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1減振器特性的理論分析

從物理結構考慮，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。根據其工作原理，可以將浮動活塞總成結構等效為由節(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活塞閥的油液流量決定。根據流體力學相關理論，流經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，流經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，因此在一定活塞運動速度下，減振器阻尼力計算公式為：由公式（4）可知，正常工況下，減振器的阻尼力與活塞運動速度有關。當減振器被逐漸拉伸時，流經限位緩沖結構可變節(jié)流孔部分的油液會被限位緩沖墊遮擋，并隨著減振器運行至極限行程位置，油液幾乎全部流經節(jié)流面積很小的常通孔，從而產生一個附加的阻尼力。根據流體力學相關理論，流經浮動活塞孔隙的油液流量Qa由浮動活塞總成上、下腔的壓力差和常通孔面積決定，即：從公式（9）中可以看出，浮動活塞總成產生的附加阻尼力也與活塞的運動速度有關。

2試驗設計及結果分析

2.1試驗方法參照QC/T545-1999《汽車筒式減振器臺架試驗方法》，在MTS公司生產的減振器試驗臺上進行相關示功特性試驗。對雙活塞阻尼減振器試件施加正弦位移激勵，行程固定，依次變化頻率（每個頻率下進行3個循環(huán)周期試驗），從低速到高速進行試驗，得到相應的示功曲線。為了滿足用戶需求，本文選取5個測試速度點，即0.05m/s、0.13m/s、0.26m/s、0.39m/s和0.53m/s。為了研究浮動活塞總成設計參數對減振器特性的影響，本文將對4種不同浮動活塞總成的減振器進行臺架試驗，試驗計劃如表1所示。

2.2試驗結果分析對雙活塞阻尼減振器試驗樣件按上述試驗方法試驗，得到表1中4組不同浮動活塞總成的減振器示功特性曲線如圖3所示。根據圖3示功特性曲線可以看出：a.減振器在正常拉伸工作區(qū)間運行時，會產生與汽車彈性元件相匹配的拉伸阻尼特性；當減振器拉伸到極限位置時，其拉伸阻尼會逐步增大；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)生在運動速度最大的平衡位置0點，而是超過了平衡位置。由此可知，活塞運動到平衡位置時，浮動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對應的位置流通面積達到最小。c.同一類型浮動活塞總成下，不同活塞運動速度的示功特性曲線都在同一位置出現拐點，阻尼力從這一點開始迅速增加。由此可以判斷出，曲線上拐點對應的位移即為浮動活塞總成限位緩沖作用的起始位置。d.同一類型浮動活塞總成下，隨著活塞運動速度的增加，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結束語

本文對普通液壓阻尼減振器進行改進，提出一種適用于汽車麥弗遜懸架的雙活塞阻尼減振器，并對其工作機理進行分析，通過臺架試驗得到示功特性。試驗結果表明，本文提出的雙活塞阻尼減振器在伸張行程可以產生附加的阻尼力，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)大學錦州立德汽車減振器有限公司