活塞织构对液压减振器动态阻尼特性影响分析

考虑活塞具有矩形织构的摩擦与润滑因素,研究充气式双筒液压减振器动态阻尼特性。建立双筒液压减振器的阻尼特性数学模型和动压润滑方程,对减振器阻尼特性数学方程的复原和压缩行程进行求解,得到减振器上、下腔压力。采用雷诺空化边界条件,将上、下腔压力作为初始压力,对Reynolds方程采用五点差分法进行离散,利用超松弛迭代法(successive over-relaxation,简称SOR)进行求解,得到摩擦阻尼力。分析了活塞运动速度、织构深度、织构宽度、油膜厚度、活塞半径和宽度等因素对摩擦阻尼的影响,以及摩擦因素对减振器动态阻尼特性的影响,研究发现:减振器活塞与缸筒之间的摩擦力和阻尼力随着活塞速度、织构宽度和活塞宽度的增加而增加,随着织构深度的增加而先增加后减小,随着油膜厚度的增加而减小;活塞半径对摩擦力无明显影响。     

汽车悬架减振器总成结构改进及试验分析

在普通双筒减振器基础上,从减振器总成结构入手,基于液压阻尼原理,提出两种改变减振器伸张行程极限位置阻尼特性的液压限位结构,介绍其工作原理,并对两种结构下的阻尼特性与普通双筒减振器阻尼特性进行对比分析。分析结果表明,提出的两种汽车悬架减振器总成结构在活塞杆拉伸到极限位置时,减振器的伸张阻尼力都会产生突增,且随着活塞运动速度的增加而增加,有效缓解了零部件受到的刚性冲击,提高了汽车行驶平顺性。     

织构型高频液压冲击活塞副能耗模型构建及数值模拟

为降低液压冲击活塞副的摩擦损耗,在活塞副表面构造圆柱形织构;综合考虑其泄漏和摩擦损失构建能耗分析指标,采用Hertz接触理论分析间隙密封结构的弹性变形,利用牛顿内摩擦定理提取摩擦力,结合二维弹流润滑Reynolds方程构建冲击活塞副能耗分析模型;提出采用有限差分法以及超松弛迭代收敛准则对冲击活塞副能耗分析模型进行数值求解;以YG45型液压凿岩机为例对冲击活塞副进行能耗分析,验证了该方法求解冲击活塞副能耗的有效性,并分析织构对降低冲击活塞副能耗的作用。结果表明:圆柱形织构表面能形成流体动压润滑膜,在全油膜润滑状态下织构的流体动压润滑效应会显著提高表面的承载能力;圆柱形织构改善了表面的润滑性能,大幅度降低了表面摩擦力,使得摩擦损失减小;增加织构使泄漏损失有所增加,但其增加幅度很小,对能耗影响可以忽略不计。     

常温条件下双筒液压减振器动态特性的试验研究

为评价新开发的某型号双筒液压减振器的动态特性,运用MTS减振器综合性能测试示功机对其进行动态特性试验,得到其位移特性和速度特性曲线。结果表明,位移特性曲线可以反映该减振器阻尼力特性,速度特性曲线可以反映该减振器速度特性。基于位移特性曲线和减振器速度特性曲线评价常温20℃下该减振器的动态性能,结果表明,当减振器运行到1/4周期时,阻尼力和活塞杆速度达到复原过程最大值,而位移处于减振器的中心位置;减振器运行到2/4周期时,阻尼力和活塞杆速度值接近于0,而位移达到最大值50 mm;减振器运行到3/4周期时,阻尼力和活塞杆速度达到压缩过程最大值,而位移处于减振器的中心位置;当减振器运行完一个周期时,阻尼力和活塞杆速度值接近于0,而位移达到最小值-50 mm。研究表明,该型号减振器动态特性比较稳定,但在路面有较大冲击情况下位移会超出其工作行程±50 mm,因此应增加减振器工作行程以适应复杂的路面工况。     

基于椭圆织构优化的间隙密封液压缸摩擦性能研究

考虑织构参数对零件表面性能影响的多变性和复杂性,以间隙密封液压缸为研究对象,在液压缸的缸筒内壁构造椭圆微织构形貌,采用循环迭代法研究椭圆织构的长短轴比、椭圆率以及面积占有率等多个椭圆形状参数同时变化对缸筒表面动压润滑和摩擦性能的影响;同时在获得最优椭圆织构参数后进一步分析了液压缸与活塞间隙以及活塞运动速度对织构表面摩擦特性的影响。结果表明此种方法可以得到最优椭圆织构参数即优势区间,即当椭圆织构的长、短轴尺寸分别为a∈［0.43,0.46］mm,b∈［0.29,0.32］mm,缸筒表面产生最大动压和最佳润滑特性,且存在一个最佳间隙值(2 μm)使得织构表面油膜承载力最大,而活塞运动速度对缸筒表面的摩擦性能影响较小。     

表面粗糙度和润滑油黏度对活塞裙-缸套摩擦副润滑性能的影响

以一多缸内燃机为对象,研究表面粗糙度和润滑油黏度对活塞裙-缸套摩擦副润滑性能的影响。建立活塞二阶运动方程与平均Reynolds方程相结合的活塞裙-缸套摩擦副润滑分析模型。活塞二阶运动方程采用Broyden方法求解,应用有限差分法进行活塞裙-缸套摩擦副的润滑分析。结果表明,表面粗糙度对活塞裙-缸套摩擦副润滑性能影响不明显,而随润滑油黏度增加,活塞裙-缸套摩擦副的最小油膜厚度、摩擦力和摩擦功率增加,最大油膜压力在进气和排气行程随润滑油黏度变化比较明显,在其他行程变化较小。     

汽车悬架双活塞阻尼减振器特性探索

通过对以往普通类型的液压阻尼减振器内部结构实施调整,设计出一种能够符合汽车悬架要求的双活塞阻尼减振器,以此为汽车的稳定运行提供基础保障。本文选择理论分析和试验相结合的方式探索双活塞阻尼减振器的特性。通过试验后发现双活塞阻尼减振器处于伸张的过程中会出现附加的阻尼力,进而使得减振器可做到有效的减振,使得汽车在恶劣环境下行驶时也能保证平稳。     

位移相关减振器阻尼特性仿真研究

针对传统减振器阻尼特性恒定,汽车悬架性能无法根据不同路况适时调整的特点,提出了一种减振性能与活塞位移相关的新型减振器,即在缸筒平衡位置设计一泄流槽。文章在介绍该减振器基本结构、工作原理及分析油液流动关系基础上,建立了该减振器详细的阻尼力表达式,并利用MATLAB/Simulink搭建阻尼特性仿真平台,其仿真结果与试验数据吻合较好。最后重点研究了泄流槽参数及结构对减振器阻尼特性的控制规律,这对位移相关减振器的性能优化及结构设计有一定的指导价值。     

基于流动模式的汽车双筒式磁流变减振器设计与试验研究

提出一种基于流动模式的汽车单出杆、双筒式磁流变减振器的结构与工作原理,该减振器采用已有汽车悬架双筒式普通液压减振器的设计标准制造,对现有双筒式减振器具有很强工艺继承性。根据Bingham流体模型建立双筒式磁流变减振器阻尼力数学模型,并提出该减振器的磁路设计方法;针对磁路的非轴对称特性,建立磁路三维有限元仿真模型,结合北京现代某款汽车前悬架减振器的技术要求和磁流变液流变特性,进行三维静态磁场分析,确定活塞磁路的主要参数。制作汽车双筒式磁流变减振器,并对此进行台架特性试验;通过试验与理论计算对比,结果表明理论计算数据与试验数据较吻合,所提出的双筒式磁流变减振器设计方法是可行的,对汽车双筒式磁流变减振器的设计使用具有指导意义。     

车辆磁流变减振器工作特性的实验研究

根据磁流变液的工作特性和磁流变减振器的工作原理,通过台架实验分析了线圈电流、减振器缸筒与活塞之间相对速度对减振器阻尼力的影响,研究了饱和电流下减振器阻尼力与相对速度变化量之间的关系以及线圈电阻与减振器温度变化的关系。实验结果表明:磁流变减振器阻尼力的大小可通过改变线圈的励磁电流来调节,磁流变Bingham流体力学模型是可行的。     

A11VLO190轴向柱塞泵柱塞副泄漏与润滑特性研究

将轴向柱塞泵柱塞副的泄漏看做偏心圆环缝隙的流动,使用Matlab进行仿真,分析得到了柱塞副泄漏量与负载压力、配合间隙、工作转速和斜盘倾角的关系。采用有限差分法求解二维雷诺方程,该文在考虑油膜动压效应和挤压效应的条件下,得到了柱塞在缸体内的倾角、柱塞自转速度、进口压力对柱塞副油膜分布压力的影响,为提高柱塞副的效率、改善润滑、减少摩擦磨损和增加使用寿命提供了一些参考意见。     

Study on the damping performance characteristics analysis of shock absorber of vehicle by considering fluid force

In this study, a new mathematical dynamic model of displacement sensitive shock absorber (DSSA) is proposed to predict the dynamic characteristics of automotive shock absorber The performance of shock absorber is directly related to the vehicle behaviors and performance, both for handling and ride comfort The proposed model of the DSSA has two modes of damping foice (i e soft and hard) according to the position of piston In this paper, the performance of the DSSA is analyzed by considering the transient zone for more exact dynamic characteristics For the mathematical modeling of DSSA, flow continuity equations at the compression and rebound chamber are formulated And the flow equations at the compression and rebound stroke are formulated, respectively. Also, the flow analysis at the reservoir chamber is carried out Accordingly, the damping force of the shock absorber is determined by the forces acting on the both side of piston The analytic result of damping force characteristics are compared with the experimental results to prove the effectiveness Especially, the effects of displacement sensitive orifice area and the effects of displacement sensitive orifice length on the damping force are observed, respectively The results reported herein will provide a better understanding of the shock absorber     

Simulation and experimental validation of vehicle dynamic characteristics for displacement-sensitive shock absorber using fluid-flow modelling

In this study, a new mathematical dynamic model of shock absorber is proposed to predict the dynamic characteristics of an automotive system. The performance of shock absorber is directly related to the car behaviours and performance, both for handling and ride comfort. Damping characteristics of automotive can be analysed by considering the performance of displacement-sensitive shock absorber (DSSA) for the ride comfort. The proposed model of the DSSA is considered as two modes of damping force (i.e. soft and hard) according to the position of piston. For the simulation validation of vehicle-dynamic characteristics, the DSSA is mathematically modelled by considering the fluid flow in chamber and valve in accordance with the hard, transient and soft zone. And the vehicle dynamic characteristic of the DSSA is analysed using quarter car model. To show the effectiveness of the proposed damper, the analysed results of damping characteristics were compared with the experimental results, which showed similar behaviour with the corresponding experimental one. The simulation results of frequency response are compared with the ones of passive shock absorber. From the simulation results of the DSSA, it can be concluded that the ride comfort of the DSSA increased at the low-amplitude road condition and the driving safety was increased partially at the high-amplitude road condition. The results reported herein will provide a better understanding of the shock absorber. Moreover, it is believed that those properties of the results can be utilised in the dynamic design of the automotive system.     

活塞导向长度对油气悬架减振性能的影响

烛式油气悬架兼有主销的作用,所以通常具有2°～5°的安装内倾角,内倾角会造成油气缸承受横向力的作用,从而增大缸筒和活塞之间的摩擦力.摩擦力增大会影响油气缸的减振性和车辆乘坐舒适性,严重时会造成油气缸"摩擦锁死"现象,使油气缸失去减振能力.以某矿用自卸车的烛式油气悬架为研究对象,通过理论分析了缸筒和活塞之间摩擦力的影响因...     

双活塞杆液压缸动态性能参数影响因素的研究

论文以设计的双活塞杆液压缸为研究对象,建立了液压缸的数学模型,分析得到液压缸的动态性能参数固有频率和阻尼比与液压缸的等效质量、负载客积和液压介质的弹性模量等因素有关.研究了活塞杆伸出过程中,液压缸固有频率和阻尼比动态性能参数值的变化,对阀控缸系统和容积式调速回路系统的数学建模和分析有重要的参考价值.     

汽车减振器油封摩擦力变化规律研究*

采用数值模拟与实验验证相结合的方法开展对汽车减振器油封摩擦特性的研究,得到不同工况下的摩擦力变化规律;在往复油封摩擦力实验台上研究了摩擦力随润滑油温度、润滑油压力和活塞杆速度的变化规律。结果表明:随活塞杆速度的增加油封摩擦力呈先增加再减小后趋于稳定的变化规律;随润滑油温度的升高油封摩擦力逐渐减小;随润滑油压力的增加油封摩擦力逐渐增大。根据油封摩擦力变化规律,可以推断出活塞杆速度较低、润滑油温度较高、润滑油压力较低时,应使得减振器油封有较大的过盈量或抱紧力,以提高汽车减振器的性能和使用寿命。实验结果与数值仿真结果基本一致,验证了混合润滑数值模型的正确性。     

考虑稀薄气体有效黏度的微轴承弹流润滑研究

气体稀薄效应和轴瓦弹性变形对微流体设备中气体微型轴承润滑特性影响显著。根据Veijola提出的稀薄气体有效黏度模型,采用有限元法建立柔度矩阵计算轴瓦表面弹性变形量,并推导考虑有效黏度与弹性变形影响的修正Reynolds方程。通过联立求解超薄气膜润滑修正Reynolds方程、稀薄气体有效黏度方程和三维轴瓦弹性方程,分析轴瓦弹性模量、气体有效黏度、轴承结构参数以及扰动频率对其静动态特性的影响。结果表明：气体稀薄效应显著降低了微型轴承的承载能力;微型轴承的承载力随偏心率和轴承数的增加而增大;增加轴瓦柔性可提高微型轴承的承载能力和摩擦因数,而考虑气体有效黏度的弹性微型轴承承载力和摩擦因数较小;相比刚性表面微气体滑动轴承,轴瓦弹性模量的减小显著增加了动态刚度系数且降低了微型轴承的直接阻尼系数,而考虑稀薄效应引起的气体有效黏度效应降低了轴承直接刚度的同时增加了直接阻尼系数。     

海水液压柱塞泵中新型滑盘副的设计及其润滑特性研究

传统海水液压柱塞泵中,滑靴的固有结构形式使其易发生偏磨、烧靴等问题。提出了一种新型滑盘结构,从根本上消除了因离心力产生的滑靴倾覆问题,并减小了柱塞所受的侧向力。建立了滑盘副润滑数学模型,并分析了温度和工况参数对滑盘副的润滑特性及能耗特性的影响。结果表明:随着介质温度的升高,滑盘副的动压效应减弱,水膜厚度减小,导致泄漏量降低;同时,黏度随温度升高而降低,滑盘所受到的摩擦力减小,黏性摩擦功率损失降低;随着泵工作压力的升高,水膜厚度变大,泄漏量增大,相反黏性摩擦功率损失降低;而随着泵的工作转速的增大,滑盘副的泄漏量功率损失和黏性摩擦功率损失均有所增加。     

超高压斜盘式轴向柱塞泵柱塞副摩擦界面油膜固液耦合作用特性研究

作为液压传动系统核心动力元件的轴向柱塞泵,超高压化是其必然发展趋势与要求,然而超高压化会造成其中关键的柱塞副摩擦界面油膜形成显著的固液耦合作用,对柱塞副油膜的摩擦润滑与密封承载性能产生规律尚不明确的影响。为此,建立一种基于变形矩阵法的固液耦合作用求解方法,该方法基于有限容积法解算油膜流体润滑方程,基于有限元法实现摩擦界面变形计算节点规则化设置及变形矩阵精准计算,在此基础上建立柱塞副油膜弹性流体动压润滑数值计算模型,针对采用软硬配对的柱塞副63 MPa超高压工况下的摩擦界面油膜固液耦合作用特性进行研究,结果表明：固液耦合作用有助于减小柱塞副处轴向黏性摩擦力和泄漏流量,一个周期内柱塞副总周向黏性摩擦力大小基本不变但分布更为集中,导致产生了更大峰值的瞬时摩擦力;显著的结构变形产生于柱塞副摩擦界面两端局部位置处,因而对泄漏流量不造成影响,在超高压工况下经过软硬配对跑合,固液耦合作用有助于原本标准柱形铜套孔形成类似“喇叭口”的一种微观形貌,增大了柱塞与铜套孔的接触面积,增强了密封超高压油的能力,降低了接触应力。建立的模型及研究结果可为轴向柱塞泵超高压化设计提供指导。