理论教育 减振器阻尼参数解析计算

减振器阻尼参数解析计算

时间:2023-10-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:根据车辆对减振器阻尼特性的要求及图8-13所示的减振器速度特性曲线,减振器阻尼特性参数经常用以下特性参数表示。由于减振器阻尼特性是非线性的,因此,在不同速度范围内减振器的阻尼系数的不同的。利用平安比ηps可对减振器进行定性和定量评价。

减振器阻尼参数解析计算

根据车辆对减振器阻尼特性的要求及图8-13所示的减振器速度特性曲线,减振器阻尼特性参数经常用以下特性参数表示。

1.开阀速度点

(1)减振器初次开阀速度点 当汽车行驶在比较平坦路面上时,为了提高减振器使用寿命,减少减振器的开阀次数,通常减振器设有初次开阀速度点。当减振器达到初次开阀速度点之前,节流阀片不开阀,减振器阻尼力特性主要是依靠减振器油液流经常通节流孔所产生的节流压力;当减振器达到或超过减振器初次开阀速度点时,减振器节流阀片开阀,一部分油液经过常通节流孔,而另外一部分油液则经过节流阀开阀后所形成的环形节流缝隙。减振器初次开阀速度点是由减振器节流阀片厚度和预变形量决定的,其中,节流阀片的预变形量是由节流阀片的安装结构所决定的。

图8-13中的Vk1Vk1y分别为减振器复原阀和压缩阀的初次开阀速度点。通常减振器复原阀初次开阀速度点Vk1为0.3m/s左右,而压缩阀初次开阀速度点Vk1y为0.1~0.3m/s。

(2)减振器最大开阀速度点 当汽车行驶在比较差的路面上时,为了减少减振器撞击车身的次数,防止减振器击穿,通常减振器设有最大开阀速度点。当减振器达到最大开阀速度点时,减振器节流阀片的变形与限位挡圈接触,使得节流阀片与节流阀座口之间所形成的环形节流缝隙不再随速度的增加而增加,即形成了固定节流缝隙。减振器最大开阀速度点是由减振器节流阀片厚度和最大限位间隙所决定的,其中,节流阀片最大限位间隙的大小主要是由限位间隙垫圈厚度所决定的。

图8-13中的Vk2Vk2y分别为减振器复原阀和压缩阀的初次开阀速度点。通常减振器复原阀和压缩阀的最大开阀速度点Vk1=Vk1y=1.0m/s左右。

2.阻尼系数

减振器阻尼系数通常是利用初次开阀速度点Vk1处的阻尼系数表示。由于减振器阻尼特性是非线性的,因此,在不同速度范围内减振器的阻尼系数的不同的。

(1)减振器初次开阀前的阻尼系数 减振器在初次开阀前的阻尼系数cd1等于初次开阀前减振器速度特性曲线的斜率,等于初次开阀速度点处的阻尼系数。

因此,减振器在复原行程初次开阀前的阻尼系数为

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式中,Vk1为减振器复原行程初次开阀速度点;Fdk1为减振器在复原初次开阀速度点的阻尼力。

减振器在压缩行程初次开阀前的阻尼系数为

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式中,Vk1y为减振器压缩行程初次开阀速度点;Fdk1y为减振器在压缩初次开阀速度点的阻尼力。

(2)减振器初次开阀后的阻尼系数 减振器在初次开阀后的阻尼系数cd2是随速度变化的。由图8-13可知,减振器在复原行程初次开阀后的任意速度点V处的阻尼系数cd2可表示为

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式中,FdV为减振器在初次开阀后任意速度V点的阻尼力,Vk1<VVk2k2为减振器在复原行程初次开阀后速度特性曲线的斜率。

由式(8-37)可知,当速度V=Vk2时,减振器在复原行程最大开阀速度点Vk2处的阻尼系数为

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式中,Fdk2为减振器在复原行程最大开阀速度点处的阻尼力。(www.daowen.com)

同理,减振器在压缩行程初次开阀后的任意速度点V处的阻尼系数cd2y可表示为

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式中,FdVy为减振器在压缩行程初次开阀后任意速度Vy点的阻尼力;k2y为减振器在压缩行程初次开阀后速度特性曲线的斜率。

由式(8-39)可知,当速度Vy=Vk2y时,减振器在压缩行程最大开阀速度点Vk2y处的阻尼系数为

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式中,Fdk2y为减振器在压缩行程最大开阀速度点处的阻尼力。

3.平安

平安比ηps一般定义为减振器复原行程初次开阀前的阻尼系数与最大开阀前的阻尼系数之比,即ηps=cdk1/cdk2,而实际应定义为开阀前速度特性曲线斜率与开阀后速度特性曲线斜率之比,即减振器平安比应表示为

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式中,k1k2分别为减振器在复原行程初次开阀前、后分段速度特性曲线的斜率。

利用平安比ηps可对减振器进行定性和定量评价。车辆类型不同,平安比ηps的选择也不同。轿车的平安比ηps大于赛车的平安比ηps。前者更强调车辆的舒适(平顺)性,而后者更强调车辆的安全性。因此,利用平安比ηps可得减振器最大开阀前的速度特性曲线的斜率和在任意速度V下的阻尼力Fd。由式(8-41)可得,减振器最大开阀前的分段速度特性曲线的斜率k2

k2=k1ps=cdk1ps (8-42)

因此,减振器在复原行程初次开阀之后的任意速度点V处阻尼力Fd可表示为

Fd=Fdk1+k2V-Vk1) (8-43)

4.双向比

由于在压缩行程弹簧力的影响,因此,减振器压缩行程的阻尼力一般比复原行程的阻尼力要小,一般将减振器在相同速度下压缩阻尼力与复原阻尼力的比定义为减振器阻尼力双向比βd,所以减振器阻尼力双向比可表示为

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通常减振器阻尼力双向比βd一般为978-7-111-37229-5-Chapter08-45.jpg左右。如果知道了减振器复原行程在某速度V下的阻尼力Fd,则减振器在压缩行程该速度下的阻尼力可表示为

Fdy=βdFd (8-45)

由式(8-45)可知,在给定速度V下,减振器压缩行程的阻尼力是相同速度下复原行程阻尼的βd倍,即只要是确定了减振器复原行程的速度特性,便可根据减振器双向比βd确定出减振器在压缩行程的速度特性。

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