鄭坤

摘要：阻尼四級可調(diào)減振器利用油液流經(jīng)不同空隙及閥系產(chǎn)生阻力來消耗汽車振動產(chǎn)生的能量。車輪與車身發(fā)生相對運動，活塞在工作缸筒內(nèi)就上下移動，減振器殼體內(nèi)的油液從一個腔室流至另一腔室，孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)摩擦形成對振動的阻尼，車身和車架振動的機械能轉(zhuǎn)化為熱能被油液和減振器殼體吸收，擴散到大氣中。

關(guān)鍵詞：減震器;阻尼;機械能;熱能

1. 阻尼四級可調(diào)減振器結(jié)構(gòu)組成

阻尼四級可調(diào)減振器主要有兩部分組成，即普通液壓減振器本體和電磁鐵控制式外部泄壓筒。泄壓筒內(nèi)筒由上孔與本體復(fù)原腔室聯(lián)通，外筒由下孔與本體的儲油腔室聯(lián)通，以此實現(xiàn)不同腔室之間的油液流通和交換。

1.1 阻尼四級可調(diào)減振器本體結(jié)構(gòu)

減振器本體部分主要由活塞總成6（流通閥系和復(fù)原閥系）和底閥總成9（補償閥系和壓縮閥系）組成，如2.1所示。其中底閥9與工作缸2底端采用螺紋密封安裝于工作缸最左側(cè)，并且與油缸3之間采用密封圈與工作缸無桿腔8和儲油腔10進行阻隔?；钊偝?通過導(dǎo)向帶與工作缸2采用過渡配合，以滿足活塞在工作缸中進行復(fù)原及壓縮行程需要，活塞總成6左側(cè)采用螺栓與活塞桿進行連接，按國家標準給定預(yù)緊力。浮動活塞11位于油缸3的最左側(cè)，由于浮動活塞需隨活塞桿做同向運動此處我們?nèi)耘f采用密封圈進行油液密封，浮動活塞11左側(cè)為高壓氣室（約為1.1MPa），右側(cè)為儲油腔10。

1.2 外部泄壓筒結(jié)構(gòu)

外部泄壓筒結(jié)構(gòu)如圖2-2所示，泄壓筒通過連接體與減振器本體相連，由油孔A和B實現(xiàn)高壓腔與低壓腔的油液流通。

外部泄壓通道兩端由電磁鐵1進行密封，活動帽2和支撐架3之間采用間隙滑道配合，阻尼調(diào)節(jié)閥芯與本體活塞閥系類似，同是采用雙向流通阻尼調(diào)節(jié)活塞，根據(jù)對壓縮及復(fù)原阻尼調(diào)節(jié)力度不同分為上閥和下閥，其中上閥對壓縮阻尼力調(diào)節(jié)明顯，下閥對復(fù)原阻尼力調(diào)節(jié)明顯。通過兩端電磁鐵通電情況的不同實現(xiàn)上閥和下閥的不同開合達到阻尼力的四級調(diào)節(jié)。

2. 阻尼四級可調(diào)減振器工作原理

阻尼四級可調(diào)減振器的阻尼產(chǎn)生機理與普通液壓減振器類似，都是利用油液流經(jīng)不同空隙及閥系產(chǎn)生阻力來消耗汽車振動產(chǎn)生的能量。當(dāng)車輪與車身發(fā)生相對運動時，活塞在工作缸筒內(nèi)就上下移動，減振器殼體內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個腔室通過一些窄小的孔隙流至另一腔室，此時，孔壁與油液間的摩擦及液體分子內(nèi)摩擦便形成對振動的阻尼，使車身和車架振動的機械能轉(zhuǎn)化為熱能而被油液和減振器殼體吸收，最后散到大氣中去[1]。減振器的阻尼力大小隨車輪與車身相對運動速度的增減而增減。

減振器的四級調(diào)節(jié)機理是根據(jù)電磁鐵的不同通電狀態(tài)產(chǎn)生不同的阻尼效果，并且內(nèi)外筒的泄壓通道主要由節(jié)流閥芯控制節(jié)流面積的大小，其組成形式與減振器本體內(nèi)活塞桿活塞組成結(jié)構(gòu)相似，均采用雙向通流彈性閥片式活塞組成。

根據(jù)四級可調(diào)減振器電磁鐵通電狀態(tài)的不同可將此類減振器分為四種不同阻尼系數(shù)的工作模式：a、軟壓縮，軟回彈;b、軟壓縮，硬回彈;c、硬壓縮，軟回彈;d、硬壓縮，硬回彈。

不論何種類型的減振器都分為主要的兩個工作行程：復(fù)原行程和壓縮行程

2.1 復(fù)原行程工作原理

當(dāng)汽車駛進凹坑或駛離凸起路況時，減振器處于復(fù)原行程。

減振器處于復(fù)原行程，復(fù)原腔為高壓腔室，壓縮腔及儲油腔為低壓腔室，油液由高壓腔室經(jīng)節(jié)流通道及節(jié)流孔流至低壓腔室產(chǎn)生復(fù)原阻尼力。改變電磁鐵的通電狀態(tài)來改變油液的流通通道，具體如下：

a、軟壓縮，軟復(fù)原：電磁鐵1和2同時通電，上閥和下閥打開，減振阻尼系數(shù)最小，油液經(jīng)不同的通道流至其他腔室，1、低速狀態(tài)時油液由復(fù)原腔通過本體活塞上的常通節(jié)流孔流至壓縮腔，復(fù)原腔室的壓力升高，油液沖開活塞總成復(fù)原閥系流至壓縮腔;2、電磁鐵1和2通電泄壓筒通道開啟，油液以較小的壓力差沖開泄壓筒的阻尼閥片，經(jīng)孔A流至內(nèi)筒穿過活動帽由外筒流至本體儲油腔室;3、隨著活塞桿不斷移出本體，壓縮腔產(chǎn)生負壓，儲油腔的油液經(jīng)底閥總成上的補償閥流至壓縮腔，保證壓縮行程不會產(chǎn)生畸變[2]。

b、硬壓縮，軟復(fù)原：當(dāng)電磁鐵2通電而1未通電時，下閥處于開啟狀態(tài)而上閥關(guān)閉，此時減振器的壓縮阻尼較大，為汽車提供較好的操縱性，油液同樣也是通過不同的泄壓通道在不同的腔室流通，1、減振器處于低速運行時油液可由活塞總成上的常通節(jié)流孔流至壓縮腔，隨著減振器運行速度的增加，復(fù)原腔室的油液壓力升高，油液沖開復(fù)原閥系流至壓縮腔，為高速行駛的汽車提供阻尼力;2、由于只有電磁鐵2通電，所以下閥通道保持暢通，油液由復(fù)原腔經(jīng)泄壓內(nèi)筒通過沖開復(fù)原阻尼調(diào)節(jié)活塞上的閥系流至外筒到達儲油腔;3、隨著活塞行程的不斷增大，活塞桿不斷移出工作缸筒，使壓縮腔產(chǎn)生負壓，油液經(jīng)底閥總成的補償閥系流至壓縮腔。

c、硬壓縮，硬復(fù)原：當(dāng)電磁鐵1和2都未通電時，上閥和下閥同時處于關(guān)閉狀態(tài)，減振器極限工作狀態(tài)，復(fù)原和壓縮產(chǎn)生較大的阻尼系數(shù)，此種工作狀態(tài)是在忽略汽車乘坐舒適性為前提下完成的，油液的主要流通路徑發(fā)生相對變化，1、減振器處于低速運行時油液可由活塞總成上的常通節(jié)流孔流至壓縮腔，隨著減振器運行速度的增加，復(fù)原腔室的油液壓力也隨之升高，油液沖開活塞總成的復(fù)原閥系流至壓縮腔，為汽車提供減振阻尼力[3];2、由于電磁鐵1和2都未通電，所以外部泄壓通道中僅有少量油液通過活動帽的空隙流過，此部分油液產(chǎn)生的阻尼力與本體相對而言較小，可忽略此部分;3、隨著活塞桿的不斷移出工作缸筒，使壓縮腔產(chǎn)生負壓，油液經(jīng)底閥總成的補償閥系流至壓縮腔。

3. 阻尼四級可調(diào)減振器工作特性

減振器的工作特性主要由其阻尼特性體現(xiàn)的，其中減振器阻尼特性是根據(jù)減振器阻尼力與活塞運動速度這些參數(shù)確定的，其阻尼特性一般由示功圖曲線與速度特性曲線組成。其示功圖曲線是由減振器阻尼力與活塞相對運動行程之間的關(guān)系，示功圖所形成的圖形面積反映了減振器在工作中消耗的能量多少[4]。速度特性曲線是由各個速度與其相對應(yīng)的阻尼力擬合成的一條特性示意線，其曲線斜率表示減振器在不同速度段的增長率，整體曲線表示了減振器消耗能量的效率大小。在實際生產(chǎn)中試驗測試的主要就是指減振器的工作特性即外阻尼特性。不同車型的減振器所產(chǎn)生的示功圖形狀及速度特性圖曲線斜率不盡相同。

參考文獻：

[1]江浩斌. 充氣式可調(diào)阻尼減振器阻尼特性模型研究與仿真系統(tǒng)設(shè)計[D]. 鎮(zhèn)江：江蘇大學(xué)，2007.

[2] 徐中明，李仕生，張志飛，等. 基于MATLAB/Simulink的汽車減振器外特性仿真與性能分析[J]. 汽車工程.2011，（4）：329～334.

[3] 馬天飛，崔澤飛，張敏敏. 基于AMESim雙筒疊加閥片式充氣減振器建模與仿真[J]. 機械工程學(xué)報.2013，（12）：123～130.

[4] 段敏，蔣東升，王庚封. 基于混合工作模式的磁流變減振器工作性能仿真[J]. 遼寧工業(yè)大學(xué)學(xué)報自然科學(xué)版.2012，（1）：35～37.

（柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院，廣西 柳州 545616）