地位的產(chǎn)品仍然是雙筒液壓減振裝置。331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。它主要由缸體、浮動(dòng)活塞和活塞組件等組成。其中伸張腔和壓縮腔中的液壓油與氣腔中的氮?dú)獗桓?dòng)活塞分開(kāi)。減振裝置的工作過(guò)程為當(dāng)活塞桿從缸體伸出時(shí),缸體伸張腔A和壓縮腔B之間產(chǎn)生壓差,缸體伸張腔A的油液被迫通過(guò)活塞上伸張閥流入壓縮腔B。同樣,當(dāng)活塞桿縮進(jìn)缸體時(shí),缸體壓縮腔B中的油液被迫通過(guò)活塞上壓縮閥流入伸張腔A。當(dāng)液壓油流經(jīng)壓縮閥和伸張閥時(shí),由于液壓油的粘度導(dǎo)致壓力損失,起到消耗能量的作用。缸體中高壓氮?dú)怏w積的變化起到補(bǔ)償活塞桿運(yùn)動(dòng)引起油液運(yùn)動(dòng)的作用,相當(dāng)于傳統(tǒng)懸架中的彈性元件。圖32單筒充氣式減振裝置工作原理圖FIG32SINGLEBARRELGASIFICATIONSHOCKABSORBERMECHANISM34雙筒充氣液壓減振裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理在七十年代后期，研制出了雙筒充氣液壓減振裝置，這種減振裝置集單筒充氣液壓減振裝置和普通雙筒液壓減振裝置的優(yōu)點(diǎn)于一體，并同時(shí)克服了它們的缺點(diǎn)。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。但是，由于充有低壓氣體，在減振裝置工作過(guò)程中建立了某種形式的背壓，有效地提高了減振裝置外特性抗畸變的臨界速度，改善了減振裝置的工作性能，使行駛安全性和舒適性得到較好地協(xié)調(diào)，它也便于向所有形式的獨(dú)立懸架和非獨(dú)立懸架推廣應(yīng)用。因此，雙筒充氣液壓減振裝置將成我為國(guó)汽車(chē)減振裝置發(fā)展的一個(gè)重要方向。雙筒充氣液壓減振裝置具有下列優(yōu)點(diǎn)1）改善了減振裝置的外特性；2）提高了減振裝置的可靠性；3）降低了減振裝置的噪音；4）降低了減振裝置的摩擦力；5）降低了生產(chǎn)成本。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(lèi)型第一類(lèi)是油氣分開(kāi)式第二類(lèi)是油氣混合式。油氣分開(kāi)式在貯油腔中設(shè)立專(zhuān)門(mén)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(wú)底閥，通過(guò)通路連接減振裝置工作缸和貯液筒；2減振裝置無(wú)底閥，頂部設(shè)置球狀氣、液分隔室；3減振無(wú)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(gè)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(zhuān)用低壓尼龍氣囊。油氣混合式則是將已裝配好的雙筒液壓減振裝置利用特殊的充氣工藝，達(dá)到增壓的目的，為了控制壓縮氣體的流動(dòng)方向單向閥。泛采用，油氣混合式較油氣分開(kāi)式結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，成本也更低，一般還設(shè)有在國(guó)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(méi)有底閥，在工作原理上與單筒充氣液壓減振裝置相似。設(shè)置底閥的雙筒充氣液壓減振裝置是在普通雙筒液壓減振裝置的基礎(chǔ)上經(jīng)改進(jìn)而成的，其特點(diǎn)是向儲(chǔ)油腔內(nèi)充入了低壓氣體，其復(fù)原阻力和壓縮阻力仍分別由活塞閥及底閥產(chǎn)生。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)。設(shè)置底閥的雙筒充氣液壓減振裝置在結(jié)構(gòu)上與普通雙筒液壓減振裝置相似，但在導(dǎo)向座內(nèi)增加了由聚四氟乙烯材料制作的刮油環(huán)以去除活塞桿從工作缸內(nèi)帶出的多余油液，同時(shí)防止壓縮氣體對(duì)工作缸內(nèi)油液形成壓力。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(chǔ)油筒之間的儲(chǔ)油室，也允許充入減振裝置的壓縮氣體通過(guò)，進(jìn)入工作缸與儲(chǔ)油筒之間的儲(chǔ)氣室，儲(chǔ)氣室在儲(chǔ)油室上部形成，但限制壓縮氣體反向流動(dòng)。充氣油封在普通油封的唇口部分涂覆了一層耐高溫的減摩材料以延長(zhǎng)油封的壽命。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(shí)，活塞相對(duì)于工作缸筒向上運(yùn)動(dòng)，工作缸上腔的油液便通過(guò)復(fù)原閥進(jìn)入工作缸下腔，不足部分的油液由儲(chǔ)油腔內(nèi)的油液通過(guò)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(guò)程中，儲(chǔ)油腔內(nèi)壓縮氣體的體積逐漸增大，并始終保持對(duì)儲(chǔ)油腔內(nèi)的油液施加壓力。壓縮行程時(shí)，活塞相對(duì)于工作缸筒向下運(yùn)動(dòng)，工作缸下腔的油液便通過(guò)流通閥進(jìn)入工作缸上腔，多余部分的油液則通過(guò)壓縮閥進(jìn)入儲(chǔ)油腔，由于壓縮閥的節(jié)流作用而產(chǎn)生了壓縮阻力，在這一過(guò)程中，儲(chǔ)油腔內(nèi)壓縮氣體的體積逐漸減小，同樣始終保持對(duì)儲(chǔ)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(dòng)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。而臺(tái)架試驗(yàn)和道路試驗(yàn)表明氣囊式液壓減振裝置具有優(yōu)良的外特性，極高的可靠性和足夠的壽命。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(lái)的，所以，在此先討論雙筒液壓減振裝置。41雙筒液壓減振裝置的工作原理及分析一個(gè)匹配良好的減振裝置是車(chē)輛懸架系統(tǒng)優(yōu)劣的重要標(biāo)志之一。在通過(guò)凸起路面時(shí)，車(chē)輪和車(chē)身的相對(duì)速度要比通過(guò)凹路面時(shí)大得多。即減振裝置在復(fù)原行程時(shí)，須提供比較大的阻尼力，而在壓縮行程需要的阻尼力相對(duì)較弱，這是懸架動(dòng)力學(xué)對(duì)減振裝置阻尼設(shè)計(jì)提出的最基本的要求。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(dòng)。當(dāng)車(chē)輪與車(chē)身的相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度過(guò)大時(shí)，減振裝置可以自動(dòng)加大通流面積，以便使阻尼力始終保持在一定的限度之內(nèi)，避免車(chē)身承受過(guò)大的沖擊載荷。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。雙筒液壓減振裝置雖然在具體結(jié)構(gòu)形式上種類(lèi)很多存在差異，但其基本工作原理大體相同當(dāng)活塞在工作缸內(nèi)上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨著減振油在工作缸上下腔之間或工作缸與貯液筒之間的往復(fù)流動(dòng)，復(fù)原閥、壓縮閥分別產(chǎn)生復(fù)原阻力和壓縮阻力，而流通閥、補(bǔ)償閥則保證減振油在工作缸上下腔之間或工作缸與貯液筒之間的來(lái)回流動(dòng)，并確保減振油始終充滿工作缸。這樣液壓減振裝置便將車(chē)輛振動(dòng)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(shuō)液壓減振裝置實(shí)際上是一個(gè)耗能器。42復(fù)原行程工作原理及計(jì)算以一種純閥片結(jié)構(gòu)的液壓減振裝置為例，這種閥結(jié)構(gòu)型式在許多車(chē)型上的減振裝置中被廣泛采用。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(jiǎn)圖。圖41活塞閥分總成FIG41PISTONVALVESUBASSEMBLY活塞閥保持架，定位套與活塞一起決定了活塞閥彈簧，活塞閥閥體，活塞閥閥片安裝空間的大小，通過(guò)改變定位套的長(zhǎng)短可以改變其安裝空間的大小，從而調(diào)節(jié)流通閥的開(kāi)度，以保證減振油順利通過(guò)流通閥。通過(guò)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(duì)阻尼值的不同要求。液壓減振裝置的阻尼力隨著活塞運(yùn)動(dòng)速度相對(duì)于工作缸的變化而變化，我們把活塞運(yùn)動(dòng)速度分為低速點(diǎn)01M/S、中速點(diǎn)03M/S,052M/S,06M/S和高速點(diǎn)L0M/S,15M/S。液壓減振裝置的外特性具有非線性的變化趨勢(shì)，一般采用分段設(shè)計(jì)的方法，分別對(duì)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(duì)阻尼力的要求?；钊诘退龠\(yùn)動(dòng)時(shí)，阻尼力相對(duì)較小，其復(fù)原阻力的大小通常采用開(kāi)設(shè)常通孔的方法來(lái)達(dá)到，常通孔的開(kāi)設(shè)方法通常有兩種一種是直接在活塞的油線上壓制一些小的凹坑來(lái)產(chǎn)生常通孔，另一種方法是采用有缺口的常通孔閥片來(lái)產(chǎn)生常通孔活塞在中速運(yùn)動(dòng)時(shí)，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(shí)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(lái)實(shí)現(xiàn)的活塞在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，復(fù)原阻力進(jìn)一步增大，活塞閥閥片在高壓油的作用下，其變形量也進(jìn)一步增加，減振油的通流面積也在不斷加大，但其最大值受到活塞閥閥體上通油孔面積的限制。低速運(yùn)動(dòng)時(shí)活塞閥閥片尚未打開(kāi)，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。中速及高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞閥閥片因受到工作缸上腔高壓油液的作用而產(chǎn)生彈性變形使復(fù)原閥打開(kāi)，這時(shí)減振油除少部份流經(jīng)常通孔以外，大部份減振油經(jīng)過(guò)因活塞閥閥片翹曲變形而與活塞閥閥體之間形成的間隙由工作缸上腔流入工作缸下腔。復(fù)原行程時(shí)活塞向上運(yùn)動(dòng)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。復(fù)原行程時(shí)，我們根據(jù)不同速度點(diǎn)下復(fù)原阻力的設(shè)定值，可以計(jì)算出在不同復(fù)原阻尼力值下活塞閥分總成的通流面積，從而為設(shè)計(jì)活塞閥分總成各零件的結(jié)構(gòu)參數(shù)提供依據(jù)，圖42是該種減振裝置的示功圖和速度特性曲線圖。圖42減振裝置的示功圖和速度特性曲線FIG42SHOCKABSORBERDYNAMOMETERCARDANDVELOCITYCHARACTERISTICCURVE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。（41）SPF1復(fù)原力（N）FP工作缸上腔與工作下腔的壓力差（N/M）1復(fù)原行程時(shí)活塞閥分總成的受壓面積（）S2M活塞閥分總成受壓面積為（42）2SD/4D/工作缸筒內(nèi)徑（M）D活塞桿直徑（M）D流量與壓力差有如下關(guān)系（43）2121ACQP工作缸上腔進(jìn)入工作缸下腔的流量（）1Q3M/S減振油密度（）3KG/M流量系數(shù)（07）C復(fù)原閥通流面積（）1A2單位時(shí)間內(nèi)，由工作缸上腔流入工作缸下腔的減振油流量為（44）VSQ1活塞運(yùn)動(dòng)速度（）VM/S將式4243,44代入式41便可以得到復(fù)原行程時(shí)復(fù)原閥通流面積的計(jì)算公式（45）221FD/4DVD/4DACP現(xiàn)將一種減振裝置的具體參數(shù)代入式45就可以得到復(fù)原行程時(shí)，在不同的速度點(diǎn)下，達(dá)到要求的復(fù)原阻尼力值所需要的通流面積。表41理論復(fù)原阻尼力值和通流面積TABLET41THETHEORIESORIGINALDAMPINGDINTVALUESANDFLOWAREATABLE活塞速度（M/S）復(fù)原力（N）通流面積（MM）201196135400349025691068333940610140050660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。表41是復(fù)原閥分總成的理論通流面積，由于內(nèi)泄漏的存在、制造偏差及材質(zhì)的不均勻性等因素，理論流通面積與實(shí)際情況有所出入。即實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)考慮到這些情況的影響，對(duì)具體數(shù)據(jù)應(yīng)進(jìn)行修正。43壓縮行程工作原理及計(jì)算圖43所示純閥片結(jié)構(gòu)的底閥分總成由5種零件構(gòu)成。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。即可通過(guò)改變底閥保持架的長(zhǎng)短可以改變其安裝空間的大小，從而調(diào)節(jié)補(bǔ)償閥的開(kāi)度，以保證貯液筒內(nèi)的減振油順利地通過(guò)補(bǔ)償閥。活塞在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)，其壓縮阻力的大小通常也采用開(kāi)設(shè)常通孔的方法來(lái)達(dá)到，常通孔的開(kāi)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(lái)產(chǎn)生的?；钊谥兴龠\(yùn)動(dòng)時(shí)，底閥閥片由于受到工作缸下腔高壓油液的作用而產(chǎn)生彈性變形，因此其壓圖43閥片總組成FIG43VALVESLICEMECHANISM縮阻力的大小主要是由壓縮閥閥片的彈性變形來(lái)實(shí)現(xiàn)的?；钊诟咚龠\(yùn)動(dòng)時(shí)，其壓縮阻力的大小受到底閥閥體上通油孔的限制?；钊诘退龠\(yùn)動(dòng)時(shí)底閥閥片尚未打開(kāi)，減振油經(jīng)底閥分總成上的常通孔由工作缸下腔流入貯液筒?；钊谥兴偌案咚龠\(yùn)動(dòng)時(shí)，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(kāi)，這時(shí)減振油除少部分流經(jīng)常通孔以外，大部分減振油經(jīng)過(guò)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。由此可以看出底閥分總成的工作原理與活塞閥分總成的工作原理是一樣的。壓縮行程時(shí)活塞向下運(yùn)動(dòng)移近工作缸，隨著活塞的運(yùn)動(dòng)，連桿不斷從工作缸以外向工作缸內(nèi)移動(dòng)，在工作缸上腔形成環(huán)形空間。工作缸下腔的減振油通過(guò)流通閥首先補(bǔ)充到工作缸上腔，使工作缸上腔充滿減振油，由于工作缸下腔的減振油不能完全被工作缸上腔所容納，多余部分的減振油就通過(guò)底閥分總成進(jìn)入貯液筒。但如果壓縮行程時(shí)，減振油不能首先充滿工作缸上腔，就會(huì)在工作缸上腔形成“空穴”，從而在復(fù)原行程時(shí)產(chǎn)生外特性空程性畸變。懸架減振裝置的注油量最下限應(yīng)保證活塞在復(fù)原行程的最大位置時(shí)，工作缸內(nèi)充滿減振油注油量的最上限不能超過(guò)活塞在壓縮行程最低位置時(shí)，工作缸與貯液筒所能容納的極限油量。當(dāng)然減振裝置注油量的最終確定還要到考慮到散熱、熱衰減率等其它因素的影響。壓縮行程時(shí)，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。（46）SPY2壓縮阻力（N）PY工作缸下腔與儲(chǔ)油腔的壓力差（N/M）2P壓縮行程時(shí)底閥分總成的受壓面積（）S2M底閥分總成受壓面積為（47）42DS根據(jù)流體力學(xué)的公式，流量與壓力差有如下的關(guān)系（48）322ACQP工作缸下腔進(jìn)入貯油腔的流量（）2Q3M/S壓縮閥通流面積（）3A2單位時(shí)間內(nèi)，由工作缸下腔流入貯油腔的油液流量為（49）22QVD/4將式474849代入式46，便可以得到壓縮行程時(shí)通流面積的計(jì)算公式（410）223YD/4VD/4ACP將某種減振裝置的具體參數(shù)代入式410，就可以得到壓縮行程時(shí)在不同速度點(diǎn)下，達(dá)到要求的壓縮阻力值所需要的通流面積。表41是壓縮閥分總成的理論通流面積。表42壓縮閥分總成理論通流面積TABLET42COMPRESSVALVESWORKINGAREA活塞速度（MM）復(fù)原力（N）通流面積（MM）20168628839031475911506254915811040011946根據(jù)表42的計(jì)算結(jié)果，我們同樣可以初步確定底閥分總成中各零件的結(jié)構(gòu)參數(shù)。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。由于存在與活塞閥分總成同樣的不利因素，使得實(shí)際的通流面積比理論計(jì)算值小。5雙筒充氣液壓減振裝置主要零件的制作51雙筒充氣液壓減振裝置的設(shè)計(jì)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(shí)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(wú)限增大，因而當(dāng)減振裝置的工作速度大到某一速度時(shí)，便會(huì)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(shí)的工作速度便是減振裝置的臨界速度。雙筒液壓減振裝置在某一工作速度時(shí)，工作缸下腔所需要的補(bǔ)償油量為。1V12Q（51）12G1QF貯油腔進(jìn)入工作缸下腔的補(bǔ)償流量（）12Q3M活塞桿面積（）GF2M減振裝置工作速度（）1V/S在貯油腔與工作缸下腔的壓差期作用下，貯油腔通過(guò)補(bǔ)償閥流向工作缸下腔的12PA實(shí)際補(bǔ)油量為12Q5212212PACQH貯油腔進(jìn)入工作缸下腔的實(shí)際補(bǔ)償流量（）12Q3M流量系數(shù)（0607）HC減振液密度（）3KG/M補(bǔ)償閥通流面積（）2A2貯油腔與工作缸下腔的壓力差（PA）1P當(dāng)時(shí)，表明補(bǔ)償閥向工作缸下腔的補(bǔ)油能力不足，這時(shí)就會(huì)發(fā)生減振裝置外12Q特性空程性畸變。當(dāng)時(shí)，表明補(bǔ)償閥對(duì)工作缸下腔有足夠的補(bǔ)油能力，這時(shí)減振12Q2028N壓縮阻力變化量為100N100N144N減振裝置的溫度由20升至100時(shí)，壓縮氣體的最大及最小壓力分別為OCO（516）BARTTP287320146021MAX10A（517）64INIT在100時(shí)，壓縮氣體的最大及最小作用力分別為OC（518）NFG12583480MAX10（519）976INI100時(shí)壓縮氣體的作用力變化量是N。OC3182158而275N25811N，100N1831N可見(jiàn)將減振裝置的充氣壓力定為4BAR充氣體積定為51874，既可以滿足對(duì)臨界3CM速度的要求，又可以滿足對(duì)阻尼力的要求3工作缸筒強(qiáng)度校核缸筒相當(dāng)于一個(gè)兩端封閉的圓形受壓容器，由材料力學(xué)知，其應(yīng)力狀態(tài)是隨著缸筒內(nèi)徑和壁厚的比值D/的改變而變化的。當(dāng)D/16時(shí)屬于薄壁缸筒。其強(qiáng)度計(jì)算公式為；5202PD式中D缸筒內(nèi)徑P缸筒的最大壓力缸筒內(nèi)應(yīng)力缸筒材料的許用應(yīng)力許用應(yīng)力可用下式計(jì)算（521）NB式中缸體材料的抗拉強(qiáng)度；BN安全系數(shù)，一般取N5。這里缸筒內(nèi)徑和壁厚的比值D/55/227516屬于薄壁缸筒按上述強(qiáng)度條件校核。材料為20號(hào)鋼查得抗拉強(qiáng)度410所以許用應(yīng)力BAMP82NB5410AP雙向作用筒式減振裝置最大工作壓力為255，取最大工作壓力為5，所以AMP687582可見(jiàn)強(qiáng)度足夠。2PD5AMA52雙筒充氣液壓減振裝置密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制作在進(jìn)行雙筒充氣液壓減振裝置的試制之前，按照雙筒充氣減振裝置的特點(diǎn)及要求，制作安裝了單向閥和刮油環(huán)，圖52是SC6350車(chē)型前減振裝置雙筒充氣減振裝置試驗(yàn)樣件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。以SC6350車(chē)型前減振裝置雙筒液壓式做為研究對(duì)象工作缸底閥分總成、密封導(dǎo)向分總成，活塞閥分總成均不改動(dòng)，但在導(dǎo)向座內(nèi)裝有刮油環(huán)，在工作缸上部裝有單向閥，在貯油筒側(cè)面有螺紋孔，在油封與活塞桿之間有充氣插片。圖52雙筒充氣減振裝置試驗(yàn)樣件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖FIG52DOUBLEBARRELSHOCKABSORBERMODELMECHANISM在導(dǎo)向座內(nèi)裝有用聚四氟乙烯材料制作的刮油環(huán)，此零件安裝在導(dǎo)向套上部，起到副油封的作用，圖53是其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖53雙筒充氣液壓減振裝置局部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖FIG53THEMECHANISMOFPARTDOUBLEBARRELSHOCKABSORBERMODEL如圖53所示，刮油環(huán)是一個(gè)矩形斷面的圓環(huán)，刮油環(huán)與活塞桿表面緊密貼合，既可以去除活塞桿從工作缸內(nèi)帶出的過(guò)多的油液，減少減振油的泄漏，增強(qiáng)密封效果，另一方面它還可以抑制壓縮氣體對(duì)工作缸上部的壓力，避免壓縮氣體產(chǎn)生副作用。為減小對(duì)油封唇口的擠壓力，并防止壓縮氣體反向流動(dòng)，同時(shí)允許減振裝置油由導(dǎo)向座上部流回貯油筒，在貯油筒上部設(shè)置了一個(gè)單向閥，圖523是其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖54雙筒充氣液壓減振裝置局部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖FIG54THEMECHANISMOFPARTDOUBLEBARRELSHOCKABSORBERMODEL專(zhuān)門(mén)加工的單向閥有一個(gè)圓形鐵圈，鐵圈上硫化有耐油橡膠，在單向閥上有一個(gè)封氣唇口。由圖54可以看出，單向閥鐵圈外表面硫化有一層橡膠，使單向閥與貯油筒內(nèi)壁緊密配合，并防止壓縮氣體滲入使貯油筒內(nèi)壁泄漏，單向閥的封氣唇口與工作缸外表面配合形成單向閥門(mén)，它允許減振油由上向下單向流動(dòng)，同時(shí)阻止壓縮氣體由貯油筒反向流動(dòng)到導(dǎo)向座上部，將壓縮氣體限制在貯油筒的上半部分空間內(nèi)形成貯氣室，這樣可以減小壓縮氣體對(duì)油封唇口的不利影響，延長(zhǎng)油封使用壽命。53充氣方法研究現(xiàn)有的充氣方法第一種充氣方法是采用無(wú)雜質(zhì)沖孔工藝在貯油外壁沖一通孔，待充入壓縮氣體后，用一金屬球?qū)⑼追夂?；首先在裝配完成的貯油筒壁的適當(dāng)位置用一錐形沖頭，采用無(wú)雜質(zhì)沖孔工藝沖一個(gè)小孔，見(jiàn)圖55。圖55孔封焊示意圖FIG55THEHOLEFILLERDIAGRAM然后將減振裝置放置于平放或略微傾斜專(zhuān)用充氣封焊機(jī)上，進(jìn)行充氣，待壓力達(dá)到規(guī)定數(shù)值后，將鋼質(zhì)金屬球放置于通孔上，然后進(jìn)行焊接，以密封充入貯油筒內(nèi)的壓縮氣體。這種充氣方法工藝及設(shè)備較復(fù)雜，要求在充氣及封焊過(guò)種中，始終保持氣壓，不得泄漏并要求在沖孔及焊接過(guò)程中不能產(chǎn)生雜質(zhì)，否則雜質(zhì)進(jìn)入貯油筒內(nèi)會(huì)影響減振裝置的性能與這種充氣方法較類(lèi)似的另一種充氣方式是在貯油筒上適當(dāng)位置先加工一小園孔，待充入壓縮氣體后將通孔用鉚釘鉚住，見(jiàn)圖56，此種充氣方法同樣在工藝及裝備上較復(fù)雜。圖56孔示意圖FIG56THEHOLEDIAGRAM采用鋼球封焊的方法可對(duì)具有薄壁貯油筒的減振裝置充氣，特別是對(duì)防塵罩限制了位置，不便采用其它方法充氣時(shí)，但由于這種方法設(shè)備工裝較復(fù)雜，工藝控制難度大，目前采用不多采用鉚釘鉚接封氣的方法，則要求貯油筒壁或貯油筒組合局部的壁厚較大，以確保鉚釘鉚接的牢固性，這種充氣方法由于事先將充氣通孔加工完成，更適合于油式分開(kāi)式的充氣減振裝置而對(duì)于油氣混合式結(jié)構(gòu)將會(huì)增加工藝難度，令操作過(guò)程復(fù)雜，這種充氣方法主要在雙吊環(huán)式、吊環(huán)連桿式、氣囊式結(jié)構(gòu)的減振裝置上應(yīng)用。第二種充氣方法是在貯油筒壁的恰當(dāng)位置固定一個(gè)單向閥，利用單向閥只允許氣體向一個(gè)方向流動(dòng)，而不允許氣體反向流動(dòng)的特性，將充氣軟管與單向閥相聯(lián)，然后向貯油筒內(nèi)充壓縮氣體，這種充氣方法較簡(jiǎn)單，見(jiàn)圖57。圖57單向閥示意圖FIG57SINGLEVALVE這種充氣方法無(wú)須復(fù)雜的專(zhuān)用充氣設(shè)備，適應(yīng)面較廣，但要事先在貯油筒壁上固定一個(gè)單向閥焊接、螺紋連接等，并要確定一個(gè)合理的固定位置，避免與減振裝置上的其它零部件發(fā)生干涉，單向閥的可靠性直接影響密封效果，如單向閥失效將直接導(dǎo)致漏氣，其優(yōu)點(diǎn)是可以再次充氣。以上兩種充氣方法有一個(gè)共同特點(diǎn)是在充氣時(shí)可以直接測(cè)量充氣壓力便于控制，而無(wú)須采用間接測(cè)量反彈力來(lái)控制充氣壓力。第三種充氣方法是利用在活塞桿上專(zhuān)門(mén)加工的充氣孔或充氣槽向減振裝置內(nèi)部充氣，見(jiàn)圖58圖58利用充氣孔或充氣槽向減振裝置充氣示意圖FIG58SHOCKABSORBER,SAIRPROVIDEROFAIRHOLEORAIRSLOT如圖58所示，這種充氣方法是將活塞桿壓至下極限位置時(shí)，充氣孔或充氣槽越過(guò)油封的防塵唇，進(jìn)入油封內(nèi)部，其下端在防油唇上面，再配以充氣頭在專(zhuān)用充氣機(jī)上進(jìn)行充氣這種充氣方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，適應(yīng)面廣、效率較高，但不能直接測(cè)量充氣壓力，只能通過(guò)檢測(cè)活塞桿的氣體反彈力來(lái)控制充氣壓力。這種充氣方法在麥?zhǔn)綉壹艿臏p振裝置上應(yīng)用較多，尤其對(duì)采用冷翻邊結(jié)構(gòu)的減振裝置，且連桿外露部分沒(méi)有焊接尺寸超過(guò)貯油筒外經(jīng)的零件，采用充氣孔或充氣槽的方法須事先對(duì)活塞桿進(jìn)行改動(dòng)，增加了制造活塞桿的復(fù)雜性，當(dāng)采用充氣孔充氣時(shí)，還削弱了活塞桿外螺紋端的強(qiáng)度，較適合于活塞桿直徑較大的減振裝置。第四種充氣方法是利用組合油封或在油封防塵唇側(cè)面開(kāi)孔向減振裝置內(nèi)部充氣，見(jiàn)圖59。如圖所示，組合油封實(shí)際上是將油封做成獨(dú)立的兩部份，先將防油唇裝入減振裝置，然后用充氣頭在專(zhuān)用充氣機(jī)上充氣，再裝上防塵唇在油封上開(kāi)孔則是將充氣孔開(kāi)在防塵唇側(cè)面，越過(guò)防塵唇口向減振裝置內(nèi)部充氣這種充氣方法也較簡(jiǎn)單，只需要一個(gè)充氣頭，就可以在專(zhuān)用充氣機(jī)上充氣了。圖59側(cè)面開(kāi)孔向減振裝置內(nèi)部充氣示意圖FIG59SINGLESIEHOLEAIRPROVIDEROFSHOCKABSORBER利用組合油封充氣增加了裝配工藝的復(fù)雜性，降低了防油唇與防塵唇之間的同心度，對(duì)油封的使用壽命會(huì)產(chǎn)生不利影響而利用油封側(cè)孔充氣較適合于活塞桿直徑較大的情況，這兩種充氣方法主要適用于板式油封結(jié)構(gòu)的減振裝置。以上四種充氣方法都對(duì)減振裝置有或多或少的改動(dòng)，既增加了成本又使工藝操作復(fù)雜化，在試驗(yàn)中我們采用了一種新型充氣方法，這種充氣方法對(duì)減振裝置無(wú)任何改動(dòng)。55本研究使用的充氣方法新型充氣方法是利用專(zhuān)門(mén)的充氣套筒或充氣插片充氣，如圖510。這種充氣