某车用单筒充气式液压减振器外特性仿真

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1、轻型汽车技术2015(8)技术纵横7某车用单筒充气式液压减振器外特性仿真王金陈锦东朱允芝z(1南京依维柯汽车有限公司2上海大众汽车有限公司南京分公司)摘要：以某车用充气式液压减振器为例，介绍了其结构特点及工作原理，并建立了阻尼力的数学模型。用MATLAB／simulink软件搭建了模型并进行了仿真计算，得到了充气式液压减振器外特性曲线，为减振器结构参数的优化设计提供了理论支持。关键词：充气式液压减振器数学模型仿真计算外特性曲线1引言尼器对振动能量起衰减作用，消耗由车轮传递的减振器在车辆悬架系统中发挥

2、着重要的作地面起伏不平的动能。阻尼器是减振器的核心，其用，作为汽车底盘的主要阻尼原件，其不仅影响车工作原理是通过液压油流经阻尼孔及阀门产生的辆的舒适性，还关乎车辆的安全性和操纵性；充气衰减力，使弹簧的位能转换为油液的热损失。式液压减振器内充有压缩气体，能明显提高减振减振器是车辆的关键组件，肩负着车辆的好器的临界速度，从而有效消除外特性畸变，改善减多重要性能：对车身和承载质量作弹性支撑，决定振器性能，提高车辆悬架系统品质。车辆的承载能力；衰减不平路面对骑乘者造成的充气式减振器是2O世纪六七十年代以来发

3、振动(衰减振幅、频率、噪声)、减少车身和骑乘者展起来的一种新型减振器。与传统减振器相比较，所受的惯性力、保证车辆行驶的平顺性和舒适性；具有以下优点：由于采用浮动活塞而减少了一套抑制不平路面造成的弹性车轮的持续跳动，改善阀门系统，使结构大为简化，零件数约减少巧车辆的接地性，从而改善安全性；减少车辆行驶中15％；减振器内充有高压气体，能有效消除高频振·突发的强烈冲击、保护车上各部件、仪表和骑乘动和噪声，改善汽车的平顺性和轮胎的接地性；高者，进而提高车辆各构件可靠性和寿命。压气体与油液被浮动活塞隔开，消除

4、了油液的乳影响减振器特性的因素很多，要想建立完全化现象；工作缸和活塞直径较大，单位行程中流经精确的减振器模型是非常复杂和困难的，在保证阀的流量较传统减振器大几倍，故在同样泄流的模型足够精度的条件下做一些假设：不利工作条件下，仍能产生足够的阻尼力l1l。由于l、同一瞬时阻尼器各腔室内压力处处相等；具有诸多优点，充气式减振器在一些高级轿车中2、活塞和缸筒、活塞杆和导套之间没有液体得到越来越多的应用。泄漏；减振器由减振弹簧和阻尼器组成，减振弹簧3、油液的体积弹性模量不变；将减振的动能转换为弹簧的位能，提供

5、缓冲，而阻4、在一个压缩、复原工作循环内，减振器油液8技术纵横轻型汽车技术2015(8)温度保持不变；液通过活塞体中间的常通通道向活塞下腔流动。5、不计油液流动产生的势能变化的影响；当活塞运动速度较大时，活塞上下压力差达到一2充气式液压减振器结构和工作原定值，克服了复原阀弹簧的预紧力，复原阀被打开，油液流通通道截面积增大，油压迅速被卸载，理大部分油液通过复原阀流入下腔。图1是某车充气式液压减振器结构示意图。3充气式液压减振器数学模型其主要由油缸、活塞和活塞杆、复原阀和压缩阀及车辆行驶过程中的振动是一

6、个双自由度系浮动活塞等组成。活塞把油缸分为复原腔e和统，即路面不平引起的车辆随机振动和车身的自压缩腔c，并设有一气室，通过浮动活塞将气室和压缩腔的油液分离。气室内充有2~2．5Mpa的氮由振动c4151。由于车轮的刚度远大于悬架的刚度，而车轮的质量远小于车身的质量，可近似认为车轮气，用来补偿工作过程压缩腔油液体积变化，减少气穴现象的发生。当阻尼器在压缩行程时，主活塞为刚体，减振器的模型可以简化为单自由度弹簧向下移动，压缩腔液压油受压，压力增大，压缩质量阻尼系统，如图2所示。v为路面不平引起的阀在设定

7、的压力差下打开，油液从压缩腔进入复车轮位移，X为悬架位移。原腔，多余油液使压缩腔油液压力P。增大，推动浮动活塞向下运动，气室的容积减小，气压Da升高。当阻尼器在复原行程时，主活塞向上移动，复原腔压力P增大，P减小，复原阀在设定的压力差下打开，复原腔液通过复原阀进入压缩腔；同时在气室压力P的推动下浮动活塞向上运动，气室的容积增大，补偿因活塞杆占用体积造成复原腔进入压缩腔油液的不足。图2减振器物理模型阻尼器的受力由三部分组成：弹性力、摩擦力、液压阻尼力3．1弹性力模型Fk=kxp(1)式中k——弹性系数

8、支——活塞杆相对缸筒的运动位移3．2液压阻尼力模型充气式液压减振器工作过程分为压缩和复原行程，两个行程分别是由压缩阀和复原阀来实现图1充气式液压减振器结构示意图节流的，但两个阀都是单向阀，节流方式相同，只当活塞运动速度较小时，活塞上下压力差小不过节流面积不一样[6171。为了提高车辆行驶过程于复原阀弹簧的预紧力，复原阀仍然关闭。这时油中的舒适性，要求复原行程的阻尼力大于压缩行轻型汽车技术2015(8)技术纵横9程的阻尼力。因为弹性力和压缩阻尼力有叠加的流人下腔的流量Q