汽车减振器设计与特性仿真：开阀速度的确定

1.初次开阀速度V_k1

在考虑活塞缝隙的情况下，复原阀开阀前的油路如图9-2所示。

设复原阀片的预变形量为f_rk0，当阀片在阀口位置的变形量等于阀片的预变形量时，减振器初次开阀。根据阀片变形计算公式，阀片所受的初次开阀压力为

p_fk1=h³f_rk0/G_rk

式中，h为复原阀片厚度；f_rk0为复原阀片的预变形量；G_rk为复原阀片在阀口位置的变形系数，即阀片变形“长城”系数。

初次开阀时，阀片所受压力等于常通节流孔节流压力差，即p_fk1=p_0k1。根据对复原阀常通节流孔的阻尼构件分析，常通节流孔开阀时的流量可表示为

式中，A₀为常通节流孔面积；ε为常通节流孔流量系数；ρ为油液密度；p_fk1为复原阀初次开阀压力。

活塞孔和常通节流孔是串联，即Q_0k1=Q_hk1。根据对活塞孔的阻尼构件分析可知，减振器初次开阀时，活塞孔的节流压力差可表示为

式中，μ_t为油液动力粘度；n_h为活塞孔个数；d_h为活塞孔直径；L_he为活塞孔当量长度；Q_0k1为初次开阀时流经活塞孔的流量。

常通节流孔和活塞孔串联后与活塞缝隙并联，因此，活塞缝隙节流压力差等于活塞孔节流压力差与常通节流孔节流压力差之和，即p_Hk1=p_hk1+p_fk1。根据圆环缝隙节流压力与流量之间的关系，可得活塞缝隙流量为

式中，D_h为活塞直径，即活塞内缸筒直径；δ_H为活塞缝隙；L_H为活塞缝隙长度，即活塞高度；e为活塞偏心率；p_Hk1为初次开阀时活塞缝隙的节流压力。

常通节流孔、活塞孔与活塞缝隙应满足油液连续性定理，即

Q_0k1^+QHk1=V_k1S_h

式中，S_h为活塞缸筒与活塞杆之间的环形面积，，d_g为活塞杆直径。

将式（12-2）和式（12-3）代入上式，则复原阀初次开阀速度为

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2.二次开阀速度Vk2

复原阀二次开阀后，阀片变形与下限位挡圈接触达到最大开度δ_max，这时就相当于一个常通节流缝隙。二次开阀后的油路如图9-4所示。

节流阀二次开阀时，阀片总变形量为f_rk2=δ_max+f_rk0。根据节流阀片变形量计算公式，可得二次开阀时节流阀片上所受的压力为

式中，δ_max为减振器复原阀最大限位间隙。

二次开阀时常通节流孔与复原节流缝隙是并联的，即p_0k2=p_fk2，常通节流孔流量为

式中，p_0k2为常通节流孔在最大开阀时的节流压力。

二次开阀时复原节流缝隙的流量为

式中，r_b为复原阀片外半径；r_k为复原阀片阀口位置半径。

常通节流孔和复原节流缝隙并联后与活塞孔串联，即Q_hk2=Q_fk2+Q_0k2，因此，活塞孔的节流压力为

常通节流孔和活塞孔串联后与活塞缝隙是并联的，即p_hk2+p_0k2=p_Hk2。所以，流经活塞缝隙的流量为

根据油液连续性定理，可得Q_Hk2+Q_fk2+Q_0k2=S_hV_k2，所以二次开阀速度为

V_k2=（Q_Hk2+Qfk2+Q0k2）/Sh（12-8）