減震器設(shè)計(共4頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上設(shè)計這類減震器時，壓縮、復(fù)原行程的阻尼力Fc、Fr應(yīng)依據(jù)懸架系統(tǒng)所需的阻尼特性曲線確定。因此，設(shè)計工作變?yōu)榛谝陨媳磉_(dá)式的逆次求解。因此，可以將設(shè)計研發(fā)重點分為兩個方面，其一是確定D和d；其二為確定閥的參數(shù)以獲得合適的壓力差P。 設(shè)計階段，可參閱現(xiàn)有的產(chǎn)品初步選定D和d，在設(shè)計過程中再作一定調(diào)整相對比較容易一些。然而節(jié)流閥的設(shè)計較為繁瑣，因為它對油液特性、溫度的變化等較為敏感，需要在初步設(shè)計基礎(chǔ)上進(jìn)行一定量的試驗來確定。1、設(shè)計參數(shù)分析 若由減震器上、下部的輸入導(dǎo)致缸筒與連桿間的相對運動速度為V=X1-X2，則通過節(jié)流閥的流量為Qc=V·Ar依據(jù)流體力學(xué)理論

2、，油液流過小圓孔時所產(chǎn)生的壓降P為 P=（Kiu+Kou+Kc）þV22 （3）式中K為流體流過節(jié)流孔時的沿程損失系數(shù)；Kout 、Kiu分別為節(jié)流孔出、入口的壓力損失系數(shù)，紊流狀態(tài)下Kout、Kin的影響很小，可忽略不計；þ為油液密度,Q為流速，與流量Qc和節(jié)流斷面積A之間的關(guān)系為V=QcA。 紊流狀態(tài)下，沿程壓力損失系數(shù)Kc與雷諾數(shù)N，水力半徑R和流通管道長度L之間的關(guān)系為; 0.316 L Kc=· (4) N0.25 4R 式中N=4RVr，r為油液的運動粘度。由此得到： 0.0279L· þ Ar Pc=（ ）74·r14&

3、#183;V74 (5) R54 A或： 0.0279L· þ Pc= ·r14·Qc74 （6） R34·A74 式（6）可用于初始設(shè)計階段，主要是依據(jù)所選擇油液的特性，在已經(jīng)確定的D和d基礎(chǔ)上初選節(jié)流閥的L和A，預(yù)算出P ，使其滿足懸架系統(tǒng)阻尼特性曲線的要求；而式（5）可用于調(diào)整設(shè)計參數(shù)，與式（1）一起調(diào)整D和d的大致范圍，以及節(jié)流閥的有關(guān)參數(shù)。2、閥體參數(shù)的選擇分析 對雙作用筒式減震器而言，提供阻尼力的大小取決于工作時相對速度V，當(dāng)減震器工作在低速工作段時，阻尼力主要由單個閥的節(jié)流產(chǎn)生；當(dāng)V值處在中高速段時，同時有兩組(或以上)的閥起節(jié)流

4、作用。 當(dāng)有多個閥參與工作時，P不是由一個閥確定的，而要根據(jù)參與工作的閥的數(shù)量和流通關(guān)系，確定油液流經(jīng)閥時所產(chǎn)生的總壓降Pt。 閥未開啟狀態(tài) 0.0279L· þ 0.0279L· þ Ar Pt=Pc=r14·Qc47=（）74r14V74 R54 A74 R54 APc取Pcmax即規(guī)范速度Vk對應(yīng)的壓力值（如桑塔納減震器的Vk值約為0.262ms，一般取0.3 ms）依據(jù)規(guī)范速度Vk值，在初選定D與d基礎(chǔ)上，可初步選定底閥1的主要參數(shù)Aa及L值。閥開啟狀態(tài) 中高速段，總阻尼力由兩個或者兩個以上的閥確定。在中速段，二級閥和一級閥同時起作用，

5、但影響阻尼力變化的僅為二級閥。一般而言，二級閥工作時閥片的彈性變形產(chǎn)生的縫隙起節(jié)流作用，節(jié)流面積A2被認(rèn)為是一半徑為R2的環(huán)形面，與節(jié)流孔固定不變不同，其節(jié)流面積隨壓力的變化而變化，即流量Q2、壓力差P2是相互作用、同時變化的。根據(jù)簡化及相關(guān)文獻(xiàn)，得到Q2與P2的關(guān)系為： Q2=G(P2-Pcmax)P2 （10）總流量Qt為： Qt=Qc+Q2 得到Qt式中Pcmax是閥的開啟壓力。即（0.3m/s）時的壓力值，該值與閥片組的綜合剛度、組裝閥時的預(yù)緊力（即閥組的初始預(yù)壓變形）有關(guān)。常數(shù)G為閥導(dǎo)通系數(shù)，取決與閥的結(jié)構(gòu)參數(shù)。P2Pcmax時G=0，閥關(guān)閉。因此，閥開啟狀態(tài)下，有以下關(guān)系： Pt=

6、P2=Pcmax+P，2 Qt=Qc2+Q2=V2·Ar+Q2=V2·Ar+G（P2-Pcmax）P2由此可得到P，2和Pt由以上表達(dá)式選取二級閥的設(shè)計參數(shù)還比較困難，因為二級閥的流量、壓力之間的關(guān)系與閥體的許多參數(shù)有關(guān)，下面通過對閥參數(shù)的分析并結(jié)合FEA計算結(jié)果，為這類閥設(shè)計過程中的參數(shù)確定提供一條可行路徑。3、活塞閥閥片剛度對減震器性能的影響 壓縮如圖所示，內(nèi)孔為2b的圓形薄鋼板，由穿過中央小孔的銷釘沿閥座軸線方向的拉力使之與閥體端面、（圓中D1、D2的端面）相接觸，閥片產(chǎn)生彈性彎曲變形。閥片數(shù)量確定（相對于厚度確定）時，彎曲變形量由端面、之間距離與確定。該值確定節(jié)流閥

7、片與閥座之間預(yù)緊壓力。銷釘上直徑為d2的環(huán)形端面沿閥片小孔周邊給閥片施加約束。因此，對Pcmax有影響的因素主要是和d2. 假設(shè)在預(yù)緊力作用下閥片周邊的最大彎曲變形量為w0=，w0值越大，閥的預(yù)緊力就越大，使用閥片產(chǎn)生節(jié)流所需的P2值越高。因此，w0的大小不但影響閥開啟的臨界壓力Pcmax，也影響中速、高速工作段的壓力系數(shù)。它是減震器設(shè)計中的一個重要設(shè)計參數(shù)。設(shè)計初期，可先通過對比分析初步確定和d2的值。針對不同數(shù)量的閥片與預(yù)等力組裝成試驗用減震器后，在專用試驗設(shè)備上進(jìn)行正交試驗分析，從中找出影響其性能的重要因素。在反復(fù)試驗與分析基礎(chǔ)上，獲得滿意的外阻尼力特性曲線。為了說明、d2、閥片內(nèi)外徑2

8、b與2a等對減震器外阻尼特性的影響，列出以下的有限元計算結(jié)果。在圖是用有限單元法將閥片視為大變形薄板，計算得到板兩個面間的壓力差P與最大彎曲變形量wmax間的關(guān)系曲線。圖中b、a分別為閥片的內(nèi)外半徑，h為板厚。環(huán)形薄板垂直與板面的均布壓力，這相當(dāng)于閥片單面受液體壓力的工況。圖中圓板周邊的變形量wmax與壓力P之間的關(guān)系表現(xiàn)為非線性特性。從圖可見，在a不變時，增大b（相當(dāng)于底閥銷釘上d2值增大），ba值增大，對同一wmax值P增大。這說明了d2值對減震器特性的影響。這種用有限元分析計算的方法，可以用于底閥的設(shè)計過程中。依據(jù)底閥構(gòu)造，閥片彎曲變形之后所形成的節(jié)流面積A2可近似表達(dá)為 A2=2a（w

9、max-w0）Wmax減小，節(jié)流面積A2減小。在由缸筒與連桿間相對速度確定的流量Qt不變的情況，A2的減小必然帶來壓力差Pc2的增加。Pc2的增加，是減震器壓縮行程的阻尼值提高。從圖中給曲線可以看出閥片的初始變形量w0與銷釘圓臺半徑之間的關(guān)系。圖w0值與板厚h相等，當(dāng)ba從0.65增加0.7時（增加大約7.1%），則閥的開啟壓力P20將提高約21%。隨著初始形量的增加，銷釘圓臺尺寸d2的變化對減震器阻尼特性的影響越大。以上分析說明在一定的參數(shù)范圍內(nèi)，哪些因素對壓縮過程中阻尼有較大的影響，這對于新型減震器設(shè)計時的參數(shù)選擇也有一定的幫助。實際應(yīng)用中可以先選用不同組合的D和d，對每個D和d值按照選用油液的特性，確定滿足不同工作區(qū)段阻尼特性的閥參數(shù)值；對不同組合的D和d值，畫出相應(yīng)的閥參數(shù)曲線供設(shè)計選用。閥片的設(shè)計也是針對不同厚度的閥片，依據(jù)不同尺寸的d2閥片外徑a及厚度