CN103486190A - 随路面振动摩托车自动变阻尼前减震器 - Google Patents

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徐波
刘嘉佳
徐涌
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Abstract

为尽可能保证摩托车驾驶的舒适性和安全性，准确设定摩托车自动变阻尼前减震器的节流槽的最大横截面积和节流槽横截面积变化率，本发明提出一种摩托车自动变阻尼前减震器，包括：底筒、叉管组件、减震弹簧、定位管、单向阀、通油孔和叉管组件的下活塞；在定位管上不设置节流孔，而在定位管外壁的轴向设置横截面积逐渐变小的节流槽，并根据摩托车及载荷重量、减震弹簧压并负荷、活塞行程和活塞横截面积设定节流槽最大横截面积、节流槽最小截面积和节流槽横截面积变化率。本发明的有益技术效果是准确设定摩托车自动变阻尼前减震器的节流槽的最大横截面积、节流槽最小横截面积和节流槽横截面积变化率，最大程度的保证摩托车驾驶的舒适性和安全性。

Description

随路面振动摩托车自动变阻尼前减震器
 
技术领域
本发明涉及到一种摩托车减震器技术，特别涉及到一种随路面振动摩托车自动变阻尼前减震器。
背景技术
为提高摩托车驾乘的舒适性和安全性，大多数摩托车均配置了前、前减震器，以减少路面不平引起的震动对摩托车及驾乘人员的影响。现有技术摩托车的减震器大都采用弹簧与液压阻尼相结合的减振方式，吸收和消耗摩托车行驶过程中的震动能量。所谓弹簧与液压阻尼相结合的减振方式是指在减震器中既设置有减震弹簧，又设置有液压阻尼机构，减震弹簧主要用于抵抗惯性重力所造成的震动，液压阻尼机构主要用于抵抗减震弹簧回复造成的二次震动。所谓液压阻尼机构是指设置在减震器内部的液压系统，包括活塞、单向阀和节流槽，当减震弹簧被压缩的同时，活塞随减震弹簧向下运动，单向阀打开，液压油流进并充满阻尼腔；当减震弹簧复位时，活塞随减震弹簧向上运动，单向阀关闭，阻尼腔中的液压油只能从节流槽回流，使得减震弹簧不能够立即复位，而是随着液压油的逐渐回流而逐渐复位，避免了二次震动。显然，节流槽的大小决定了减震弹簧的复位速度，节流槽越大减震弹簧的复位速度越快，反之则越慢。早期的摩托车减震器液压阻尼机构的节流槽大小是固定的，这种减震器不论减振弹簧被压缩多少，其复位速度均是一样的。显然，这种减震器的减震效果十分有限，直接影响到摩托车驾乘的舒适性和安全性。专利申请201010518089.2提出了一种摩托车自动变阻尼前减震器及其制作方法，该减震器的节流槽能够随减震弹簧的压缩程度而变化，当减震弹簧的压缩程度较大时，节流槽较小，减震弹簧以较慢的速度复位；当减震弹簧的压缩程度较小时，节流槽较大，减震弹簧以较快的速度回复。该减震器能够达到较为理想的减震效果，当减震弹簧被压缩的程度较小时，减震弹簧以较快的速度回复以尽快恢复平稳行驶的状况；当减震弹簧被压缩的程度较大时，减震弹簧以较慢的速度回复以避免造成二次震动。专利ZL201110336213.8进一步提出了这种自动变阻尼前减震器节流槽最大横截面积及节流槽横截面积变化率的确定方法，采用摩托车及载荷重量作为确定节流槽最大横截面积及节流槽横截面积变化率的唯一确定因素。由于摩托车受到震动时，其震动波幅，除与摩托车及载荷重量相关外，还直接与减震弹簧的压并负荷和减震器的行程和减震器活塞截面积相关。减震弹簧的压并负荷直接影响到在受到震动时被压缩的程度以及减震弹簧的复位速度。在震动强度和节流槽大小相同的情况下，压并负荷较大的减震弹簧，其被压缩的程度将较小，且复位速度将较快；反之，被压缩的程度将较大，且复位速度将较慢。减震器的行程则直接影响到节流槽横截面积变化率，行程较小的减震器，其节流槽横截面积变化率将较大；反之，节流槽横截面积变化率将较小。减震器活塞截面积与阻尼腔体积的大小直接相关，与减震弹簧压缩时进入阻尼腔液压油量的多少相关，当阻尼腔液压油量较多时，液压油应当以相对较快的速度回流；反之，则应当以较慢的速度回流。前述技术没有考虑减震弹簧压并负荷对减震弹簧的压缩程度和复位速度的影响，没有考虑减震器行程对节流槽横截面积变化率的影响，没有考虑减震器活塞截面积对液压油回流速度的影响，以此方法确定节流槽最大横截面积及节流槽横截面积变化率，并且，以此制作的摩托车前减震器不一定能够实现最佳的减震效果。显然，现有技术摩托车自动变阻尼前减震器存在着没有考虑减震弹簧压并负荷、减震器行程和活塞截面积对节流槽最大横截面积及节流槽横截面积变化率的影响等问题。
发明内容              
为解决现有技术摩托车自动变阻尼前减震器存在的没有考虑减震弹簧压并负荷、减震器行程和活塞截面积对节流槽最大横截面积及节流槽横截面积变化率的影响等问题，本发明提出一种随路面振动自动变阻尼摩托车前减震器。本发明随路面振动摩托车自动变阻力前减震器，包括：底筒、叉管组件、减震弹簧、定位管、单向阀、通油孔和叉管组件的下活塞；在定位管上不设置节流槽，而在定位管外壁的轴向设置横截面积逐渐变小的节流槽，并根据摩托车及载荷重量、减震弹簧压并负荷、活塞行程和活塞横截面积设定节流槽最大横截面积、节流槽最小截面积和节流槽横截面积变化率，其中，
采用公式                                               
Figure 2013104716567100002DEST_PATH_IMAGE002
计算节流槽最大横截面积
Figure 2013104716567100002DEST_PATH_IMAGE004
；采用公式
Figure 2013104716567100002DEST_PATH_IMAGE006
计算节流槽最小横截面积
Figure 2013104716567100002DEST_PATH_IMAGE008
；采用公式
Figure 2013104716567100002DEST_PATH_IMAGE010
计算节流槽横截面积变化率；式中，F为基准活塞横截面积，单位为mm2；W为基准摩托车及载荷的重量，单位kg；T为基准减震弹簧压并负荷，单位为N；L为基准活塞行程，单位为mm；
Figure 2013104716567100002DEST_PATH_IMAGE014
为设计活塞行程，单位为mm；和
Figure 2013104716567100002DEST_PATH_IMAGE018
分别为系数K1和K2的修正值，单位为N·mm/kg；
并且，按摩托车车型类别分别进行计算，并根据参数W、F、T和L的设计值分别对系数K1和K2进行修正；其中，
根据下式计算系数K1和K2的修正值
Figure 314269DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 387267DEST_PATH_IMAGE018
：
    
Figure 417540DEST_PATH_IMAGE016
＝
Figure 2013104716567100002DEST_PATH_IMAGE020
＋
Figure 2013104716567100002DEST_PATH_IMAGE022
    
Figure 638306DEST_PATH_IMAGE018
＝＋
式中，和分别为系数K1和K2的基准值，αk1和αk2分别为系数K1和K2的修正值，△W、△F、△T和△L分别为参数W、F、T和L的设计值与基准值的差值，αw、αf、αt和αl分别为参数W、F、T和L的调整值；在计算△W、△F、△T和△L时，如果参数W、F的设计值比基准值大，或者参数T、L的设计值比基准值小，则取正数；反之，则取负数；
不同类别摩托车参数W、F、T和L的基准值和调整值，以及系数K1和K2的基准值和修正值如下表所示；
Figure 2013104716567100002DEST_PATH_IMAGE028
所述节流槽最大横截面积
Figure 668469DEST_PATH_IMAGE004
是指设置在定位管外壁轴向的节流槽的最大横截面积，单位为mm2；所述节流槽最小横截面积
Figure 314214DEST_PATH_IMAGE008
是指设置在定位管外壁轴向的节流槽的最小横截面积，单位为mm2；所述节流槽横截面积变化率是指单位长度节流槽横截面积增大或缩小的值，单位为mm2/mm。
本发明随路面振动摩托车自动变阻尼前减震器的有益技术效果是准确设定自动变阻尼前减震器的节流槽的最大横截面积、节流孔最小横截面积和节流槽横截面积变化率，最大程度的保证摩托车驾驶的舒适性和安全性。
附图说明
附图1是本发明随路面振动摩托车自动变阻尼前减震器结构示意图；
附图2是附图1的A-A剖视图，即由节流槽和下活塞组成的节流孔的示意图。
下面结合附图和具体实施方式对本发明随路面振动摩托车自动变阻尼前减震器作进一步的说明。
具体实施方式
附图1是本发明随路面振动摩托车自动变阻尼前减震器结构示意图；附图2是附图1的A-A剖视图，即由节流槽和下活塞组成的节流孔的示意图。图中，1是底筒，2是叉管组件，3是减震弹簧，4是定位管，5是单向阀，7是通油孔，8是叉管组件的下活塞，9是设置在定位管外壁轴向的横截面积逐渐变小的节流槽。由图可知，本发明随路面振动摩托车自动变阻力前减震器，包括：底筒1、叉管组件2、减震弹簧3、定位管4、单向阀5、通油孔7和叉管组件的下活塞8；在定位管上不设置节流槽，而在定位管外壁的轴向设置横截面积逐渐变小的节流槽9，并根据摩托车及载荷重量、减震弹簧压并负荷、活塞行程和活塞横截面积设定节流槽最大横截面积、节流槽最小截面积和节流槽横截面积变化率，其中，
采用公式
Figure 563930DEST_PATH_IMAGE002
计算节流槽最大横截面积
Figure 611520DEST_PATH_IMAGE004
；采用公式计算节流槽最小横截面积
Figure 116637DEST_PATH_IMAGE008
；采用公式
Figure 232361DEST_PATH_IMAGE010
计算节流槽横截面积变化率
Figure 137387DEST_PATH_IMAGE012
；式中，F为基准活塞横截面积，单位为mm2；W为基准摩托车及载荷重量，单位kg；T为基准减震弹簧压并负荷，单位为N；L为基准活塞行程，单位为mm；
Figure 618047DEST_PATH_IMAGE014
为设计活塞行程，单位为mm；
Figure 972805DEST_PATH_IMAGE016
和分别为系数K1和K2的修正值，单位为N·mm/kg；
并且，按摩托车车型类别分别进行计算，并根据参数W、F、T和L的设计值分别对系数K1和K2进行修正；其中，
根据下式计算系数K1和K2的修正值
Figure 648823DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 300384DEST_PATH_IMAGE018
：
    
Figure 408017DEST_PATH_IMAGE016
＝
Figure 865544DEST_PATH_IMAGE020
＋
Figure 476654DEST_PATH_IMAGE022
    
Figure 564695DEST_PATH_IMAGE018
＝
Figure 894045DEST_PATH_IMAGE024
＋
Figure 892613DEST_PATH_IMAGE026
式中，
Figure 623809DEST_PATH_IMAGE020
和
Figure 882752DEST_PATH_IMAGE024
分别为系数K1和K2的基准值，αk1和αk2分别为系数K1和K2的修正值，△W、△F、△T和△L分别为参数W、F、T和L的设计值与基准值的差值，αw、αf、αt和αl分别为参数W、F、T和L的调整值；在计算△W、△F、△T和△L时，如果参数W、F的设计值比基准值大，或者参数T、L的设计值比基准值小，则取正数；反之，则取负数；
不同类别摩托车参数W、F、T和L的基准值和调整值，以及系数K1和K2的基准值和修正值如下表所示；
所述节流槽最大横截面积
Figure 498727DEST_PATH_IMAGE004
是指设置在定位管外壁轴向的节流槽的最大横截面积，单位为mm2；所述节流槽最小横截面积是指设置在定位管外壁轴向的节流槽的最小横截面积，单位为mm2；所述节流槽横截面积变化率是指单位长度节流槽横截面积增大或缩小的值，单位为mm2/mm。
实施例1
某踏板类摩托车，设计摩托车及载荷重量W为170kg、活塞面积F为200mm2、弹簧压并负荷T为600N，活塞行程L为60mm，与上表中踏板类摩托车的基准值相比，W、F的设计值比基准值大，L的设计值比基准值小，取正数；T的设计值比基准值大，取负数；则：
Figure 248694DEST_PATH_IMAGE016
＝＋
Figure 155656DEST_PATH_IMAGE022
＝2.182+0.089
Figure DEST_PATH_IMAGE030
＝2.415（N·mm/kg）
Figure 649392DEST_PATH_IMAGE018
＝
Figure 312455DEST_PATH_IMAGE024
＋
Figure 775797DEST_PATH_IMAGE026
＝5.414+0.167
Figure 182508DEST_PATH_IMAGE030
＝5.554（N·mm/kg）
Figure 742802DEST_PATH_IMAGE002
＝
Figure DEST_PATH_IMAGE032
＝1.915（mm2）     
Figure 311187DEST_PATH_IMAGE006
＝
Figure DEST_PATH_IMAGE034
＝0.883（mm2）
Figure 652038DEST_PATH_IMAGE010
＝
Figure DEST_PATH_IMAGE036
＝0.0172（mm2/mm）。
实施例2
某越野车类摩托车，设计摩托车及载荷重量W为310kg、活塞面积F为500mm2、弹簧压并负荷T为1300，活塞行程L为200mm，与上表中越野类摩托车的基准值相比，W、F的设计值比基准值大，取正数；T、L设计值比基准值大，取负数；则：
Figure 596860DEST_PATH_IMAGE016
＝＋
Figure 753877DEST_PATH_IMAGE022
＝11.772+0.362
Figure DEST_PATH_IMAGE038
＝12.076（N·mm/kg）
Figure 316445DEST_PATH_IMAGE018
＝
Figure 64958DEST_PATH_IMAGE024
＋
Figure 271949DEST_PATH_IMAGE026
＝3.705+0.103
Figure 447715DEST_PATH_IMAGE038
＝3.891；
Figure 435263DEST_PATH_IMAGE002
＝
Figure DEST_PATH_IMAGE040
＝7.294（mm2）
Figure 721888DEST_PATH_IMAGE006
＝
Figure DEST_PATH_IMAGE042
＝2.350（mm2）
＝
Figure DEST_PATH_IMAGE044
＝0.0247（mm2/mm）。
显然，本发明随路面振动摩托车自动变阻尼前减震器的有益技术效果是准确设定自动变阻尼前减震器的节流槽的最大横截面积、节流孔最小横截面积和节流槽横截面积变化率，最大程度的保证摩托车驾驶的舒适性和安全性。

Claims (1)

1.一种随路面振动摩托车自动变阻力前减震器，包括：底筒、叉管组件、减震弹簧、定位管、单向阀、通油孔和叉管组件的下活塞；在定位管上不设置节流槽，而在定位管外壁的轴向设置横截面积逐渐变小的节流槽，其特征在于：根据摩托车及载荷重量、减震弹簧压并负荷、活塞行程和活塞横截面积设定节流槽最大横截面积、节流槽最小截面积和节流槽横截面积变化率，其中，
采用公式                                               
Figure 2013104716567100001DEST_PATH_IMAGE002
计算节流槽最大横截面积
Figure 2013104716567100001DEST_PATH_IMAGE004
；采用公式
Figure 2013104716567100001DEST_PATH_IMAGE006
计算节流槽最小横截面积
Figure 2013104716567100001DEST_PATH_IMAGE008
；采用公式
Figure 2013104716567100001DEST_PATH_IMAGE010
计算节流槽横截面积变化率
Figure 2013104716567100001DEST_PATH_IMAGE012
；式中，F为基准活塞横截面积，单位为mm2；W为基准摩托车及载荷的重量，单位kg；T为基准减震弹簧压并负荷，单位为N；L为基准活塞行程，单位为mm；
Figure 2013104716567100001DEST_PATH_IMAGE014
为设计活塞行程，单位为mm；
Figure 2013104716567100001DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 2013104716567100001DEST_PATH_IMAGE018
分别为系数K1和K2的修正值，单位为N·mm/kg；
并且，按摩托车车型类别分别进行计算，并根据参数W、F、T和L的设计值分别对系数K1和K2进行修正；其中，
根据下式计算系数K1和K2的修正值
Figure 128358DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 337623DEST_PATH_IMAGE018
：
    
Figure 427939DEST_PATH_IMAGE016
＝＋
    
Figure 734155DEST_PATH_IMAGE018
＝
Figure 2013104716567100001DEST_PATH_IMAGE024
＋
Figure DEST_PATH_IMAGE026
式中，
Figure 314041DEST_PATH_IMAGE020
和
Figure 267392DEST_PATH_IMAGE024
分别为系数K1和K2的基准值，αk1和αk2分别为系数K1和K2的修正值，△W、△F、△T和△L分别为参数W、F、T和L的设计值与基准值的差值，αw、αf、αt和αl分别为参数W、F、T和L的调整值；在计算△W、△F、△T和△L时，如果参数W、F的设计值比基准值大，或者参数T、L的设计值比基准值小，则取正数；反之，则取负数；
不同类别摩托车参数W、F、T和L的基准值和调整值，以及系数K1和K2的基准值和修正值如下表所示；
Figure DEST_PATH_IMAGE028
所述节流槽最大横截面积是指设置在定位管外壁轴向的节流槽的最大横截面积，单位为mm2；所述节流槽最小横截面积
Figure 56542DEST_PATH_IMAGE008
是指设置在定位管外壁轴向的节流槽的最小横截面积，单位为mm2；所述节流槽横截面积变化率是指单位长度节流槽横截面积增大或缩小的值，单位为mm2/mm。
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