第三章1 悬架减振器及弹性元件

1、第三章 悬架阻尼特性和弹性特性 双筒液压减震器的 内部结构和工作原理 单筒式充气减振器单筒式充气减振器 双筒式充气减振器双筒式充气减振器 一、双筒式液力减震器构造介绍一、双筒式液力减震器构造介绍 1.减震器的基本构造 减震器总成 活塞杆总成 活塞缸总成 外缸总成 缓冲套 2.减震器的基本腔室 a. 上腔 活塞杆总成把活塞腔室分成上下两个腔室,活 塞缸于活塞杆形成的环形腔室为上腔. b.下腔 在活塞缸内活塞感总成与底阀总成之间的 腔室是下腔. c.贮液室 活塞缸与贮液缸形成的腔室. 图1减震器油液所在的腔室 3.减震器总成主要部件的装配过程动画 1 压缩行程分析：压缩行程分析： 减震器受压时，活

2、塞下移，活塞下腔室容积减小，油压升 高，工作液流经活塞上的常通孔顶开通夜片流到活塞上面的腔 室。由于上腔被活塞杆占去一部分，上腔内增加的容积小于下 腔减小的容积，故还有一部分工作液推开压缩阀，流入贮液缸。 二、减震器阀系工作过程介绍二、减震器阀系工作过程介绍 图2 压缩行程油液流动方向 图3 给出活塞，图4，5给出压缩时活塞阀系液体流动路线， 图6，7给出压缩时底阀阀系液体流动路线（红色箭头）。 图3 活塞 图4压缩时 活塞阀系液体流动路线 1-螺母； 2-活塞下限位垫圈； 3-活塞调节片； 4-活塞节流片； 5-活塞通液片； 6-活塞； 7-活塞上限位垫圈 图5压缩时 活塞阀系液体流动路线

3、图6压缩时底阀阀系液体流动路线 1-铆钉； 2-限位垫圈；3-限位调节片 4-底阀调节片； 5-底阀截流片； 6-阀座；7- 底阀通液片 图7压缩时底阀阀系液体流动路线 2 复原行程：复原行程： 减震器活塞杆相对腔室拉伸，此时减震器活塞向上移动。活塞上 腔油压升高，上腔内的工作液便通过活塞上的节流孔，推开复原阀 系流入下腔。同样，由于活塞杆的存在，自上腔流来的工作液不足 以充满下腔所增加的容积，在压差的作用下，贮液室中的工作液便 通过阀座上的常通孔推开底阀通液片流入下腔。 图8 复原行程油液流动方向 图9拉伸时活塞阀系的液体流动路线 图9，10给出复原行程活塞阀系的液体流动路线，图11，12给

4、出底阀 阀系的液体流动路线（红色箭头）。 图10拉伸时活塞阀系的液体流动路线 图11拉伸时底阀阀系液体流动路线 图12拉伸时底阀阀系液体流动路线 图13，14分别给出压缩和复原行程的液体流动图 图13 压缩行程的液体流动图 图14复原行程的液体流动图 三、阀系节流片和节流调节片对性能的影响 1.节流片剖口改变对速度节流片剖口改变对速度-阻尼曲线的影响阻尼曲线的影响 选取两组不同节流片剖口的实验数据 第一组：0.112 第二组：0.11.73 绘制出复原行程阻尼力曲线（图15），并做对比，从图中可 以看出，节流片剖口增加主要是减小了低速时的阻尼力。 图15 不同节流片剖口复原阻尼力对比 2.调节

5、片片数或厚度的改变对速度调节片片数或厚度的改变对速度-阻尼曲线的影响阻尼曲线的影响 第一组： 0.25（厚度）3（片数） 第二组：0.251 ，0.22 （总厚度减少） 绘制出复原行程阻尼力曲线（图16），并做对比，从图中可 以看出，调节片厚度减少，可以使阻尼力减小。 图16 不同调节片厚度复原阻尼力对比 正常工作时的示功图 四、减震器示功图 有空程时的示功图 有异常冲击时的示功图 五、减震器调试（damper tuning) SGM308 ADVP 六、减震器实验 fatigue test of chassis spring seats 与防尘罩的疲劳测试合并 试验频率为21Hz。 载荷幅值

6、根据弹簧图纸确定。（初步按照弹簧刚度为 23.5N/mm确定） 对其循环加载，直至弹簧座发生破坏。（加载至6倍 寿命未发生破坏，可以认为是100寿命） 测试温度为235。 要求B10寿命350000。 试验样件数：4 fatigue test of chassis spring seats B10寿命确定： 第一步，在13Hz之间选取四个频率点，分 别进行疲劳测试，直到弹簧下托破坏。 第二步，将破坏的循环次数按照从小到大的 顺序，从上向下依次填入右表中。 第三步，将上述数据在对数正态分布纸上描 点。 第四步，拟和直线，并确定90处的循环次 数。 第五步，确定10处的循环次数，并计算 N(90%

7、)/N(10%)的值，要求不超过3：1。 Cycles (N) PUE 187 269 350 431 513 fatigue test of chassis spring seats 试验装置 采用四根弹簧同时进行疲劳测试 的方案，如右图所示 工装上端为螺纹连接，可以进行 微调 沉头螺栓 10 1.5 螺母 20 2.5 螺母 16 2 bending test for suspension strut piston rods 保持低于5mm/min的匀速加载至F，卸载到F/2后，永久 变形量f不超过0.4mm。 继续加载，直到永久变形量f1达到15mm。 要求此时没有肉眼可见的裂纹或者断裂

8、。 环境温度在+15到+35C之间。 力值测试的精度为：测量值的 1 %，变形量测试的精 度：0.01 mm。（在镀铬层中允许有微小裂纹） bending test for suspension strut piston rods 力F=8KN，尺寸A150，B93.5。 装置右侧为活塞总成和活塞缸 活塞杆保持水平，要求支撑点不在同一高度。 bending test for suspension strut piston rods 在距离右端133mm 处测量变形量，或 者在加载位置测试 变形量 力学模型： 22 1 () _ 3 3 A BBA x static strength of re

9、bound stopper 对活塞杆施加外力，以低于5mm/min的匀速加载至F， 然后卸载。 环境温度在+15到+35C之间。 力值测试的精度为测量值的 1 %，变形量测试的精 度为0.01 mm。 永久变形量f 不能超过0.2mm。 活塞杆和止推环不允许有损坏和裂纹。 static strength of rebound stopper 力F=12KN ； 主要考察限位固定套与活塞杆之间 的焊接 试验完成后， 永久变形量不超过 0.2mm。 1 活塞杆 2 固定限位套 fatigue test of stab link bracket 试验频率为105Hz。 幅值为1.0KN。 测试温度2

10、35。 要求对其循环加载，直至发生破坏。 （加载 至6倍寿命未发生破坏，可以认为是100寿 命） 安装角度见工装图。要求统计结果 B10100000。 fatigue test of stab link bracket 稳定杆的安装位置为三维 形式，需要进行实车测量。 测量结果采用对数正态分 布无损坏概率统计结果来 估计疲劳失效点 PU=90% PU=90%与PU=10%的比 值 1：稳定杆夹具 2：稳定杆 3：稳定杆支架 system test of front and rear suspension spring 1、静态测试 弹簧压缩至长度B时，测试其刚度值=C4%， 具体数值见图纸规定

11、。 system test of front and rear suspension spring 2、疲劳测试 试验频率： 4Hz。 弹簧被压缩后的高度范围为258.6112.0mm 的正弦波激励。 对弹簧进行循环加载，直至发生破坏。 要求所有试件发生断裂的循环次数不小于 350000。 耐久试验接束后力值（B点处）损失不得大 于100N。 system test of front and rear suspension spring 对试验结果采用对数正态分布的概 率统计方法，计算PU=90%、 PU=90%与PU=10%的比值 。 弹簧外观检查 为了评估弹簧外观， 弹簧应安装在弹簧座中。

12、注意两个 弹簧圈之间的碰撞-如果发生碰撞， 记录碰撞位置和碰撞区域的长度 注意弹簧震颤或者是噪声 注意弹簧垫的完整性（转接件，缓 冲器，弹簧座） isolator spring upper force deflection test 初始载荷：100N。 终止载荷：6KN。 速度：0.2mm/s。 要求力变形量曲线在图纸规定的曲线范围 内。 isolator spring upper force deflection test 负载误差在测试值的 1%以内 长度变化误差在0.01 mm以内 3.5 R3 21.8 32.1 20 R6 98 F 按照弹簧设计 位置和外形 按照上弹簧座设 计外形

13、和位置 试样 isolator spring upper force deflection test 测试完成后，试样应 当检查无损坏或裂纹。 不允许有损坏和裂纹。 6 5 0 1 2 mm)变形量( 3421 3 4 载 (KN) 荷 力变形量曲线 stopper bump force deflection test 预载:5N 。 加载速度:50mm/min。 最终载荷:10KN。 要求：测试曲线偏差在图中 所要求的范围之内 stopper bump force deflection test 负载误差在测试值的 1%以内。 长度变化误差在0.01 mm以内。 支撑板的硬度至少为： 650

14、 HV 30。 从0-10KN预加载3次后， 进行静态测试。 stopper bump durability test 进行动态测试前被测样件必须在常温条件下放置至少10天。 频率为2Hz 。 周期为150000次。 载荷为7000N的正弦激励。 动态测试结束24小时后测量零件的自由高度（Hf） 动态测试结束24小时后对零件进行载荷_变形量测试，计算零件的永 久变形H%（H0-H)/H0*100%，要求H%6。 利用动态测试后测量的载荷变形量曲线进行计算吸收的能量W2。 计算所吸收能量的变化率WA%（WA1-WA2)/WA1*100%，要求 WA%30。 在测试过程中不允许发现有零件故障或零件

15、失效。 mount force deflection test 预载:50N 。 加载速度:24mm/min。 最终载荷:7KN。 要求力变形量曲线在图纸规定的范围内。 mount force deflection test mount force deflection test 测试完成后，检查试验 的完整程度。 0 2 4 mm)变形量( 1284 6 载 (KN) 荷 载荷-变形量曲线图 12376511109 1 3 5 7 力变形量曲线 fatigue test for rebound bumpers of hydraulic vibration damper 首先在1003的减振器

16、工作液中老化70- 72小时。 载荷：4KN。 频率：0.80.2Hz。 温度：805。 周期：10000。 测试完成后要求：活塞杆和止推环应当检查 无损坏或裂纹,并且不允许撕裂和试样颗粒脱 落。 fatigue test for rebound bumpers of hydraulic vibration damper 要求试验中所采用的油液是减震器使 用的油液。 测试温度保持在80 测试完成后，试样不允许撕裂并且不 能有橡胶颗粒剥离。 1活塞杆2导向器 3 限位缓冲块4限位环 5活塞缸 damper friction test 采用正弦波输入。 测试温度为21。 频率为0.0167Hz。

17、幅值为12.5mm。 对减振器底部施加规定的力矩0、100、300、 500Nm。 记录行程中点处的力值。 要求摩擦力不超过图纸规定的摩擦力值。 damper friction test 根据实际情况，不采用对底部施加力矩而施 加侧向力的方法，直接将测量力加在导向器 附近。 测量力的值为：0、0.233、0.698、1.163KN fatigue test of Macpherson struts and strut cartridges 上端激振频率1Hz。 振幅为50mm。 下端激振频率为12Hz。 振幅为7mm。 周期:500000。 试验温度:65/-5。 距离储液缸上边缘向下20mm

18、处施加正弦侧 向力935285N。 与外连接套的疲劳测试合并 fatigue test of Macpherson struts and strut cartridges 试验完成后，要求： 1.阻尼力值250N，偏差为20%。FZ,D12.5和FZ,D25变化范 围为+32/-20%。 2.对于FZ,D12.5，FZ,D100，阻尼力滞后不超过10； 对于FZ,D150，FZ,D200阻尼力滞后不超过30。 3.气体压力至少为初始的50%。 4.摩擦力不超过开始值40N。 fatigue test of Macpherson struts and strut cartridges 耐久性试验

19、中对试件冷却的设备： 冷却液：水。 冷却套冷却水的入口：活塞杆导向器附近。 冷却套冷却水的出口：底阀附近。 fatigue test of Macpherson struts and strut cartridges 1:球铰 2:导向器中心 3:温度测量点 4:夹具 5 转接件 damper temperature fade and lag test 首先在212.5进行性能测试。 利用高低温箱降温至-30，进行性能测试。 以1.25Hz的频率，幅值为40mm升温到-53，在 02.5做性能试验。 以1.25Hz的频率，幅值为40mm升温到212.5，在 212.5做性能试验。 以3.33H

20、z的频率，幅值为40mm升温到752.5，以 1.67Hz的频率，幅值为40mm升温到802.5，然后在 802.5做性能试验。 以3.33Hz的频率，幅值为40mm升温到1002.5，在 此温度点做性能试验。 damper temperature fade and lag test 阻尼滞后示功图 compression test of inner parts 测试温度为：1535。 贮液缸筒在合适的位置切开，保证只压缩内 部零件。 以5mm/s的速度达到F=25KN，然后卸载到 F/2，最后压缩到破坏。 要求画出力变形量曲线，永久变形量f不超 过0.2mm，达到破坏的力不小于35KN co

21、mpression test of inner parts damping force test 温度：21。 不充气的情况。 速度为0.052、0.13、0.26、0.39、0.5、 1.05、1.57，振幅为50mm。 每个试验速度下，至少进行4个振动周期。均 应在第4至第6个振动周期内绘制力-位移图， 绘制周期不超过7个，记录行程中点的阻尼值 gas filling reaction test 以速度0.52m/s运行1000个周期，注意温度 不能超过80。 在0.0026m/s的速度下测试阻尼力。 要求阻尼力大小为5020N。 painted piston rod performanc

22、e requirements 试验前，清除污染物，按照盐雾试验标准进 行48小时喷雾。 试验后，清除铁氧化物污疵。 记录每根杆上的腐蚀点数目，每根杆上最多 允许有一个腐蚀点。 Painted parts performance requirements 划痕胶带试验法测定粘合性 湿度和划痕胶带试验法测定粘合性 耐中性盐喷雾的测定和蔓延腐蚀测定 疤点蔓延腐蚀测试 循环腐蚀测定 石片刻划附着性测定 耐汽油性测试（浸入汽油） 耐汽油性测试（浇汽油） 油浸测试(以尾数Z区分测试类别例如OD Z) 漆膜厚度测试 减振器的阻尼特性减振器的阻尼特性 限压阀限压阀 减振器阻尼系数与悬架阻尼系数的关系减振器阻尼系数与悬架阻尼系数的关系 军用车辆筒式减振器军用车辆筒式减振器 一、减振器的阻尼特性一、减振器的阻尼特性 复原行程复原行程 活塞以速度 相对缸体向上运动； 活塞上腔工作液受压，排出的流量 s s Q=Ah s 4)