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        雙筒充氣液壓減震器的優(yōu)化設(shè)計(jì)

        2016-03-27 09:44:44朱烽曲姣沈陽(yáng)工學(xué)院機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院
        數(shù)碼世界 2016年7期
        關(guān)鍵詞:雙筒吊環(huán)減震器

        朱烽 曲姣沈陽(yáng)工學(xué)院機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院

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        雙筒充氣液壓減震器的優(yōu)化設(shè)計(jì)

        朱烽曲姣
        沈陽(yáng)工學(xué)院機(jī)械與運(yùn)載學(xué)院

        為改善汽車行駛過(guò)程的平順性并且衰減由路面不平所帶來(lái)的振動(dòng),多會(huì)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(guò)研究減振器的發(fā)展歷史和發(fā)展趨勢(shì),明確設(shè)計(jì)該型減振器的重要性和意義,并設(shè)計(jì)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(gè)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(gè)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(yùn)動(dòng),可以很快的讓汽車振動(dòng)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(guó)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(guó)試驗(yàn)了變流體減振器,使用傳感器然后通過(guò)電腦來(lái)分析路況,反饋給減震器后在0.0015s內(nèi)就自動(dòng)調(diào)節(jié)減振器的阻尼。我國(guó)的學(xué)者也研究過(guò)采用磁流體的減振器,只要變一下磁場(chǎng)的大小,減震油的粘度就會(huì)變,然后減震器的特性也就跟著變化了。學(xué)者們通過(guò)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(lái)說(shuō)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(shí)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(dòng)的裝置的總稱,它用來(lái)傳遞在各個(gè)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(dòng)以使汽車行駛更加平穩(wěn),車上的人感覺(jué)更加舒適,貨物也不會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)收到損壞。

        懸架系統(tǒng)的組成:彈性元件、導(dǎo)向機(jī)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(gè)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(guò)不平路面車輪向車身方向移動(dòng)時(shí),簡(jiǎn)稱減震器處于壓縮工作階段,活塞在缸體內(nèi)向下運(yùn)動(dòng),活塞下面的油因?yàn)閴毫团艿交钊厦嫒チ?。因?yàn)榛钊麠U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(wú)處可去就會(huì)把底部的閥門打開(kāi)留到外筒。另一種情況就是減震器的伸張階段:活塞因?yàn)檐囕嗊h(yuǎn)離車身而在缸內(nèi)向上運(yùn)動(dòng),活塞上面的減震油就會(huì)因?yàn)閴毫μ蠖旈_(kāi)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(gè)時(shí)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(dòng)下進(jìn)入補(bǔ)充。

        2.3優(yōu)點(diǎn)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(jiǎn)化,重量輕、性能穩(wěn)定,雙向作用且在各個(gè)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(gè)階段:

        (1)內(nèi)部設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)通過(guò)改變開(kāi)關(guān)閥時(shí)的通孔數(shù)量來(lái)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(lái)產(chǎn)生阻力;速度在 0.1~1m/s左右的,減震油需要頂開(kāi)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(gè)速度上面 ;速度大于1m/s,這個(gè)時(shí)候振動(dòng)應(yīng)該很大了,閥門應(yīng)該全都打開(kāi)阻尼由通孔的摩擦提供。

        (3)內(nèi)部設(shè)計(jì)時(shí)采用相應(yīng)的傳感器,可以檢測(cè)減震器的活塞位置,從此判斷出路況。然后就可以自動(dòng)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(jiǎn)單安裝方便,因?yàn)榧夹g(shù)相對(duì)落后,已經(jīng)不被采用。

        (2)直吊環(huán)型連接方式,在實(shí)際生產(chǎn)制造中應(yīng)用廣泛,安裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。本文所設(shè)計(jì)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(duì)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(diǎn),由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不適合本論文設(shè)計(jì)要求。

        5 總結(jié)

        在我國(guó),筒式液壓減振器的研究水平還是不如國(guó)外,畢竟老外在機(jī)械方面比我們起步要早很多。我國(guó)生產(chǎn)的東西結(jié)構(gòu)比較單一,然后重要的是自主知識(shí)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(jī)加工裝配等的工藝水平,從而減震器乃至整個(gè)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(yáng)工學(xué)院,教師,研究方向:機(jī)械設(shè)計(jì)及理論。

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