液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201310082145.6	申请日：	2013.03.15
公开号：	CN103148153A	公开日：	2013.06.12
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):F16F 9/34申请日:20130315\|\|\|公开
IPC分类号：	F16F9/34	主分类号：	F16F9/34
申请人：	山东理工大学
发明人：	周长城; 刘瑞军; 李瑞先
地址：	255086 山东省淄博市高新技术产业开发区高创园D座1012室
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内容摘要

本发明涉及液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法，属于液压减振器技术领域。由于受阀片变形及油液非线性节流损失计算问题的制约，目前国内外对于液压减振器压缩阀片预变形量设计一直没有给出可靠的设计方法，大都是凭经验及反复试验获得压缩阀片预变形量的设计值。本发明的主旨是提供一种可靠的压缩阀片预变形量的设计方法，其特征在于：可根据压缩叠加阀片的厚度和片数，初次开阀速度点及阻尼力要求和油路，对液压减振器压缩阀片预变形量进行精确设计。利用该发明可设计得到可靠的压缩阀片预变形量，确保压缩行程开阀速度及阻尼特性的设计要求，提高减振器性能及车辆平顺性，提高减振器的使用寿命，减少试验次数，降低设计及试验费用。

权利要求书

权利要求书液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法，其具体步骤如下：
（1）计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度                                                ：
根据压缩阀叠加阀片的厚度和片数h1, n1；h2, n2；…，hn, nn；计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度为：
                                   ；
(2)计算减振器压缩阀片在阀口半径rk处的变形系数Grky：
根据压缩阀叠加阀片的内园半径，外园半径，阀口半径，弹性模量E和泊松比μ，计算减振器压缩阀片在阀口半径rk处的变形系数Grky，即：
；
式中,，；,       ,，，，，，，，，，；

，
，

，

，
；
（3）计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y和流量QHk1y：
根据压缩阀初次开阀时的油路，活塞杆直径dg，设计所要求的压缩行程初次开阀速度Vk1y及阻尼力Fdk1y，计算减振器压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y，即：
                                          ；
根据活塞缸筒内径，活塞缝隙，缝隙长度，活塞偏心率，油液动力粘度，及初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y，计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的流量QHk1y，即：
                                  ；
（4）计算初次开阀时压缩阀座孔的流量及节流压力phyk1：
    根据压缩行程初次开阀速度Vk1y，活塞杆直径dg，及步骤（3）中的QHk1y，计算初次开阀时压缩阀座孔的流量为:
                                                ；
根据压缩阀座孔的直径和个数，流量系数=0.62，油液密度，及压缩阀座孔的流量，计算初次开阀时压缩阀座孔的节流压力phyk1为：
；
(5)初次开阀时压缩阀片所受的压力：
根据步骤（3）中的，及步骤（4）中的，计算初次开阀时压缩阀片所受的压力为：
；
(6)减振器压缩阀片预变形量的设计：
       根据步骤（1）中的hey，步骤（2）中的Grky，及步骤（5）中的，对减振器压缩阀片的预变形量进行设计，即：
                                                。

说明书

说明书液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法
技术领域
本发明涉及液压减振器，特别是液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法。
背景技术
减振器压缩阀片安装固定的内圆柱端面与阀口端面之间存有一定的高度差，当安装紧固好之后，压缩阀片在阀口半径位置将会产生一定的预变形量。压缩阀片预变形量决定着减振器压缩行程的初次开阀速度及减振器的阻尼特性，因此，对车辆行驶平顺性具有重要影响，而且开阀速度点的设置，会防止减振器在很低速度下频繁开阀，提高减振器的使用寿命。然后，由于受阀片变形及油液非线性节流损失解析计算方法的制约，目前国内外对于液压减振器压缩阀片预变形量设计一直没有给出可靠的设计方法，大都是凭经验及反复试验获得压缩阀片预变形量的设计值。因此，目前传统的设计方法，很难满足汽车行业快发展及车辆行驶速度不断提高而对减振器设计所提出的要求。
因此，必须建立一种精确、可靠的液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法，提高减振器设计水平、质量和性能，满足车辆及悬架对减振器阻尼特性的要求，提高车辆的行驶平顺性、操作稳定性和乘坐舒适性。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种准确、可靠的液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法，其设计流程如图1所示。
为了解决上述技术问题，本发明所提供的液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法，压缩阀总成及压缩阀结构如图2所示，其技术方案实施步骤如下：
（1）计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度                                                ：
根据压缩阀叠加阀片的厚度和片数h1, n1；h2, n2；…，hn, nn；计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度为：
                                   ；
(2)计算减振器压缩阀片在阀口半径rk处的变形系数Grky：
根据压缩阀叠加阀片的内园半径，外园半径，阀口半径，弹性模量E和泊松比μ，计算减振器压缩阀片在阀口半径rk处的变形系数Grky，即：
；
式中,，；,       ,，，，，，，，，，；

，
，

，

，
；
（3）计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y和流量QHk1y：
根据压缩阀初次开阀时的油路，活塞杆直径dg，设计所要求的压缩行程初次开阀速度Vk1y及阻尼力Fdk1y，计算减振器压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y，即：
                                          ；
根据活塞缸筒内径，活塞缝隙，缝隙长度，活塞偏心率，油液动力粘度，及初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y，计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的流量QHk1y，即：
                                  ；
（4）计算初次开阀时压缩阀座孔的流量及节流压力phyk1：
    根据压缩行程初次开阀速度Vk1y，活塞杆直径dg，及步骤（3）中的QHk1y，计算初次开阀时压缩阀座孔的流量为:
                                                ；
根据压缩阀座孔的直径和个数，流量系数=0.62，油液密度，及压缩阀座孔的流量，计算初次开阀时压缩阀座孔的节流压力phyk1为：
；
(5)初次开阀时压缩阀片所受的压力：
根据步骤（3）中的，及步骤（4）中的，计算初次开阀时压缩阀片所受的压力为：
；
(6)减振器压缩阀片预变形量的设计：
       根据步骤（1）中的hey，步骤（2）中的Grky，及步骤（5）中的，对减振器压缩阀片的预变形量进行设计，即：
                                                。
本发明比现有技术具有的优点：
由于受阀片变形及油液非线性节流损失解析计算方法的制约，目前国内外对于液压减振器压缩阀片预变形量设计一直没有给出可靠的设计方法，大都是凭经验及反复试验获得压缩阀片预变形量的设计值。本发明可根据压缩叠加阀片的厚度和片数及等效厚度，压缩行程初次开阀速度点及阻尼力要求，初次开阀时的油路，对液压减振器压缩阀片预变形量进行精确设计。利用该发明可设计得到可靠的压缩阀片预变形量frk0y，即压缩阀的内圆柱端面与阀口端面的高度差，确保满足减振器压缩行程开阀速度点及阻尼特性的设计要求，提高减振器性能及车辆平顺性，提高减振器的使用寿命，并且可减少试验次数，降低设计及试验费用。
为了更好地理解本发明下面结合附图作进一步的说明。
图1 是液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法流程图；
图2 是减振器压缩阀座总成及压缩阀结构图；
图3 是减振器压缩阀下端面高度差即阀片预变形量的示意图；
图4 是减振器压缩阀初次开阀时的油路图；
图5 是实施例一的减振器特性试验速度特性曲线。
具体实施方案
下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例一：某减振器压缩阀座总成及压缩阀结构如图2所示，补偿阀弹簧1，补偿阀片2，压缩底阀3，压缩阀紧固铆钉4，压缩阀叠加阀片5，压缩阀限位挡圈6，压缩阀底座7，限位间隙调整垫圈8，补偿阀孔9，补偿阀弹簧座10，其中，压缩阀叠加阀片上面的第1片为带有常通节流孔的节流阀片，并且压缩阀叠加阀片5通过压缩阀紧固铆钉4、限位间隙调整垫圈8和压缩阀限位挡圈6，与压缩阀端面紧密接触。压缩阀固定压缩阀片的内圆柱端面与阀口外端面之间存有一定的高度差，如图3所示，因此，压缩阀叠加阀片紧固安装好之后，就形成了一定的预变形量frk0。该减振器活塞缸筒的内径，活塞杆直径dg＝20mm，活塞缸筒与活塞杆之间的环形面积；活塞缝隙长度；活塞平均间隙；偏心率；油液运动粘度粘度＝m2/s，密度，动力粘度；压缩阀座孔的，直径，个数；压缩阀片的内圆半径,外圆半径，节流阀阀口位置半径，弹性模型E=200GPa,泊松比=0.3,压缩阀叠加阀片厚度和片数分别为h1=0.1mm, n1=1；h2=0.15mm，常通孔面积，流量系数，减振器设计所要求的初次开阀速度Vk1y=0.1m/s，阻尼力Fdk1y=150N时所要求的。
本发明实例所提供的液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法，设计流程如图1所示，具体步骤如下：
（1）计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度：
根据减振器压缩阀叠加阀片的厚度和片数，h1=0.1mm, n1=1；h2=0.15mm, n2=1；计算压缩阀叠加阀片的等效厚度为：
                                   =0.16355mm；
(2)计算减振器压缩阀片在阀口半径rk处的变形系数Grky：
根据压缩阀片的内圆半径，外圆半径，阀口位置半径，弹性模型E=200GPa，泊松比=0.3，计算减振器压缩阀片在非均布压力下的在阀口半径rk位置的变形系数Grky，即：
=；
式中,=1.2425，
=5.1801；
=‑5.12,=‑0.0022, =‑1.2334,=‑7.8388，
=263.1579，=‑0.0386，=0.076，=2.1949，=‑1.0938，=‑ 9.2536，=2.6，=8.448；

=‑2.9669，
=‑8.1536，

=‑ 3.1088；

=‑ 1.8606，
=1.4929；
（3）计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y和流量QHk1y：
根据减振器压缩阀初次开阀时的油路图4，活塞杆直径dg=20mm，设计所要求的压缩行程在初次开阀时的阻尼力Fdk1y=150N，计算减振器初次开阀时活塞缝隙压力pHk1y，即：
                                          =4.7746Pa；
根据活塞直径=28mm，活塞缝隙=0.04mm，活塞缝隙长度=9mm，油液动力粘度，活塞偏心率=1.0，及初次开阀时活塞缝隙压力pHk1y=4.7746Pa，计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的流量QHk1y，即：
                                  =6.9913m3/s；
（4）计算初次开阀时压缩阀座孔的流量及节流压力phyk1：
   根据压缩行程初次开阀速度Vk1y=0.1m/s，活塞杆直径dg=20mm，及步骤（3）中的QHk1y=6.9913m3/s，对初次开阀时压缩阀座孔的流量进行计算，即：
                                                =2.4425m3/s；
根据压缩阀座孔的直径=1.5mm和个数=2，流量系数=0.62，油液密度=890kg/m3，及压缩阀座孔的流量=2.4425m3/s，计算初次开阀时压缩阀座孔的节流压力phyk1为：
=5.5288Pa；
(5)初次开阀时压缩阀片所受的压力：
根据步骤（3）中的=4.7746Pa，及步骤（4）中的=5.5288Pa，计算初次开阀时压缩阀片所受的压力为：
=4.2218Pa；
(6)减振器压缩阀片预变形量的设计：
       根据步骤（1）中的hey=0.16355mm，步骤（2）中的Grky=，及步骤（5）中的=4.2218Pa，对减振器压缩阀片的预变形量进行设计，即：
                                                =0.07mm。
利用电液伺服悬架综合性能试验台，对所设计减振器样机进行特性试验，所测得的减振器速度特性曲线如图5所示，减振器压缩行程初次开阀速度Vk1y为0.11 m/s，与计算所得到的0.1m/s相吻合，表明该液压减振器初次开阀速度的计算方法是正确的。
实施例二：除了减振器压缩阀叠加阀片的厚度和片数与实施例一的不同之外，减振器结构参数、压缩阀体的结构参数及油液参数都与实施例一相同；其中，压缩阀叠加阀片的厚度和片数分别为h1=0.1mm, n1=3；h2=0.15mm, n2=1，初次开阀速度Vk1y=0.15m/s，阻尼力Fdk1y=180N。
采用实施例一的设计步骤，对该减振器压缩阀片预变形量进行设计，即：
（1）计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度：
根据压缩阀叠加阀片的厚度和片数，h1=0.1mm, n1=3；h2=0.15mm, n2=1；计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度为：
                                   =0.18542mm；
(2)计算减振器压缩阀片在阀口半径rk处的变形系数Grky：
由于叠加阀片的内园半径，外园半径，阀口半径，弹性模量E和泊松比μ，都与实施例一的相同，因此，该减振器压缩阀片在非均布压力下的在阀口半径rk位置的变形系数Grky，也与实施例一的相同，即=；
（3）计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y和流量QHk1y：
根据活塞杆直径dg=20mm，设计所要求的压缩行程在初次开阀时的阻尼力Fdk1y=180N，计算减振器初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y，即：
                                          =5.7296Pa；
根据活塞直径=28mm，活塞缝隙=0.04mm，活塞缝隙长度=9mm，油液动力粘度，活塞偏心率=1.0，及初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y=5.7296Pa，计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的流量QHk1y，即：
                                  =8.3895m3/s；
（4）计算初次开阀时压缩阀座孔的流量及节流压力phyk1：
   根据压缩行程初次开阀速度Vk1y=0.1m/s，活塞杆直径dg=20mm，及步骤（3）中的QHk1y=8.3895m3/s，计算得到初次开阀时压缩阀座孔的流量为
                                               =3.8734m3/s；
根据压缩阀座孔的直径=1.5mm和个数=2，流量系数=0.62，油液密度=890kg/m3，及压缩阀座孔的流量=3.8734m3/s，计算初次开阀时压缩阀座孔的节流压力phyk1为：
=1.3905Pa；
(5)初次开阀时压缩阀片所受的压力：
根据步骤（3）中的=5.7296Pa，及步骤（4）中的=1.3905Pa，计算初次开阀时压缩阀片所受的压力为：
=4.3391Pa；
(6)减振器压缩阀片预变形量的设计：
       根据步骤（1）中的hey=0.18542mm，步骤（2）中的Grky=，及步骤（5）中的==4.3391Pa，对减振器压缩阀片的预变形量进行设计，即：
                                                =0.05mm。
实施例三：除了减振器压座孔的直径dhy和个数nhy以及活塞杆直径dg与实施例一的不同之外，减振器的结构参数、压缩阀叠加阀片的厚度和片数、材料特性参数及油液参数都与实施例一相同；其中，压缩阀座孔的直径dhy=2.0mm、孔的个数nh=4，活塞杆直径dg=18mm。
采用实施例一的设计步骤，对该减振器压缩阀片预变形量进行计算，即：
（1）计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度：
由于该减振器压缩阀叠加阀片的厚度和片数，与实施例一的相同，因此，压缩阀叠加阀片的等效厚度也与实施例一的相同，即：
                                   =0.16355mm；
(2)计算减振器压缩阀片在阀口半径rk处的变形系数Grky：
由于该减振器叠加阀片的内园半径，外园半径，阀口半径，弹性模量E和泊松比μ，都与实施例一的相同，因此，压缩阀片在非均布压力下的在阀口半径rk位置的变形系数Grky，也与实施例一的相同，即=；
（3）计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y和流量QHk1y：
根据活塞杆的直径dg=18mm，设计所要求的压缩行程在初次开阀时的阻尼力Fdk1y=150N，计算减振器初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y，即：
                                          =5.8946Pa；
根据活塞直径=28mm，活塞缝隙=0.04mm，活塞缝隙长度=9mm，油液动力粘度，活塞偏心率=1.0，及初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y=5.8946Pa，计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的流量QHk1y，即：
                                   =8.6312m3/s；
（4）计算初次开阀时压缩阀座孔的流量及节流压力phyk1：
   根据压缩行程初次开阀速度Vk1y=0.1m/s，活塞杆直径dg=18mm，及步骤（3）中的QHk1y=8.6312m3/s，计算得到初次开阀时压缩阀座孔的流量为
                                                =1.6816m3/s；
根据压缩阀座孔的直径=2.0mm和个数=4，流量系数=0.62，油液密度，及压缩阀座孔的流量=1.6816m3/s，计算初次开阀时压缩阀座孔的节流压力phyk1为：
=2.0729Pa；
(5)初次开阀时压缩阀片所受的压力：
根据步骤（3）中的=5.8946Pa，及步骤（4）中的=2.0729Pa，计算初次开阀时压缩阀片所受的压力为：
=5.8739Pa；
(6)减振器压缩阀片预变形量的设计：
       根据步骤（1）中的hey=0.16355mm，步骤（2）中的Grky=，及步骤（5）中的=5.8739Pa，对减振器压缩阀片预变形量进行设计，即：
                                                =0.1mm。
实施例四：除了减振器压缩阀叠加阀片的内圆半径和阀口半径及活塞杆直径与实施例一的不同之外，减振器的结构参数、压缩阀叠加阀片的厚度和片数及材料特性、油液参数都与实施例一相同；其中，压缩阀片的内圆半径ra=4.0mm，外圆半径rb=8.0mm，阀口半径rk=6.5mm，活塞杆直径dg=18mm。
采用实施例一的计算步骤，对该减振器初次开阀速度进行计算，即：
（1）计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度：
由于该减振器压缩阀叠加阀片的厚度和片数，与实施例一的相同，因此，压缩阀叠加阀片的等效厚度也与实施例一的相同，即：
                                   =0.16355mm；
(2)计算减振器压缩阀片在阀口半径rk处的变形系数Grky：
根据压缩阀叠加阀片的内园半径=4.0mm，外园半径=8.0mm，阀口半径=6.5mm，弹性模量E=200GPa和泊松比μ=0.3，计算减振器压缩阀片在阀口半径rk位置的变形系数Grky，即：
=；
式中,=1.0328，
=4.2453；
=‑5.12,=‑0.0022, =‑1.2856,=‑8.1249，
=250，=‑0.0402，=0.008，=2.56，=‑1.0938，=‑9.2536，=2.6，=8.448；

=‑2.9622，
=‑7.6781，

=‑ 2.9298；

=‑ 1.8451，
=1.416；
（3）计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y和流量QHk1y：
根据活塞杆的直径dg=18mm，设计所要求的压缩行程在初次开阀时的阻尼力Fdk1y=150N，计算减振器初次开阀时活塞缝隙压力pHk1y，即：
                                           =5.8946Pa；
根据活塞直径=28mm，活塞缝隙=0.04mm，活塞缝隙长度=9mm，油液动力粘度，活塞偏心率=1.0，及初次开阀时活塞缝隙压力pHk1y=5.8946Pa，计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的流量QHk1y，即：
                                   =8.6312m3/s；
（4）计算初次开阀时压缩阀座孔的流量及节流压力phyk1：
   根据压缩行程初次开阀速度Vk1y=0.1m/s，活塞杆直径dg=18mm，及步骤（3）中的QHk1y=8.6312m3/s，计算得到初次开阀时压缩阀座孔的流量为
                                                =1.6816m3/s；
根据压缩阀座孔的直径=1.5mm和个数=2，流量系数=0.62，油液密度，及压缩阀座孔的流量=1.6816m3/s，计算初次开阀时压缩阀座孔的节流压力phyk1为：
=2.6206Pa；
(5)初次开阀时压缩阀片所受的压力：
根据步骤（3）中的=5.8946Pa，及步骤（4）中的=2.6206Pa，计算初次开阀时压缩阀片所受的压力为：
=5.6326Pa；
(6)减振器压缩阀片预变形量的设计：
       根据步骤（1）中的hey=0.16355mm，步骤（2）中的Grky=，及步骤（5）中的=5.6326Pa，对减振器压缩阀片预变形量进行设计，即：
                                                =0.08mm。

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1、(10)申请公布号 CN 103148153 A (43)申请公布日 2013.06.12 CN 103148153 A *CN103148153A* (21)申请号 201310082145.6 (22)申请日 2013.03.15 F16F 9/34(2006.01) (71)申请人山东理工大学地址 255086 山东省淄博市高新技术产业开发区高创园 D 座 1012 室 (72)发明人周长城刘瑞军李瑞先 (54) 发明名称液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法 (57) 摘要本发明涉及液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法，属于液压减振器技术领域。由于受阀片变形及油液非。

2、线性节流损失计算问题的制约，目前国内外对于液压减振器压缩阀片预变形量设计一直没有给出可靠的设计方法，大都是凭经验及反复试验获得压缩阀片预变形量的设计值。本发明的主旨是提供一种可靠的压缩阀片预变形量的设计方法，其特征在于：可根据压缩叠加阀片的厚度和片数，初次开阀速度点及阻尼力要求和油路，对液压减振器压缩阀片预变形量进行精确设计。利用该发明可设计得到可靠的压缩阀片预变形量，确保压缩行程开阀速度及阻尼特性的设计要求，提高减振器性能及车辆平顺性，提高减振器的使用寿命，减少试验次数，降低设计及试验费用。 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页说明书 1。

3、2 页附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书3页说明书12页附图2页 (10)申请公布号 CN 103148153 A CN 103148153 A *CN103148153A* 1/3 页 2 1. 液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法，其具体步骤如下：（1）计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度：根据压缩阀叠加阀片的厚度和片数h1, n1；h2, n2；，hn, nn；计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度为：； (2) 计算减振器压缩阀片在阀口半径rk处的变形系数Grky：根据压缩阀叠加阀片的内园半径，外园半径，阀。

4、口半径，弹性模量E和泊松比，计算减振器压缩阀片在阀口半径rk处的变形系数Grky，即：；式中 ,，；, ,，，，；，，，权利要求书 CN 103148153 A 2 2/3 页 3 ，；（3）计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y和流量QHk1y：根据压缩阀初次开阀时的油路，活塞杆直径dg，设计所要求的压缩行程初次开阀速度 Vk1y及阻尼力Fdk1y，计算减振器压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y，即：；根据活塞缸筒内径，活塞缝隙，缝隙长度，活塞偏心率，油液动力粘度，及初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y，计算压。

5、缩阀初次开阀时活塞缝隙的流量QHk1y，即：；（4）计算初次开阀时压缩阀座孔的流量及节流压力phyk1：根据压缩行程初次开阀速度Vk1y，活塞杆直径dg，及步骤（3）中的QHk1y，计算初次开阀时压缩阀座孔的流量为 : ；根据压缩阀座孔的直径和个数，流量系数=0.62，油液密度，及压缩阀座孔的流量，计算初次开阀时压缩阀座孔的节流压力phyk1为：； (5) 初次开阀时压缩阀片所受的压力：根据步骤（3）中的，及步骤（4）中的，计算初次开阀时压缩阀片所受的压力为：； (6) 减振器压缩阀片预变形量的设计：根据步骤（1）中的hey，。

6、步骤（2）中的Grky，及步骤（5）中的，对减振器压缩阀片的预变形量进行设计，即：权利要求书 CN 103148153 A 3 3/3 页 4 。权利要求书 CN 103148153 A 4 1/12 页 5 液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法技术领域 0001 本发明涉及液压减振器，特别是液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法。背景技术 0002 减振器压缩阀片安装固定的内圆柱端面与阀口端面之间存有一定的高度差，当安装紧固好之后，压缩阀片在阀口半径位置将会产生一定的预变形量。压缩阀片预变形量决定着减振器压缩行程的初次开阀速度及减振器的阻尼。

7、特性，因此，对车辆行驶平顺性具有重要影响，而且开阀速度点的设置，会防止减振器在很低速度下频繁开阀，提高减振器的使用寿命。然后，由于受阀片变形及油液非线性节流损失解析计算方法的制约，目前国内外对于液压减振器压缩阀片预变形量设计一直没有给出可靠的设计方法，大都是凭经验及反复试验获得压缩阀片预变形量的设计值。因此，目前传统的设计方法，很难满足汽车行业快发展及车辆行驶速度不断提高而对减振器设计所提出的要求。 0003 因此，必须建立一种精确、可靠的液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法，提高减振器设计水平、质量和性能，满足车辆及悬架对减振器阻尼特性的要求，。

8、提高车辆的行驶平顺性、操作稳定性和乘坐舒适性。发明内容 0004 针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种准确、可靠的液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法，其设计流程如图 1 所示。 0005 为了解决上述技术问题，本发明所提供的液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法，压缩阀总成及压缩阀结构如图 2 所示，其技术方案实施步骤如下：（1）计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度：根据压缩阀叠加阀片的厚度和片数h1, n1；h2, n2；，hn, nn；计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度为：； (2) 计算减振器压缩阀片在阀口半径rk处的变形系。

9、数Grky：根据压缩阀叠加阀片的内园半径，外园半径，阀口半径，弹性模量E和泊松比，计算减振器压缩阀片在阀口半径rk处的变形系数Grky，即：；式中 ,，；说明书 CN 103148153 A 5 2/12 页 6 , ,，，，；，，，，；（3）计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y和流量QHk1y：根据压缩阀初次开阀时的油路，活塞杆直径dg，设计所要求的压缩行程初次开阀速度 Vk1y及阻尼力Fdk1y，计算减振器压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y，即：；根据活塞缸筒内径，活塞缝隙，缝隙长度，活塞偏心率，油液。

10、动力粘度，及初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y，计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的流量QHk1y，即：说明书 CN 103148153 A 6 3/12 页 7 ；（4）计算初次开阀时压缩阀座孔的流量及节流压力phyk1：根据压缩行程初次开阀速度Vk1y，活塞杆直径dg，及步骤（3）中的QHk1y，计算初次开阀时压缩阀座孔的流量为 : ；根据压缩阀座孔的直径和个数，流量系数=0.62，油液密度，及压缩阀座孔的流量，计算初次开阀时压缩阀座孔的节流压力phyk1为：； (5) 初次开阀时压缩阀片所受的压力：根据步骤（3）中的，及步骤（4）中。

11、的，计算初次开阀时压缩阀片所受的压力为：； (6) 减振器压缩阀片预变形量的设计：根据步骤（1）中的hey，步骤（2）中的Grky，及步骤（5）中的，对减振器压缩阀片的预变形量进行设计，即：。 0006 本发明比现有技术具有的优点：由于受阀片变形及油液非线性节流损失解析计算方法的制约，目前国内外对于液压减振器压缩阀片预变形量设计一直没有给出可靠的设计方法，大都是凭经验及反复试验获得压缩阀片预变形量的设计值。本发明可根据压缩叠加阀片的厚度和片数及等效厚度，压缩行程初次开阀速度点及阻尼力要求，初次开阀时的油路，对液压减振器压缩阀片预变形量。

12、进行精确设计。利用该发明可设计得到可靠的压缩阀片预变形量frk0y，即压缩阀的内圆柱端面与阀口端面的高度差，确保满足减振器压缩行程开阀速度点及阻尼特性的设计要求，提高减振器性能及车辆平顺性，提高减振器的使用寿命，并且可减少试验次数，降低设计及试验费用。 0007 为了更好地理解本发明下面结合附图作进一步的说明。 0008 图 1 是液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法流程图；图 2 是减振器压缩阀座总成及压缩阀结构图；说明书 CN 103148153 A 7 4/12 页 8 图 3 是减振器压缩阀下端面高度差即阀片预变形量的示意图；图 4 是减振器压缩阀初次开。

13、阀时的油路图；图 5 是实施例一的减振器特性试验速度特性曲线。具体实施方案 0009 下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。 0010 实施例一：某减振器压缩阀座总成及压缩阀结构如图 2 所示，补偿阀弹簧 1，补偿阀片 2，压缩底阀 3，压缩阀紧固铆钉 4，压缩阀叠加阀片 5，压缩阀限位挡圈 6，压缩阀底座 7，限位间隙调整垫圈 8，补偿阀孔 9，补偿阀弹簧座 10，其中，压缩阀叠加阀片上面的第 1 片为带有常通节流孔的节流阀片，并且压缩阀叠加阀片 5 通过压缩阀紧固铆钉 4、限位间隙调整垫圈 8 和压缩阀限位挡圈 6，与压缩阀端面紧密接触。压缩。

14、阀固定压缩阀片的内圆柱端面与阀口外端面之间存有一定的高度差，如图 3 所示，因此，压缩阀叠加阀片紧固安装好之后，就形成了一定的预变形量frk0。该减振器活塞缸筒的内径，活塞杆直径 dg 20mm，活塞缸筒与活塞杆之间的环形面积；活塞缝隙长度；活塞平均间隙；偏心率；油液运动粘度粘度m2/s，密度，动力粘度；压缩阀座孔的，直径，个数；压缩阀片的内圆半径, 外圆半径，节流阀阀口位置半径，弹性模型E=200GPa, 泊松比=0.3, 压缩阀叠加阀片厚度和片数分别为 h1=0.1mm, n1=1 ；h2=0.15mm，常通孔面积，流量系数，减振器设计。

15、所要求的初次开阀速度Vk1y=0.1m/s，阻尼力Fdk1y=150N 时所要求的。 0011 本发明实例所提供的液压减振器压缩阀片预变形量的设计方法，设计流程如图 1 所示，具体步骤如下：（1）计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度：根据减振器压缩阀叠加阀片的厚度和片数，h1=0.1mm, n1=1 ；h2=0.15mm, n2=1 ；计算压缩阀叠加阀片的等效厚度为： =0.16355mm ； (2) 计算减振器压缩阀片在阀口半径rk处的变形系数Grky：根据压缩阀片的内圆半径，外圆半径，阀口位置半径，弹性模型E=200GPa，泊松比=0.3，计算减振器压缩阀。

16、片在非均布压力下的在阀口半径rk 位置的变形系数Grky，即： =；式中 ,=1.2425， =5.1801；说明书 CN 103148153 A 8 5/12 页 9 = - 5 . 1 2,= - 0 . 0 0 2 2 , = - 1 . 2 3 3 4, =-7.8388， =263.1579，=-0.0386，=0.076， =2.1949，=-1.0938，=- 9.2536， =2.6，=8.448； =-2.9669， =-8.1536， =- 3.1088； =- 1.8606， =1.4929；说明书 CN 103148153 A 9 6/12 页 10 。

17、（3）计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y和流量QHk1y：根据减振器压缩阀初次开阀时的油路图 4，活塞杆直径dg=20mm，设计所要求的压缩行程在初次开阀时的阻尼力Fdk1y=150N，计算减振器初次开阀时活塞缝隙压力pHk1y，即： =4.7746Pa ；根据活塞直径=28mm，活塞缝隙=0.04mm，活塞缝隙长度=9mm，油液动力粘度，活塞偏心率=1.0，及初次开阀时活塞缝隙压力pHk1y=4.7746Pa，计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的流量QHk1y，即： =6.9913m3/s ；（4）计算初次开阀时压缩阀座孔的流量及节流压力phyk1。

18、：根据压缩行程初次开阀速度Vk1y=0.1m/s，活塞杆直径dg=20mm，及步骤（3）中的 QHk1y=6.9913m3/s，对初次开阀时压缩阀座孔的流量进行计算，即： =2.4425m3/s ；根据压缩阀座孔的直径=1.5mm 和个数=2，流量系数=0.62，油液密度 =890kg/m3，及压缩阀座孔的流量=2.4425m3/s，计算初次开阀时压缩阀座孔的节流压力phyk1为： =5.5288Pa ； (5) 初次开阀时压缩阀片所受的压力：根据步骤（3）中的=4.7746Pa，及步骤（4）中的=5.5288Pa，计算初次开阀时压缩阀片所受的压力为。

19、： =4.2218Pa ； (6) 减振器压缩阀片预变形量的设计：根据步骤（1）中的hey=0.16355mm，步骤（2）中的Grky=，及步骤（5）中的=4.2218Pa，对减振器压缩阀片的预变形量进行设计，即： =0.07mm。 0012 利用电液伺服悬架综合性能试验台，对所设计减振器样机进行特性试验，所测得的减振器速度特性曲线如图5所示，减振器压缩行程初次开阀速度Vk1y为0.11 m/s，与计算说明书 CN 103148153 A 10 7/12 页 11 所得到的 0.1m/s 相吻合，表明该液压减振器初次开阀速度的计算方法是正确的。 0。

20、013 实施例二：除了减振器压缩阀叠加阀片的厚度和片数与实施例一的不同之外，减振器结构参数、压缩阀体的结构参数及油液参数都与实施例一相同；其中，压缩阀叠加阀片的厚度和片数分别为h1=0.1mm, n1=3 ；h2=0.15mm, n2=1，初次开阀速度Vk1y=0.15m/s，阻尼力 Fdk1y=180N。 0014 采用实施例一的设计步骤，对该减振器压缩阀片预变形量进行设计，即：（1）计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度：根据压缩阀叠加阀片的厚度和片数，h1=0.1mm, n1=3 ；h2=0.15mm, n2=1 ；计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度为。

21、： =0.18542mm ； (2) 计算减振器压缩阀片在阀口半径rk处的变形系数Grky：由于叠加阀片的内园半径，外园半径，阀口半径，弹性模量E和泊松比，都与实施例一的相同，因此，该减振器压缩阀片在非均布压力下的在阀口半径rk位置的变形系数 Grky，也与实施例一的相同，即=；（3）计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y和流量QHk1y：根据活塞杆直径dg=20mm，设计所要求的压缩行程在初次开阀时的阻尼力Fdk1y=180N，计算减振器初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y，即： =5.7296Pa ；根据活塞直径=28mm，活塞缝隙=0.0。

22、4mm，活塞缝隙长度=9mm，油液动力粘度，活塞偏心率=1.0，及初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y=5.7296 Pa，计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的流量QHk1y，即： =8.3895m3/s ；（4）计算初次开阀时压缩阀座孔的流量及节流压力phyk1：根据压缩行程初次开阀速度Vk1y=0.1m/s，活塞杆直径dg=20mm，及步骤（3）中的 QHk1y=8.3895m3/s，计算得到初次开阀时压缩阀座孔的流量为 =3.8734m3/s ；根据压缩阀座孔的直径=1.5mm 和个数=2，流量系数=0.62，油液密度 =890kg/m3，及压缩阀座孔的流量。

23、=3.8734m3/s，计算初次开阀时压缩阀座孔的节流压力phyk1为：说明书 CN 103148153 A 11 8/12 页 12 =1.3905Pa ； (5) 初次开阀时压缩阀片所受的压力：根据步骤（3）中的=5.7296Pa，及步骤（4）中的=1.3905Pa，计算初次开阀时压缩阀片所受的压力为： =4.3391Pa ； (6) 减振器压缩阀片预变形量的设计：根据步骤（1）中的hey=0.18542mm，步骤（2）中的Grky=，及步骤（5）中的=4.3391Pa，对减振器压缩阀片的预变形量进行设计，即： =0.05mm。 00。

24、15 实施例三：除了减振器压座孔的直径dhy和个数nhy以及活塞杆直径dg与实施例一的不同之外，减振器的结构参数、压缩阀叠加阀片的厚度和片数、材料特性参数及油液参数都与实施例一相同；其中，压缩阀座孔的直径dhy=2.0mm、孔的个数nh=4，活塞杆直径 dg=18mm。 0016 采用实施例一的设计步骤，对该减振器压缩阀片预变形量进行计算，即：（1）计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度：由于该减振器压缩阀叠加阀片的厚度和片数，与实施例一的相同，因此，压缩阀叠加阀片的等效厚度也与实施例一的相同，即： =0.16355mm ； (2) 计算减振器压缩阀。

25、片在阀口半径rk处的变形系数Grky：由于该减振器叠加阀片的内园半径，外园半径，阀口半径，弹性模量E和泊松比，都与实施例一的相同，因此，压缩阀片在非均布压力下的在阀口半径rk位置的变形系数 Grky，也与实施例一的相同，即=；（3）计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y和流量QHk1y：根据活塞杆的直径dg=18mm，设计所要求的压缩行程在初次开阀时的阻尼力Fdk1y=150N，计算减振器初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y，即： =5.8946Pa ；根据活塞直径=28mm，活塞缝隙=0.04mm，活塞缝隙长度=9mm，油液动力粘度，活。

26、塞偏心率=1.0，及初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y=5.8946 Pa，计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的流量QHk1y，即：说明书 CN 103148153 A 12 9/12 页 13 =8.6312m3/s ；（4）计算初次开阀时压缩阀座孔的流量及节流压力phyk1：根据压缩行程初次开阀速度Vk1y=0.1m/s，活塞杆直径dg=18mm，及步骤（3）中的 QHk1y=8.6312m3/s，计算得到初次开阀时压缩阀座孔的流量为 =1.6816m3/s ；根据压缩阀座孔的直径=2.0mm 和个数=4，流量系数=0.62，油液密度，及压缩阀座孔的流量=1。

27、.6816m3/s，计算初次开阀时压缩阀座孔的节流压力phyk1为： =2.0729Pa ； (5) 初次开阀时压缩阀片所受的压力：根据步骤（3）中的=5.8946Pa，及步骤（4）中的=2.0729Pa，计算初次开阀时压缩阀片所受的压力为： =5.8739Pa ； (6) 减振器压缩阀片预变形量的设计：根据步骤（1）中的hey=0.16355mm，步骤（2）中的Grky=，及步骤（5）中的=5.8739Pa，对减振器压缩阀片预变形量进行设计，即： =0.1mm。 0017 实施例四：除了减振器压缩阀叠加阀片的内圆半径和阀口半径及活塞杆直径。

28、与实施例一的不同之外，减振器的结构参数、压缩阀叠加阀片的厚度和片数及材料特性、油液参数都与实施例一相同；其中，压缩阀片的内圆半径ra=4.0mm，外圆半径rb=8.0mm，阀口半径 rk=6.5mm，活塞杆直径dg=18mm。 0018 采用实施例一的计算步骤，对该减振器初次开阀速度进行计算，即：（1）计算减振器压缩阀叠加阀片的等效厚度：由于该减振器压缩阀叠加阀片的厚度和片数，与实施例一的相同，因此，压缩阀叠加阀片的等效厚度也与实施例一的相同，即： =0.16355mm ； (2) 计算减振器压缩阀片在阀口半径rk处的变形系数Grky：说明书。

29、 CN 103148153 A 13 10/12 页 14 根据压缩阀叠加阀片的内园半径=4.0mm，外园半径=8.0mm，阀口半径=6.5mm，弹性模量E=200GPa 和泊松比=0.3，计算减振器压缩阀片在阀口半径rk位置的变形系数 Grky，即： =；式中 ,=1.0328， =4.2453； = - 5 . 1 2,= - 0 . 0 0 2 2 , = - 1 . 2 8 5 6, =-8.1249， =250，=-0.0402，=0.008，=2.56 ，=-1.0938，=-9.2536，=2.6， =8.448； =-2.9622， =-7.6781， =- 2。

30、.9298；说明书 CN 103148153 A 14 11/12 页 15 =- 1.8451， =1.416；（3）计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的压力pHk1y和流量QHk1y：根据活塞杆的直径dg=18mm，设计所要求的压缩行程在初次开阀时的阻尼力Fdk1y=150N，计算减振器初次开阀时活塞缝隙压力pHk1y，即： =5.8946Pa ；根据活塞直径=28mm，活塞缝隙=0.04mm，活塞缝隙长度=9mm，油液动力粘度，活塞偏心率=1.0，及初次开阀时活塞缝隙压力pHk1y=5.8946Pa，计算压缩阀初次开阀时活塞缝隙的流量QHk1y，即： =。

31、8.6312m3/s ；（4）计算初次开阀时压缩阀座孔的流量及节流压力phyk1：根据压缩行程初次开阀速度Vk1y=0.1m/s，活塞杆直径dg=18mm，及步骤（3）中的 QHk1y=8.6312m3/s，计算得到初次开阀时压缩阀座孔的流量为 =1.6816m3/s ；根据压缩阀座孔的直径=1.5mm 和个数=2，流量系数=0.62，油液密度，及压缩阀座孔的流量=1.6816m3/s，计算初次开阀时压缩阀座孔的节流压力phyk1为： =2.6206Pa ； (5) 初次开阀时压缩阀片所受的压力：根据步骤（3）中的=5.8946Pa，及步骤（4）中的。

32、=2.6206Pa，计算初次开阀时压缩阀片所受的压力为： =5.6326Pa ；说明书 CN 103148153 A 15 12/12 页 16 (6) 减振器压缩阀片预变形量的设计：根据步骤（1）中的hey=0.16355mm，步骤（2）中的Grky=，及步骤（5）中的=5.6326Pa，对减振器压缩阀片预变形量进行设计，即： =0.08mm。说明书 CN 103148153 A 16 1/2 页 17 图 1 图 2 图 3 图 4 说明书附图 CN 103148153 A 17 2/2 页 18 图 5 说明书附图 CN 103148153 A 18 。

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