|
技術干貨 | 液壓減振器的介紹-減振器批發為你呈現何為阻尼 阻尼（英語：damping）是指任何振動系統在振動中，由于外界作用和／或系統本身固有的原因引起的振動幅度逐漸下降的特性，以及此一特性的量化表征。 概述在物理學和工程學上，阻尼的力學模型一般是一個與振動速度大小成正比，與振動速度方向相反的力，該模型稱為粘性（或粘性）阻尼模型，是工程中應用最廣泛的阻尼模型。粘性阻尼模型能較好地模擬空氣、水等流體對振動的阻礙作用。然而必須指出的是，自然界中還存在很多完全不滿足上述模型的阻尼機制，譬如在具有恒定摩擦系數的桌面上振動的彈簧振子，其受到的阻尼力就僅與自身重量和摩擦系數有關，而與速度無關。 除簡單的力學振動阻尼外，阻尼的具體形式還包括電磁阻尼、介質阻尼、結構阻尼，等等。盡管科學界目前已經提出了許多種阻尼的數學模型，但實際系統中阻尼的物理本質仍極難確定。下面僅以力學上的粘性阻尼模型為例，作一簡單的說明。 粘性阻尼可表示為以下式子： F=-cv 其中F表示阻尼力，v表示振子的運動速度（矢量），c是表征阻尼大小的常數，稱為阻尼系數，國際單位制單位為牛頓·秒／米。 何為液壓減振器 所有液壓減震器均按照將動能（運動）轉換為熱能（熱）的原理工作。為此，減震器的流體被迫流經受限的出口和閥門系統，從而產生液壓阻力。伸縮式減震器（阻尼器）可以壓縮和擴展；伸縮減震器可細分為：雙管或雙管阻尼器，有液壓和氣液兩種配置。單管阻尼器，也稱為高壓氣體沖擊器。 雙管減震器如何工作 ●壓縮過程 推入活塞桿時，油無阻力地從活塞下方通過孔和止回閥流到活塞上方的增大的容積中。同時，大量油被進入氣缸的活塞桿的容積所取代，大量的機油被迫流經底閥進入儲油管，充滿空氣（1巴）或氮氣（4-8巴），機油在通過底閥時遇到的阻力會產生撞擊，產生阻尼力。 ●回彈過程 拔出活塞桿時，活塞上方的油被加壓并被迫流過活塞。油在通過活塞時遇到的阻力會產生回彈阻尼。同時，一些油無阻力地從儲油管（6）通過底閥流回氣缸的下部，以補償從氣缸出來的活塞桿的容積。
●壓縮過程 與雙管減震器不同，單管減震器沒有儲油管。仍然需要存儲當進入氣缸時被桿置換的油的可能性。這是通過使氣缸的油容量適應性來實現的。因此，氣缸內沒有完全充滿機油。下部含有（氮氣）氣體，壓力在20到30巴之間。浮動活塞（2）分離出氣體和油。 當活塞桿被推入時，浮動活塞也由于活塞桿的移位而被迫向下移動，因此在油氣部分中的壓力都略有增加。而且，活塞下方的油被迫流過活塞。以這種方式遇到的阻力產生了緩沖阻尼。 ●回彈過程 拔出活塞桿時，活塞和導向裝置之間的油被迫流過活塞。以這種方式遇到的阻力產生回彈阻尼。同時，一部分活塞桿將從氣缸中伸出，自由（浮動）活塞將向上移動。 氮氣在減振器中的作用 氮氣可以做幾件事。首先，它有助于使活塞軸壓縮到減震器中。例如，如果僅將阻尼器注滿油并且將其完全注滿（沒有氣隙），則活塞軸根本不會壓縮到阻尼器中。這是因為油是不可壓縮的。 活塞軸在減震器內需要一定的容積。可以想象它就像是進入一個充滿水的游泳池。當你進去的時候，你會置換掉一些水。無論你進入游泳池的速度有多慢，水都將溢出。活塞軸希望做同樣的事情，將油從阻尼器中推出。但是由于它是完全密封的，所以沒有油可以進入的地方，因此活塞軸無法壓縮。 另一方面，氮氣是可壓縮的。如果用氮氣（在特定壓力下）填充剩余的內部容積，則活塞軸現在將有空間壓縮到阻尼器中。同樣，由于氣體仍然具有質量，因此必須將阻尼器加壓至一定的受控量。有效地產生阻尼器回彈。由于活塞軸可以在一個方向上壓縮到阻尼器中，因此活塞桿可以在相反方向上回彈。現在，我們有了一個阻尼器，可以控制壓縮和回彈，并且活塞閥上的墊片堆疊有助于在給定速度下控制活塞閥的速度。 氮也比使用空氣具有一些明顯的優勢。空氣中的氮含量主要取決于體積（取決于海拔高度，可能會略有變化），但是由于空氣中也包含氧氣和氫氣，因此阻尼器中可能會形成水分。我們使用氮氣是因為它有助于減少風門操作過程中的充氣和氣蝕。很高的活塞速度會產生氣穴現象，這會導致阻尼力的瞬時損失。充氣是在阻尼油中形成氣泡，這也會影響阻尼力。如果僅使用空氣作為風門中的剩余容積，這些問題將會加劇。僅使用氮氣有助于減少這些潛在的問題。 與空氣相比，氮氣也以恒定的速率膨脹。這意味著阻尼器運行時內部壓力更加一致。因為它的密度也比空氣大，這意味著阻尼器可以保持其加壓充氣更長的時間。 在單管阻尼器中，氮氣成分通過浮動（或“自由”）活塞分開。這意味著油與氮完全隔離。由于浮動活塞可以自由移動，因此當活塞軸壓縮到阻尼器中時，浮動活塞將壓縮氮氣。 在雙管阻尼器上，油和氮氣共享相同的體積。阻尼器的內管或工作管基本上都是阻尼油，而外管是某些阻尼器油的混合物，而頂部（因為氣體比阻尼器油輕）是氮氣。因此，當活塞軸壓縮到減震器中時，機油將物理壓縮外管中的機油。 雙管阻尼器可能存在一些問題。一方面，它在接近垂直對齊且底閥朝向底部時效果最佳。同樣，由于氮氣更輕，它的趨勢是上升到阻尼器內部的最高點。但是，底閥只能在減震器油中正常工作，否則會失去減震效果。 從技術上講，還有其他惰性氣體可以使用，但是氮氣的密度要大得多，并且可以很好地滿足阻尼器功能的目的。 — END — |
