广东技术师范学院本科毕业设计
如图4－7所示，补偿阀也是一个单向阀，由一个阀片和该阀片上的弹簧 压片组成。其作用是保证油液由储油腔向下油腔单向流动，当储油腔的油压大 于下油腔时，补偿阀开启，而产生节流作用。
4.2.4.2补偿阀的力学模型
补偿阀的力学模型与流通阀一样（只是各参数加以改变） 开阀时的通流面积：
Ab?2?(a'?b')x （4.26）
x—流通阀阀片上弹簧压片的压缩量
'2'2'如图4－7所示，Fp?(P0?P2)?(a?b)?KBx?FB
MB?NB （4.27）
FB—补偿阀的弹簧力，x—弹性阀片的弹性变形量，K'B—弹簧压片的刚度，FB—弹簧力，Fp—油压力，MB—阀片质量，NB—阀座支持力
图4－7补偿阀阀片的受力模型
由于补偿阀弹簧的压紧力也很小，补偿阀也可以看作是一个单向阀，当完全开启后，通流面积Ab为底阀阀体内圈的n个阻尼小孔的通流面积，即开阀后可以看作是n个薄壁阻尼小孔起节流作用[6]。
4.3减震器阻尼阀阀片的挠曲变形模型
应用圆环薄板大挠曲变形理论求解减震器阻尼阀阀片的大挠度变形 方程。
圆环薄板的von Kármán方程的简化形式为：
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轿车减振器的设计
d22 y?(y)??(y)S(y)?y??y? 2dy2d212 yS(y)??(y) （4.28） 2dy22式中：a?b,a,b为圆环薄板的外径和内径； a?r2dW y?2，?(y)?y，W?3(1?v)2
hady?1v2 S(y)?3(aNr)y Eh33(1?v2)3(1?v2)RyR?a2??aqdy ?(y)44?Ehyν为材料的泊松比，E为弹性模量；h为薄板的厚度；ω为薄板的挠度r为径向坐标，q为薄板上作用的分布载荷；Nr为薄板的径向薄膜张力。 圆环薄板对应的边界条件为： y?a:?(y)?a?ad )?(y?a?1dyauadSy( )ua?1dyd?(y) （4.29）
?1?1dy S(y)?y?1:?(y)??1S(y)?u1dS(y)
u1?1dy式中：
Eh3 ??，u?，D? 2Ehk2r12(1?v)1?v?1?v?k1D22
K1、K2为边界处的径向刚度和弯曲刚度。
通过MATLAB编程求解，得到内边缘固定夹紧的圆环薄板二阶摄动解的 方程为：
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w 84.57?hw39.55(h3?)v.3(?142?)v2q4a(1?v)43 ( 1 ) （4.30）
Eh2上式就是求解伸张阀阀片及压缩阀阀片挠曲变形的基本方程。可见，挠曲变形 w是均布载荷q的函数，既：w=f(q) [6]。
由于伸张阀和压缩阀都是由n个阀片组成，则阀片组的挠曲变形方程导出 为：
w 84.57?hw39.55(h3?)v.3(?142?)v2?p4a(1?v)34( 1 ) （4.31）
nEh24.4阀系的设计
4.4.1阻尼阀的开启程度对减震器特性的影响
减震器阻尼特性曲线的形状取决于阀系的具体结构和各阀开启力的选择。 通过上述对可调减震器的流体力学模型及各阀的力学模型分析来看，不论是哪 种工况下，减震器的阻力都大致与速度的平方成正比。如图4－8所示，以伸张 阀为例，分析伸张阀的开启程度对减震器特性的影响。
图4－8阀的开启程度对减振器特性影响示意图
图中曲线A所示为给定的伸张阀常通孔Ak1通道下阻尼力F与液流速度Vr的关系，B表示伸张阀的阀门通道As，当伸张阀的阀门As逐渐打开时，可获得曲线Ak1与曲线Ak1?As间的过度特性。恰当的选择Ak1的孔径和As的逐渐开启量，可以获得任何给定伸张行程的特性
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曲线。
压缩阀的开启程度对减振器特性的影响与伸张阀相同。即恰当的选择底阀常通孔Ak2的孔径和压缩阀的阀门Ay的逐渐开启量，也可以获得任何给定的压缩行程的特性曲线[6]。
4.4.2减震器的理想特性曲线的确定
减震器由3种典型的特性曲线，如图4-9所示。(a)为斜率递增型、(b)为 等斜率（线性的）、(c)为斜率递减型。本文根据所选用的车型、道路条件和使 用要求,选择第3种阻尼力特性，有利于提高车轮的接地性能和可操纵性。
图4－9典型的减振器特性影响示意图
本设计选择活塞行程S＝201mm 温度t是在-10?C～120?C之间，关于开阀速度的说明：我国“QC/T 491—1999”标准并没有采用先进国家普遍采用的，以0.3（m/s）来定义减震器阻尼力的规范限值，保持原“74”标准采用的0.52m/s的中速定义限值；而前者由于实际接近减震器外特定开阀速度（0.2—0.3m/s）因而是指在设计和测试上都具有稳定基础，由它决定的阻尼系数主要是满足车辆平顺性的匹配需要，是构成平安比（η）,鉴定减震器外特性和车辆阻尼匹配特性的一个重要因素。而“85”标准当时采用0.52m/s来定义减震器阻力，强调的是外特性开阀点之后的中速，来保持较高阻尼的检测规范，以保证在中国条件下，通常道路条件较差，一般需要较重阻尼的需要。由于本文所设计的是在城市一些比较好的路面上行驶，故本文采用的开阀速度是0.25m/s，,伸张行程的开阀力为1200N，
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压缩行程的开阀力300N。
根据所确定阻尼值及开阀参数，同时要保证压缩阻尼力与伸张阻尼力的比值在0.2～0.65之间，作者拟定了趋势性的经验设计曲线，即理想阻力特性曲线，为优化各阻尼孔的尺寸及阀片的个数提供依据，见图5－2所示
图4－10理想阻尼特性曲线
在设计阀系时候，采用了最佳一致逼近的理论，使理论特性曲线向理想曲线逼近。 已知参数如下：
Cd?0.6?0.61，?=1200kg/ m3, Ah?1.256?10?3m2,Ag=0.254?10-3m2 , K?Cd.2?6?0.0245， P0?0.1?10Pa
4.4.3阀系各结构参数的确定
4.4.3.1活塞常通孔（Ak1）、流通阀的流通面积（Al）及阻尼孔（Az）的设计计算 伸张行程开阀前理论的阻力特性：
Fsq?Vr2(Ah?Ag)K2Ak21?(AgVrKAB )AB?P0Ah （4.32）
根据图4－10所示可得到理想特性：
F＝4800Vr （4.33）
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