雙筒充氣液壓減震器的優(yōu)化設(shè)計

朱烽　曲姣沈陽工學(xué)院機械與運載學(xué)院

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雙筒充氣液壓減震器的優(yōu)化設(shè)計

朱烽曲姣
沈陽工學(xué)院機械與運載學(xué)院

為改善汽車行駛過程的平順性并且衰減由路面不平所帶來的振動，多會在汽車懸架中與彈性元件并聯(lián)安裝減振器。如今減振器的結(jié)構(gòu)已經(jīng)有了很大的變化，本文通過研究減振器的發(fā)展歷史和發(fā)展趨勢，明確設(shè)計該型減振器的重要性和意義，并設(shè)計了一種應(yīng)用于小型汽車懸架的雙筒充氣液壓減振器。

雙筒式 減振器 阻尼系數(shù) 工作缸

1　概述

1.1研究目的及意義

汽車是一個由很多不同的模塊所組成的很復(fù)雜的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，汽車性能的好壞與各個零部件的性能都有很大關(guān)系。在汽車的眾多系統(tǒng)中，減震器發(fā)揮了很大的作用，減震器的使用讓輪胎和汽車車身有了明確的運動，可以很快的讓汽車振動變小，汽車輪胎就能緊緊的貼合地面，汽車的安全性和穩(wěn)定性就得到了很大的提升。

1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

可調(diào)阻尼減振器形式有很多種：應(yīng)變式減振器、頻率感應(yīng)式減振器、渦流感應(yīng)式減振器、電流變體可調(diào)阻尼減振器、磁流變體可調(diào)阻尼減振器、節(jié)流口可調(diào)阻尼減振器等?，F(xiàn)在的研究方向主要是后三種。1995年德國試驗了變流體減振器，使用傳感器然后通過電腦來分析路況，反饋給減震器后在0.0015s內(nèi)就自動調(diào)節(jié)減振器的阻尼。我國的學(xué)者也研究過采用磁流體的減振器，只要變一下磁場的大小，減震油的粘度就會變，然后減震器的特性也就跟著變化了。學(xué)者們通過研究結(jié)果得出結(jié)論：

相同情況磁流體比電流變流體更好用；

以目前的水平來說不大好用，可能發(fā)生故障率高，主要還是處在研究的階段，并不能大規(guī)模的實用在汽車上面。

2　汽車懸架系統(tǒng)及減震器工作原理的分析

2.1汽車懸架結(jié)構(gòu)與作用

懸架是指車架與車橋或車輪之間連接并傳動的裝置的總稱，它用來傳遞在各個部件之間的力和力矩，懸架可以理解為讓汽車不論什么路況下都能懸在同高度的結(jié)構(gòu)。所以，他應(yīng)該可以減小并減弱路面的沖擊力，減小振動以使汽車行駛更加平穩(wěn)，車上的人感覺更加舒適，貨物也不會因為振動收到損壞。

懸架系統(tǒng)的組成：彈性元件、導(dǎo)向機構(gòu)、減振器、緩沖模塊、橫向穩(wěn)定器等。懸架將車架與車輪的連接在一起，懸架的結(jié)構(gòu)也影響整個汽車的使用性能。它是滿足汽車安全性和穩(wěn)定性的重要部件。

2.2雙筒式減震器的工作原理

汽車行駛過不平路面車輪向車身方向移動時，簡稱減震器處于壓縮工作階段，活塞在缸體內(nèi)向下運動，活塞下面的油因為壓力就跑到活塞上面去了。因為活塞桿占用了很大一部分體積，所以下面腔的油明顯就太多了，于是一部分的油無處可去就會把底部的閥門打開留到外筒。另一種情況就是減震器的伸張階段：活塞因為車輪遠(yuǎn)離車身而在缸內(nèi)向上運動，活塞上面的減震油就會因為壓力太大而頂開活塞上的閥片流到下面去。由于剛剛壓縮行程流上去的油比較的少，所以這個時候上方的油并不能完全填滿下油腔，下腔油壓很低，于是外筒里面的油就在高壓氣體的推動下進(jìn)入補充。

2.3優(yōu)點分析

雙筒式減振器使用范圍廣泛、生產(chǎn)制造成本低，可以使懸架結(jié)構(gòu)得到簡化，重量輕、性能穩(wěn)定，雙向作用且在各個工況下都有良好的穩(wěn)定性。

3　減震器的結(jié)構(gòu)分析

近代減震器已經(jīng)有了很多的結(jié)構(gòu)，大致可以分3個階段：

（1）內(nèi)部設(shè)計有各種形式的流量閥，這樣可以調(diào)節(jié)活塞上閥的流量，減震器的阻尼就可以分成好幾段。雖然這樣選擇的范圍就大了，但是汽車的安全穩(wěn)定性能就差了。

（2）內(nèi)部設(shè)計時通過改變開關(guān)閥時的通孔數(shù)量來形成不同的阻尼力。一般分為3段不同速度：速度在 0.1m/s以下，由閥片上面的小通孔來產(chǎn)生阻力；速度在 0.1～1m/s左右的，減震油需要頂開活塞上的的閥片，彈簧力就變成了主要的阻尼力，一般都工作在這個速度上面 ；速度大于1m/s，這個時候振動應(yīng)該很大了，閥門應(yīng)該全都打開阻尼由通孔的摩擦提供。

（3）內(nèi)部設(shè)計時采用相應(yīng)的傳感器，可以檢測減震器的活塞位置，從此判斷出路況。然后就可以自動調(diào)節(jié)減震器的阻尼。汽車的安全性與舒適性都得到了很好的結(jié)合。

4　雙筒充氣液壓式減振器連接件的優(yōu)化

發(fā)展到如今，減振器連接方式有很多種，在此列舉主要的4種常用連接方式

（1）錐型吊環(huán)的減振器吊環(huán)，整體結(jié)構(gòu)簡單安裝方便，因為技術(shù)相對落后，已經(jīng)不被采用。

（2）直吊環(huán)型連接方式，在實際生產(chǎn)制造中應(yīng)用廣泛，安裝結(jié)構(gòu)簡單。本文所設(shè)計減震器采用此種方式連接。

（3）X型銷吊環(huán)，工作穩(wěn)定性好但結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，安裝拆卸不便。

（4）雙頭螺栓型連接件，同X型也具有工作可靠，使用方便等優(yōu)點，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不適合本論文設(shè)計要求。

5　總結(jié)

在我國，筒式液壓減振器的研究水平還是不如國外，畢竟老外在機械方面比我們起步要早很多。我國生產(chǎn)的東西結(jié)構(gòu)比較單一，然后重要的是自主知識產(chǎn)權(quán)并不多，大大小小的廠生產(chǎn)水平也良莠不齊，甚至為了降低成本還有偷工減料導(dǎo)致使用壽命很短。我們應(yīng)該要重視新型減震器的研制，畢竟減震器重要程度很高。我們不光要研究理論，還要提高機加工裝配等的工藝水平，從而減震器乃至整個汽車行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。

曲姣（通訊作者），1987年06月出生，女，漢族，沈陽工學(xué)院，教師，研究方向：機械設(shè)計及理論。