汽车减振器阀系参数设计方法

减振器阀系参数设计先前主要是“经验+试验”的设计方法和单点近似设计方法，最近由山东理工大学车辆悬架开发研究所建立了曲线拟合优化设计方法、黄金分割优化设计方法和CAD设计方法。

1.“经验+试验”设计方法

该方法是首先凭经验根据车辆类型和设计所要求的减振器速度特性确定一个设计参数，然后经过反复试验和修改，最后才确定出所设计的参数。

该方法是目前车辆开发及减振器设计的最主要的方法，但是由于减振器主要阀系参数有8个，其中，复原阀和压缩阀各4个（常通节流孔面积、阀片厚度、阀片预变形量和阀片最大限位间隙），且各阀系参数之间相互耦合和相互影响，当一个设计参数发生改变时，将引起其他设计参数的改变，因此，利用该方法确定减振器阀系参数，需反复做大量的试验，设计时间长，试验费用高，且很难得到准确可靠的减振器阀系设计参数。

2.单点近似设计方法

单点近似设计方法是利用《机械设计手册》所提供的最大挠度系数C₆和计算公式C₆pr⁴_b/（Eh³），利用减振器速度、流量、节流压力和阀片最大挠度进行计算公式，根据减振器油路，建立减振器阀系参数近似设计数学模型，选择一个适当的减振器设计速度点，对减振器阀系参数进行近似设计。

该方法所采用的阀片变形量计算公式，只能粗略地计算阀片外半径r_b处的最大挠度，不能计算在阀口位置半径r_k的变形量；同时，建模所采用的油液节流顺序固定系数是按常数进行近似计算，而实际减振器油液节流损失是非线性的，在不同减振器速度下油液节流损失常数是变化的。因此，难以建立准确可靠的阀系参数设计数学模型，不能得到可靠的减振器阀系参数设计值，只能得到一个近似值。

3.曲线拟合优化设计方法

减振器阀系参数曲线拟合优化设计方法是由山东理工大学周长城博士首先提出的，用于解决减振器阀系参数设计非线性问题，即减振器阀系参数在不同速度设计点会得到不同的参数设计值。

该方法是首先利用减振器节流阀片变形解析计算公式和减振器油液非线性节流损失分段函数解析计算公式，根据减振器开阀前后的油路，利用减振器速度、流量、节流压力和阀片变形量之间的关系，建立单点速度减振器阀系参数设计数学模型；然后，利用单点速度减振器阀系参数设计数学模型所设计得到减振器阀系参数，建立减振器特性仿真数学模型；最后，根据减振器设计所要求的速度特性，建立减振器阀系参数优化设计目标函数，并利用曲线拟合优化设计方法，得到最佳设计速度点和最佳减振器阀系参数设计值。(www.xing528.com)

该方法需要建立减振器阀系参数优化设计目标函数，并且需要编程进行优化设计和计算。所设计得到的阀系参数能保证减振器特性值与减振器设计所要求的特性值逼近。

4.黄金分割优化设计方法

尽管减振器阀系参数曲线拟合优化设计方法可设计得到可靠的减振器阀系参数，并且减振器特性能逼近减振器特性设计要求值，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，因此，很难让减振器工程设计人员掌握。

通过对曲线拟合优化设计方法所得到的最佳速度设计点分析发现，该最佳速度设计点恰好与减振器阀系参数设计速度区间的黄金分割点相吻合。因此，只要利用黄金分割的方法，找到减振器设计速度区间的黄金分割点，然后利用该点建立减振器阀系参数设计数学模型，对参数进行黄金分割优化设计，便可以得到减振器阀系参数优化设计值。

山东理工大学周长城博士首次采用的减振器阀系参数黄金分割优化设计方法，不需要建立优化设计目标函数，不需要编程计算，便可根据所建立的减振器阀系参数设计数学模型，利用黄金分割速度设计点，得到可靠的减振器阀系参数设计值。通过大量的减振器设计实践表明，该设计方法简便、准确、可靠，具有重要的实际应用价值。

5.CAD设计方法

减振器CAD设计方法是在建立准确、可靠的减振器阀系参数解析设计数学模型的基础上，利用曲线拟合优化设计方法或黄金分割优化设计方法，根据AutoCAD开发平台，采用C++编程工具软件，由山东理工大学车辆悬架开发研究所周长城博士所开发的减振器CAD软件实现的。该软件可实现基于减振器速度特性和车辆参数的减振器阀系参数CAD设计，可直接打印输出减振器阀系参数CAD设计图样，直接用于减振器的实际设计和生产。

图9-2 复原阀初次开阀前的油路