謝立果

（廣州市番禺區(qū)職業(yè)技術(shù)學(xué)校汽車部，廣州511488）

0 引言

雙筒液壓減振器適合于一般工況的汽車，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，背壓偏低，易出現(xiàn)高速畸變，氣液混合減振器具有結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量輕、工藝要求高、阻尼特性優(yōu)越等特點(diǎn)，現(xiàn)以某型懸架減振器為例進(jìn)行性能計算。

1 氣液混合減振器數(shù)學(xué)模型

氣液混合減振器構(gòu)造如圖1所示。

活塞上腔的壓強(qiáng)為pe，下腔的壓強(qiáng)為pc，氣室壓強(qiáng)為pa。復(fù)原行程時，活塞向上運(yùn)動，上腔容積減小，下腔容積增加，氣室容積隨之增加以保證液體充滿下腔。下腔容積的增量由兩部分組成：

圖1 氣液混合減振器結(jié)構(gòu)示意圖

1）上腔流入下腔的流量：

式中：vp為活塞桿運(yùn)動速度；Ap為活塞有效面積；Ag為活塞桿截面積。

2）氣室容積變化量：

式中：ua為氣室活塞運(yùn)動速度；Ad為氣室活塞有效面積。

以上兩部分組成下腔容積的變化量，可得：

將式（1）整理可得

對式（3）求積分可得：

其中sa、sp為氣活塞和主活塞的行程，可由對速度積分求得。由上腔流入下腔的流量Qec可以用下式進(jìn)行計算：

式中：Cd為流量系數(shù)；A為節(jié)流面積；Δp為兩腔的壓強(qiáng)差；ρ為液體密度。

氣室活塞也隨之運(yùn)動，氣體內(nèi)部壓強(qiáng)也隨之變化，氣體的狀態(tài)變化可以用多變過程進(jìn)行描述，有如下關(guān)系：

式中：pa0為氣體初始壓強(qiáng)；V0為氣室初始容積；pa為氣室變化時氣體壓強(qiáng)；V0為氣室變化時容積；n為氣體多變指數(shù)。

復(fù)原行程時，根據(jù)主活塞受力分析可得：

式中：f為主活塞與工作筒壁的摩擦力；pn為活塞桿所受徑向壓強(qiáng)；δ為油膜厚度；γ為液體動力黏度。

孔系節(jié)流面積為常數(shù)，但閥片孔系中節(jié)流閥片開度與閥片兩側(cè)的壓差成正比，即閥片孔系節(jié)流面積與壓差成正比。壓差越大，節(jié)流面積越大。呈現(xiàn)動態(tài)變化過程。最后可得較完整的氣液混合減振器復(fù)原行程阻力數(shù)學(xué)模型：

2 氣液混合減振器特性計算仿真分析

根據(jù)上述理論分析所建立的該氣液混合減振器復(fù)原行程阻力數(shù)學(xué)模型。

輸入速度半個周期正弦信號，仿真可得到該減振器的示功和速度曲線如圖2和圖3所示。

圖2 減振器示功曲線

圖3 減振器速度曲線

從圖2和圖3可知結(jié)果較好地描述減振器性能，具有理想的阻力特性。壓縮阻力不大，可減小壞路面對車輛的沖擊，保證車輛的平順性；復(fù)原阻力隨著速度增加而迅速升高，能較快地吸收振動，適應(yīng)較惡劣振動工況。

3 結(jié)論

仿真模型可用于減振器較精確地模擬計算。得到了該型減振器的速度曲線與示功曲線，具有較理想的阻力特性。壓縮阻力較小，可有效減小野外壞路面對車輛的沖擊。

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