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1、輕型汽車技術(shù)2015(8)技術(shù)縱橫7某車用單筒充氣式液壓減振器外特性仿真王金陳錦東朱允芝z(1南京依維柯汽車有限公司2上海大眾汽車有限公司南京分公司)摘要：以某車用充氣式液壓減振器為例，介紹了其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作原理，并建立了阻尼力的數(shù)學(xué)模型。用MATLAB／simulink軟件搭建了模型并進(jìn)行了仿真計(jì)算，得到了充氣式液壓減振器外特性曲線，為減振器結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論支持。關(guān)鍵詞：充氣式液壓減振器數(shù)學(xué)模型仿真計(jì)算外特性曲線1引言尼器對(duì)振動(dòng)能量起衰減作用，消耗由車輪傳遞的減振器在車輛懸架系統(tǒng)中發(fā)揮
2、著重要的作地面起伏不平的動(dòng)能。阻尼器是減振器的核心，其用，作為汽車底盤的主要阻尼原件，其不僅影響車工作原理是通過(guò)液壓油流經(jīng)阻尼孔及閥門產(chǎn)生的輛的舒適性，還關(guān)乎車輛的安全性和操縱性；充氣衰減力，使彈簧的位能轉(zhuǎn)換為油液的熱損失。式液壓減振器內(nèi)充有壓縮氣體，能明顯提高減振減振器是車輛的關(guān)鍵組件，肩負(fù)著車輛的好器的臨界速度，從而有效消除外特性畸變，改善減多重要性能：對(duì)車身和承載質(zhì)量作彈性支撐，決定振器性能，提高車輛懸架系統(tǒng)品質(zhì)。車輛的承載能力；衰減不平路面對(duì)騎乘者造成的充氣式減振器是2O世紀(jì)六七十年代以來(lái)發(fā)
3、振動(dòng)(衰減振幅、頻率、噪聲)、減少車身和騎乘者展起來(lái)的一種新型減振器。與傳統(tǒng)減振器相比較，所受的慣性力、保證車輛行駛的平順性和舒適性；具有以下優(yōu)點(diǎn)：由于采用浮動(dòng)活塞而減少了一套抑制不平路面造成的彈性車輪的持續(xù)跳動(dòng)，改善閥門系統(tǒng)，使結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，零件數(shù)約減少巧車輛的接地性，從而改善安全性；減少車輛行駛中15％；減振器內(nèi)充有高壓氣體，能有效消除高頻振·突發(fā)的強(qiáng)烈沖擊、保護(hù)車上各部件、儀表和騎乘動(dòng)和噪聲，改善汽車的平順性和輪胎的接地性；高者，進(jìn)而提高車輛各構(gòu)件可靠性和壽命。壓氣體與油液被浮動(dòng)活塞隔開(kāi)，消除
4、了油液的乳影響減振器特性的因素很多，要想建立完全化現(xiàn)象；工作缸和活塞直徑較大，單位行程中流經(jīng)精確的減振器模型是非常復(fù)雜和困難的，在保證閥的流量較傳統(tǒng)減振器大幾倍，故在同樣泄流的模型足夠精度的條件下做一些假設(shè)：不利工作條件下，仍能產(chǎn)生足夠的阻尼力l1l。由于l、同一瞬時(shí)阻尼器各腔室內(nèi)壓力處處相等；具有諸多優(yōu)點(diǎn)，充氣式減振器在一些高級(jí)轎車中2、活塞和缸筒、活塞桿和導(dǎo)套之間沒(méi)有液體得到越來(lái)越多的應(yīng)用。泄漏；減振器由減振彈簧和阻尼器組成，減振彈簧3、油液的體積彈性模量不變；將減振的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為彈簧的位能，提供
5、緩沖，而阻4、在一個(gè)壓縮、復(fù)原工作循環(huán)內(nèi)，減振器油液8技術(shù)縱橫輕型汽車技術(shù)2015(8)溫度保持不變；液通過(guò)活塞體中間的常通通道向活塞下腔流動(dòng)。5、不計(jì)油液流動(dòng)產(chǎn)生的勢(shì)能變化的影響；當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)速度較大時(shí)，活塞上下壓力差達(dá)到一2充氣式液壓減振器結(jié)構(gòu)和工作原定值，克服了復(fù)原閥彈簧的預(yù)緊力，復(fù)原閥被打開(kāi)，油液流通通道截面積增大，油壓迅速被卸載，理大部分油液通過(guò)復(fù)原閥流入下腔。圖1是某車充氣式液壓減振器結(jié)構(gòu)示意圖。3充氣式液壓減振器數(shù)學(xué)模型其主要由油缸、活塞和活塞桿、復(fù)原閥和壓縮閥及車輛行駛過(guò)程中的振動(dòng)是一
6、個(gè)雙自由度系浮動(dòng)活塞等組成?；钊延透追譃閺?fù)原腔e和統(tǒng)，即路面不平引起的車輛隨機(jī)振動(dòng)和車身的自壓縮腔c，并設(shè)有一氣室，通過(guò)浮動(dòng)活塞將氣室和壓縮腔的油液分離。氣室內(nèi)充有2~2．5Mpa的氮由振動(dòng)c4151。由于車輪的剛度遠(yuǎn)大于懸架的剛度，而車輪的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車身的質(zhì)量，可近似認(rèn)為車輪氣，用來(lái)補(bǔ)償工作過(guò)程壓縮腔油液體積變化，減少氣穴現(xiàn)象的發(fā)生。當(dāng)阻尼器在壓縮行程時(shí)，主活塞為剛體，減振器的模型可以簡(jiǎn)化為單自由度彈簧向下移動(dòng)，壓縮腔液壓油受壓，壓力增大，壓縮質(zhì)量阻尼系統(tǒng)，如圖2所示。v為路面不平引起的閥在設(shè)定
7、的壓力差下打開(kāi)，油液從壓縮腔進(jìn)入復(fù)車輪位移，X為懸架位移。原腔，多余油液使壓縮腔油液壓力P。增大，推動(dòng)浮動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，氣室的容積減小，氣壓Da升高。當(dāng)阻尼器在復(fù)原行程時(shí)，主活塞向上移動(dòng)，復(fù)原腔壓力P增大，P減小，復(fù)原閥在設(shè)定的壓力差下打開(kāi)，復(fù)原腔液通過(guò)復(fù)原閥進(jìn)入壓縮腔；同時(shí)在氣室壓力P的推動(dòng)下浮動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，氣室的容積增大，補(bǔ)償因活塞桿占用體積造成復(fù)原腔進(jìn)入壓縮腔油液的不足。圖2減振器物理模型阻尼器的受力由三部分組成：彈性力、摩擦力、液壓阻尼力3．1彈性力模型Fk=kxp(1)式中k——彈性系數(shù)
8、支——活塞桿相對(duì)缸筒的運(yùn)動(dòng)位移3．2液壓阻尼力模型充氣式液壓減振器工作過(guò)程分為壓縮和復(fù)原行程，兩個(gè)行程分別是由壓縮閥和復(fù)原閥來(lái)實(shí)現(xiàn)圖1充氣式液壓減振器結(jié)構(gòu)示意圖節(jié)流的，但兩個(gè)閥都是單向閥，節(jié)流方式相同，只當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)速度較小時(shí)，活塞上下壓力差小不過(guò)節(jié)流面積不一樣[6171。為了提高車輛行駛過(guò)程于復(fù)原閥彈簧的預(yù)緊力，復(fù)原閥仍然關(guān)閉。這時(shí)油中的舒適性，要求復(fù)原行程的阻尼力大于壓縮行輕型汽車技術(shù)2015(8)技術(shù)縱橫9程的阻尼力。因?yàn)閺椥粤蛪嚎s阻尼力有疊加的流人下腔的流量Q
