CN107191532A - 减振器总成用户端抗冲击性能稳定装置及调试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种减振器总成用户端抗冲击性能稳定装置，在减振器总成的活塞杆总成外端部上橡胶弹簧和下橡胶弹簧；上橡胶弹簧内复合有碟簧Ⅰ形成上组合弹簧，下橡胶弹簧内复合有碟簧Ⅱ形成下组合弹簧；其中碟簧恒力段的变形量与对应的橡胶弹簧刚度衰退需要增大的变形量相等并形成变形位移补偿。该稳定装置采用组合弹簧作为缓冲弹簧代替原有的橡胶弹簧。组合弹簧由橡胶弹簧与蝶形补偿弹簧串联而成，合理匹配两种弹簧的性能，使组合弹簧具有自补偿功能，并保证组合弹簧在工作点附近的刚度、弹性变形和弹力基本不变。弹簧的替代完善了减振器活塞杆用户端与车身的连接结构，可以实现系统缓冲能力基本保持不变。
Description
技术领域
本发明涉及一种减振器总成用户端抗冲击性能稳定装置及调试方法，用于汽车悬架减振器用户端与车身的连接结构。
背景技术
汽车悬架是指汽车的车架与车桥或车轮之间的一切连接装置的总称，其核心部件包括减振器、弹性元件以及导向稳定系统。其中减振器的主要作用是吸收车辆行驶过程中由路面不平引起的车身振动能量，并衰减振动强度，以保证汽车行驶平顺性和乘坐舒适性。
目前汽车悬架普遍使用的是双筒双作用液压减振器，其用户端（即活塞杆端或上端）通过橡胶缓冲块总成与车身连接板相连；其车轮端（即储油缸端或下端）与车轮总成或车桥总成相连。汽车悬架减振器总成连接车身结构如图1所示。
由图1所示的减振器总成结构简图可知，复原行程中（车轮远离车身的行程），活塞杆腔13为高压腔，底阀腔11为低压腔，因此减振液由活塞杆腔13流入底阀腔11；同理，压缩行程中（车轮接近车身的行程）底阀腔11为高压腔，活塞杆腔13为低压腔，减振液由底阀腔11流入活塞杆腔13。但是由于活塞杆的存在，两腔容积变化量不同，因此通过底阀阀片组设置的两套阀片所形成的压缩阀和补偿阀，储油腔12与底阀腔11之间也有少量减振液的交换。由流体力学和液压原理可知，油液在压差下流经孔隙时会产生液压阻尼，即阻尼力，因此减振器复原与压缩行程都产生阻尼力，但复原阻尼力为压缩阻尼力的2—3倍。工作时，减振器的双向阻尼力，即复原阻尼力和压缩阻尼力通过下吊环14传递到车轮总成或车桥总成上；同时减振器的双向阻尼力也通过活塞杆总成10、上橡胶弹簧2和下橡胶弹簧4传递到车身上，如图2所示。由于复原与压缩阻尼力方向相反，因此在减振器工作行程的上下止点存在活塞杆总成10对车身连接板3的换向冲击。换向冲击即与车身振动强度有关，也与减振器总成用户端与车身的连接结构有关。
目前实车上使用的上橡胶弹簧2和下橡胶弹簧4均为橡胶弹簧，其性能特别是其刚度逐渐减少，因此其缓冲能力逐步下降。所以补偿橡胶弹簧性能并确保系统缓冲能力不变是十分必要的。
发明内容
本发明创造要解决的技术问题是提供一种减振器总成用户端抗冲击性能稳定装置，该稳定装置采用组合弹簧作为缓冲弹簧代替原有的橡胶弹簧。组合弹簧由橡胶弹簧与蝶形补偿弹簧串联而成，合理匹配两种弹簧的性能，使组合弹簧具有自补偿功能，并保证组合弹簧在工作点附近的刚度、弹性变形和弹力基本不变。弹簧的替代完善了减振器总成用户端与车身的连接结构，可以实现系统缓冲能力基本保持不变。
为解决以上问题，本发明创造的具体技术方案如下：一种减振器总成用户端抗冲击性能稳定装置，在减振器总成的活塞杆总成外端部连接车身连接板，车身连接板与减振器总成之间设有下橡胶弹簧，活塞杆总成伸出车身连接板的部分与上橡胶弹簧连接，上橡胶弹簧内复合有碟簧Ⅰ形成上组合弹簧，下橡胶弹簧内复合有碟簧Ⅱ形成下组合弹簧；其中碟簧恒力段的变形量与对应的橡胶弹簧刚度衰退需要增大的变形量相等并形成变形位移补偿。
所述的上组合弹簧和下组合弹簧通过活塞杆总成的活塞杆串联连接，且下组合弹簧外端部通过止推环限位，上组合弹簧外端部设有两个串联设置的锁止螺母，两个锁止螺母与活塞杆总成的活塞杆端部螺纹紧固连接。
所述的装置中抗冲击性能的调试方法，其特征在于包括以下步骤：
1）对上橡胶弹簧和下橡胶弹簧分别做外力与位移的对应关系试验，测量出新橡胶弹簧特性曲线，得到在Fg受力时的新橡胶弹簧变形量λa；
2）当上橡胶弹簧和下橡胶弹簧老化后，再次进行外力与位移的对应关系试验，测量出老化后橡胶弹簧特性曲线，得到在Fg受力时老化橡胶弹簧变形量λb；
3）由于外支撑力Fg不变，即可得出新旧橡胶弹簧的压缩变形量λc=λb-λa；
4）碟簧选型：在外支撑力Fg作用下，碟簧的工作起点的变形量等于老化橡胶弹簧变形量λb，碟簧的工作终点变形量等于新橡胶弹簧变形量λa；
5）将选好的碟簧与对应的上橡胶弹簧或下橡胶弹簧复合，然后安装在活塞杆总成的活塞杆上，将顶部的锁止螺母锁紧，且锁止螺母的轴向锁紧力为Fg。
该减振器总成用户端抗冲击性能稳定装置采用橡胶弹簧和碟簧复合后的组合弹簧，来代替原有的橡胶弹簧，使组合弹簧具有自补偿能力，可以保证工作点的弹力、变形和刚度基本不变，从而保证减振器活塞杆用户端与车身连接性能基本不变。
上组合弹簧和下组合弹簧通过活塞杆总成的活塞杆串联连接，其串联结构可以实现双向变形位移补偿，自补偿能力更加灵活。
采用上述方法进行调试，保证将碟簧的补偿能力与橡胶弹簧的位移变形量向匹配，实现等量补偿。
附图说明
图1为减振器总成在现有状态的结构示意图。
图2为本申请减振器总成用户端的结构示意图。
图3为橡胶弹簧与碟簧的特性曲线匹配图。
具体实施方式
如图2所示，一种减振器总成用户端抗冲击性能稳定装置，在减振器总成的活塞杆总成10外端部连接车身连接板3，车身连接板3与减振器总成之间设有下橡胶弹簧4，活塞杆总成10伸出车身连接板3的部分与上橡胶弹簧2连接，上橡胶弹簧2内复合有碟簧Ⅰ5形成上组合弹簧8，下橡胶弹簧4内复合有碟簧Ⅱ6形成下组合弹簧9；其中碟簧恒力段的变形量与对应的橡胶弹簧刚度衰退需要增大的变形量相等并形成变形位移补偿。
所述的上组合弹簧8和下组合弹簧9通过活塞杆总成10的活塞杆串联连接，且下组合弹簧9外端部通过止推环7限位，上组合弹簧8外端部设有两个串联设置的锁止螺母1，两个锁止螺母1与活塞杆总成10的活塞杆端部螺纹紧固连接。
采用上述装置中抗冲击性能的调试方法，包括以下步骤：
1）对上橡胶弹簧2和下橡胶弹簧4分别外力与位移的对应关系试验，测量出新橡胶弹簧特性曲线，得到在Fg受力时的新橡胶弹簧变形量λa；
2）当上橡胶弹簧2和下橡胶弹簧4老化后，再次进行外力与位移的对应关系试验，测量出老化后橡胶弹簧特性曲线，得到在Fg受力时老化橡胶弹簧变形量λb；
3）由于外支撑力Fg不变，即可得出新旧橡胶弹簧的压缩变形量λc=λb-λa；
4）碟簧选型：在外支撑力Fg作用下，碟簧的工作起点的变形量等于老化橡胶弹簧变形量λb，碟簧的工作终点变形量等于新橡胶弹簧变形量λa；
5）将选好的碟簧与对应的上橡胶弹簧2或下橡胶弹簧4复合，然后安装在活塞杆总成10的活塞杆上，将顶部的锁止螺母1锁紧，且锁止螺母1的轴向锁紧力为Fg。
如图3所示，符号具体说明如下：
F—活塞杆与车身连接板之间的轴向支撑力；
λ—弹簧轴向变形量；
Fg—轴向锁紧力，要求在规定使用周期内基本保持不变，靠控制锁止螺母的拧紧力矩实现；
Txx—新橡胶弹簧特性曲线；
Txj—旧橡胶弹簧特性曲线；
Tdh—蝶簧特性曲线；
λa—补偿终点时蝶簧变形量；
λb—补偿启点时蝶簧的变形量；
λc—蝶簧的总补偿量，也是橡胶弹簧性能衰退变形量。
众所周知，随着使用时间的增加，橡胶弹簧特性必然出现衰减，即旧橡胶弹簧刚度必然小于新橡胶弹簧刚度，如图3所示的旧橡胶弹簧特性曲线Txj的斜率小于新橡胶弹簧特性曲线Txx的斜率。因为上下缓冲组合弹簧均为串联弹簧，因此如果要求Fg基本恒定，则必须增大旧橡胶弹簧的压缩变形量λc，同时，要求蝶形补偿弹簧必须释放同样的变形量λc，所以要合理匹配橡胶弹簧和碟形补偿弹簧的性能。
λa是橡胶弹簧的工作起点变形量，也是碟形补偿弹簧工作终点变形量；λb是橡胶弹簧的工作终点变形量，也是碟形补偿弹簧工作起点变形量；同时要求在λa与λb之间碟形补偿弹簧的弹力基本不变并等于Fg。
汽车悬架工作原理和减振器与悬架匹配原理决定减振器复原阻尼力和压缩阻尼力不同，因此在复原行程到压缩行程转换点的换向冲击与压缩行程到复原行程转换点的换向冲击也有较大区别，因此基于上述匹配原理而设置的上下组合弹簧的性能也有所差异。
本发明创造具有以下有益效果：
本发明采用上述方案，合理匹配橡胶弹簧和蝶形补偿弹簧的性能，并串联构成组合弹簧。由于具有自补偿功能，组合弹簧在工作点处的弹力、刚度和变形基本不变。因此完善了减振器总成用户端与车身的连接结构，使其连接性能稳定，寿命提高，有效提高了连接结构对减振器换向冲击的缓冲能力，减少减振器总成出现异响的概率。
Claims (3)
1.一种减振器总成用户端抗冲击性能稳定装置，在减振器总成的活塞杆总成（10）外端部连接车身连接板（3），车身连接板（3）与减振器总成之间设有下橡胶弹簧（4），活塞杆总成（10）伸出车身连接板（3）的部分与上橡胶弹簧（2）连接，其特征在于：上橡胶弹簧（2）内复合有碟簧Ⅰ（5）形成上组合弹簧（8），下橡胶弹簧（4）内复合有碟簧Ⅱ（6）形成下组合弹簧（9）；其中碟簧恒力段的变形量与对应的橡胶弹簧刚度衰退需要增大的变形量相等并形成变形位移补偿。
2.如权利要求1所述的减振器总成用户端抗冲击性能稳定装置，其特征在于：所述的上组合弹簧（8）和下组合弹簧（9）通过活塞杆总成（10）的活塞杆串联连接，且下组合弹簧（9）外端部通过止推环（7）限位，上组合弹簧（8）外端部设有两个串联设置的锁止螺母（1），两个锁止螺母（1）与活塞杆总成（10）的活塞杆端部螺纹紧固连接。
3.如权利要求1所述的装置中抗冲击性能的调试方法，其特征在于包括以下步骤：
1)对上橡胶弹簧（2）和下橡胶弹簧（4）分别做外力与位移的对应关系试验，测量出新橡胶弹簧特性曲线，得到在Fg受力时的新橡胶弹簧变形量λa；
2)当上橡胶弹簧（2）和下橡胶弹簧（4）老化后，再次进行外力与位移的对应关系试验，测量出老化后橡胶弹簧特性曲线，得到在Fg受力时老化橡胶弹簧变形量λb；
3)由于外支撑力Fg不变，即可得出新旧橡胶弹簧的压缩变形量λc=λb-λa；
4)碟簧选型：在外支撑力Fg作用下，碟簧的工作起点的变形量等于老化橡胶弹簧变形量λb，碟簧的工作终点变形量等于新橡胶弹簧变形量λa；
5)将选好的碟簧与对应的上橡胶弹簧（2）或下橡胶弹簧（4）复合，然后安装在活塞杆总成（10）的活塞杆上，将顶部的锁止螺母（1）锁紧，且锁止螺母（1）的轴向锁紧力为Fg。
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