[发明专利]基于速度特性的液压减振器复原阀常通孔面积的设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及筒式液压减振器，特别是基于速度特性的液压减振器复原阀常通孔面积的设计方法。

背景技术

液压减振器的阻尼特性主要是由减振器复原阀和压缩阀的参数（常通孔面积、阀片厚度、预变形量和最大限位间隙）所决定。其中，常通孔面积的大小不仅影响减振器阻尼特性，而且还影响减振器阀片厚度及预变形量等参数设计。由于减振器常通孔面积设计值与设计速度点之间是非线性的，即采用不同的设计速度点，得到不同的常通孔面积设计值，同时，减振器常通孔面积设计还受到局部节流损失的影响，目前，国外对筒式液压减振器阀系参数设计没有准确、可靠的设计方法，大都是首先凭经验确定一个常通孔面积，然后通过“反复试验＋修改”的方法，最终得到减振器常通孔面积设计值，因此，设计、试验费用高，开发周期长，难以满足汽车行业快速发展的要求。我国学者对此作了大量研究，例如，山东理工大学周长城教授曾建立了曲线拟合优化设计方法，可得到减振器最佳设计速度点和常通孔面积优化设计值，减振器特性试验值与设计所要求特性值逼近，但是由于曲线拟合优化设计方法需要建立优化设计目标函数，并且需要编程进行优化设计和计算，很难让减振器工程设计人员掌握。因此，必须建立一种简便、准确、可靠的液压减振器常通孔面积设计方法，以满足减振器快速和准确设计的要求。

发明内容

针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种简便、准确、可靠的液压减振器复原阀常通孔面积设计方法，其设计流程图如图1所示。

本发明所提供的基于速度特性的液压减振器复原阀常通孔面积的设计方法，其特征在于采用以下步骤：

(1)确定复原阀常通孔面积最优设计速度点及减振器阻尼力:

根据减振器设计所要求的复原行程速度特性,初次开阀速度点和阻尼力，确定通孔面积最优设计速度点及在该速度点所要求的减振器阻尼力,分别为：

；

；

(2)确定减振器活塞缝隙的节流压力及流量:

根据活塞缸筒与活塞杆之间的环形面积，据步骤(1)中的，确定减振器活塞缝隙的节流压力,即:

:

式中，，为活塞缸筒内径，为活塞杆直径；

根据减振器活塞缸筒内径，活塞与缸筒平均间隙，偏心率e，油液动力粘度，活塞缝隙长度，及活塞缝隙节流压力，确定在常通孔面积设计速度点时流经活塞缝隙的流量,即:

；

(3)确定减振器活塞孔的流量：

根据减振器塞缸筒与活塞杆之间的环形面积,步骤(1)中的,步骤(2)中的,确定活塞孔的流量，即 

；

(4)确定减振器活塞孔的等效长度：

    根据减振器活塞及复原阀体结构，可将油液流经活塞孔时所产生局部节流损失,叠加折算为活塞孔的沿程阻力损失，因此，减振器活塞孔的等效长度为：

                           

式中，为活塞孔的物理长度；为活塞孔的直径；为减振器运动速度V在设计速度点时的油液流经活塞孔的沿程阻力系数，，为油液运动粘度，为活塞孔的个数，为复原阀常通孔面积设计速度点，为活塞缸筒和活塞杆之间的环形面积，；为活塞细长孔突然缩小的局部阻力系数，可根据活塞孔总面积与活塞缸筒和活塞杆之间的环形面积之比，查《液压设计手册》加以确定；为活塞孔突然扩大的局部阻力系数，，，为复原阀片的内圆半径，为复原阀片的阀口半径；为油液流经活塞孔因改变流向的局部阻力系数，，为活塞孔的角度；

(5)确定减振器活塞孔的节流压力：

根据油液动力粘度，活塞孔个数，步骤(4)中的，及步骤（4）中的L_he，确定活塞孔节流压力，即：

；

 (6)确定减振器复原阀常通孔面积设计值及实际常通孔的宽度b_A和个数n_A：

根据活塞缸筒与活塞杆之间的环形面积，常通孔的流量系数，油液密度，步骤（1）中的，步骤（3）中的，及步骤（5）中的，确定复原阀常通孔面积的设计值为：

；

根据复原阀常通孔面积设计值，取单片带孔阀片厚度为h₁，常通孔的宽度取b_A，个数n_A，则实际减振器复原阀常通孔面积设计值为。

本发明比现有技术具有的优点：