可调式线性油压减振器阻尼孔的精度设计研究

　　可调式线性油压减振器[1]是一种敏度性较高的小孔阻尼液压元件,其各级阻尼孔的实际加工尺寸直接影响减振器阻尼性能中相应典型工作点的最大可调阻尼力的大小。由于阻尼孔的实际加工必然存在误差,这就使得可调式线性油压减振器的最大可调阻尼量不一定能达到设计要求。因此,在阻尼孔的名义尺寸设计完成后,还存在一个重要的环节,那就是怎样确定它们的加工误差允许范围,即加工精度的设计问题。

　　1　阻尼孔的加工精度要求设计

　　1.1　阻尼可调量的波动范围要求

　　图1中曲线2相对于曲线1越高,表明油压减振器阻尼的可调量越大,油压减振器的使用寿命也越长[2],但这是以牺牲额定工作曲线1的线性度为代价的。工程设计中,阻尼可调量的确定必须遵循使油压减振器既有足够的调节裕量,又有良好额定工作性能的原则,因此设计者必须综合考虑油压减振器的结构和材料、寿命要求以及转向架的动力学性能等因素[1,3,4]。

　　阻尼可调量确定以后,名义上油压减振器最大外特性曲线2的位置也就确定了,但由于液压小孔阻尼的高敏度性和加工误差的绝对存在,使得曲线2实际是在一定范围内波动的,曲线3、4分别为曲线2允许波动范围的上限和下限。确定曲线2的允许波动范围也即油压减振器阻尼可调量的波动范围,必须综合考虑对油压减振器的阻尼性能要求和实际加工能力。上限确定太高,则额定工作曲线的线性度较差,下限确定太低,调节裕量又较小。因此,参考铁道部油压减振器通用技术标准[5]要求,并考虑实际加工条件,确定各典型工作点的最大可调阻尼力在±7.5%范围内波动,这样既能保证油压减振器的阻尼性能,对各级阻尼孔的加工精度要求又不是太高。

　　1.2　阻尼孔精度设计流体力学模型

　　由于可调式线性油压减振器最大可调F-v特性曲线2的位置是由几个典型工作点的最大可调阻尼力决定的,因此其各级阻尼孔的加工精度要求可以由各典型工作点最大可调阻尼力允许的波动范围来求取。

　　图2是4级拟合线性油压减振器在卸荷前其阻尼系统的液阻模型,由此可写出减振器在卸荷前的流量连续性方程通式为

　　式中,v为油压减振器振动速度;A为油压减振器活塞有效作用面积;Cd为阻尼孔流量系数;Av1、Av2、Av3为各固定阻尼孔的通流面积;P1t、P2t为阻尼阀1、2的调定压力;P为系统压力;ρ为油液密度;Klx为油压减振器动态泄漏系数[2]。

　　在典型工作速度点v1处,关闭阀2 ,将阀1调到临界开启状态,即有P1t=P,则此时系统压力P最大,它就是v1处阻尼系统最大可调压力,设为P1max,那么此时式(1)变为