双筒充气液压减震器的优化设计

朱烽　曲姣沈阳工学院机械与运载学院



双筒充气液压减震器的优化设计

朱烽曲姣
沈阳工学院机械与运载学院

为改善汽车行驶过程的平顺性并且衰减由路面不平所带来的振动，多会在汽车悬架中与弹性元件并联安装减振器。如今减振器的结构已经有了很大的变化，本文通过研究减振器的发展历史和发展趋势，明确设计该型减振器的重要性和意义，并设计了一种应用于小型汽车悬架的双筒充气液压减振器。

双筒式 减振器 阻尼系数 工作缸

1　概述

1.1研究目的及意义

汽车是一个由很多不同的模块所组成的很复杂的系统结构，汽车性能的好坏与各个零部件的性能都有很大关系。在汽车的众多系统中，减震器发挥了很大的作用，减震器的使用让轮胎和汽车车身有了明确的运动，可以很快的让汽车振动变小，汽车轮胎就能紧紧的贴合地面，汽车的安全性和稳定性就得到了很大的提升。

1.2国内外研究现状

可调阻尼减振器形式有很多种：应变式减振器、频率感应式减振器、涡流感应式减振器、电流变体可调阻尼减振器、磁流变体可调阻尼减振器、节流口可调阻尼减振器等。现在的研究方向主要是后三种。1995年德国试验了变流体减振器，使用传感器然后通过电脑来分析路况，反馈给减震器后在0.0015s内就自动调节减振器的阻尼。我国的学者也研究过采用磁流体的减振器，只要变一下磁场的大小，减震油的粘度就会变，然后减震器的特性也就跟着变化了。学者们通过研究结果得出结论：

相同情况磁流体比电流变流体更好用；

以目前的水平来说不大好用，可能发生故障率高，主要还是处在研究的阶段，并不能大规模的实用在汽车上面。

2　汽车悬架系统及减震器工作原理的分析

2.1汽车悬架结构与作用

悬架是指车架与车桥或车轮之间连接并传动的装置的总称，它用来传递在各个部件之间的力和力矩，悬架可以理解为让汽车不论什么路况下都能悬在同高度的结构。所以，他应该可以减小并减弱路面的冲击力，减小振动以使汽车行驶更加平稳，车上的人感觉更加舒适，货物也不会因为振动收到损坏。

悬架系统的组成：弹性元件、导向机构、减振器、缓冲模块、横向稳定器等。悬架将车架与车轮的连接在一起，悬架的结构也影响整个汽车的使用性能。它是满足汽车安全性和稳定性的重要部件。

2.2双筒式减震器的工作原理

汽车行驶过不平路面车轮向车身方向移动时，简称减震器处于压缩工作阶段，活塞在缸体内向下运动，活塞下面的油因为压力就跑到活塞上面去了。因为活塞杆占用了很大一部分体积，所以下面腔的油明显就太多了，于是一部分的油无处可去就会把底部的阀门打开留到外筒。另一种情况就是减震器的伸张阶段：活塞因为车轮远离车身而在缸内向上运动，活塞上面的减震油就会因为压力太大而顶开活塞上的阀片流到下面去。由于刚刚压缩行程流上去的油比较的少，所以这个时候上方的油并不能完全填满下油腔，下腔油压很低，于是外筒里面的油就在高压气体的推动下进入补充。

2.3优点分析

双筒式减振器使用范围广泛、生产制造成本低，可以使悬架结构得到简化，重量轻、性能稳定，双向作用且在各个工况下都有良好的稳定性。

3　减震器的结构分析

近代减震器已经有了很多的结构，大致可以分3个阶段：

（1）内部设计有各种形式的流量阀，这样可以调节活塞上阀的流量，减震器的阻尼就可以分成好几段。虽然这样选择的范围就大了，但是汽车的安全稳定性能就差了。

（2）内部设计时通过改变开关阀时的通孔数量来形成不同的阻尼力。一般分为3段不同速度：速度在 0.1m/s以下，由阀片上面的小通孔来产生阻力；速度在 0.1～1m/s左右的，减震油需要顶开活塞上的的阀片，弹簧力就变成了主要的阻尼力，一般都工作在这个速度上面 ；速度大于1m/s，这个时候振动应该很大了，阀门应该全都打开阻尼由通孔的摩擦提供。

（3）内部设计时采用相应的传感器，可以检测减震器的活塞位置，从此判断出路况。然后就可以自动调节减震器的阻尼。汽车的安全性与舒适性都得到了很好的结合。

4　双筒充气液压式减振器连接件的优化

发展到如今，减振器连接方式有很多种，在此列举主要的4种常用连接方式

（1）锥型吊环的减振器吊环，整体结构简单安装方便，因为技术相对落后，已经不被采用。

（2）直吊环型连接方式，在实际生产制造中应用广泛，安装结构简单。本文所设计减震器采用此种方式连接。

（3）X型销吊环，工作稳定性好但结构相对复杂，安装拆卸不便。

（4）双头螺栓型连接件，同X型也具有工作可靠，使用方便等优点，由于结构复杂，不适合本论文设计要求。

5　总结

在我国，筒式液压减振器的研究水平还是不如国外，毕竟老外在机械方面比我们起步要早很多。我国生产的东西结构比较单一，然后重要的是自主知识产权并不多，大大小小的厂生产水平也良莠不齐，甚至为了降低成本还有偷工减料导致使用寿命很短。我们应该要重视新型减震器的研制，毕竟减震器重要程度很高。我们不光要研究理论，还要提高机加工装配等的工艺水平，从而减震器乃至整个汽车行业的现代化发展。

曲姣（通讯作者），1987年06月出生，女，汉族，沈阳工学院，教师，研究方向：机械设计及理论。