摩托車前減震器設(shè)計說明書

機電工程學(xué)院10機制本（3）班學(xué)生馮中道共（36）頁前言1885年，德國人戈特利伯·戴姆勒將一臺發(fā)動機安裝到了一臺框架的機器中,世界上第一臺摩托車誕生了。1951年8月，中國正式開始自行試制、生產(chǎn)摩托車，由當(dāng)時的中國人民解放軍北京汽車制配六廠完成了5輛重型軍用摩托車的試制任務(wù)，并由中央軍委命名為井岡山牌。該車車速最高可達每小時110公里。井岡山牌摩托車的問世，標(biāo)志著中國摩托車工業(yè)開辟了新紀(jì)元。世界上首個有記載、比較簡單的減震器是1897年由兩個姓吉明的人發(fā)明的。其原理是把橡膠塊與葉片彈簧的端部相連，當(dāng)懸架被壓縮時，橡膠減震塊就與汽車大梁上的一個螺栓相碰撞，產(chǎn)生止動。這種減震器在現(xiàn)代汽車懸架上仍有使用，但其減震效果有限。摩托車可以說是內(nèi)燃機技術(shù)與腳踏車技術(shù)相結(jié)合發(fā)展的產(chǎn)物，它開辟了機動腳踏車的實用時代。隨著摩托車的速度加快和適應(yīng)野外行駛的需要，對車輛的穩(wěn)定性和對道路緩沖能力也要提高。1899年，彈性后懸掛裝置開始在貝勞摩托車上使用，之后比利時型摩托車首次采用了前輪彈性懸掛，均可算作早期摩托車懸掛裝置的杰出代表。為了摩托車在行駛過程中不要因為道路凹凸不平而受到?jīng)_擊和震動，保證行車的穩(wěn)定性與舒適性，提高車輛的使用壽命和操縱的穩(wěn)定性，摩托車上均設(shè)置有減震器。減震器的種類很多，摩托車大部分采用筒式減震器，只有極少數(shù)采用鋼板彈簧結(jié)構(gòu)。在伸縮筒式前叉由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易加工且精度要求高，生產(chǎn)效率很低，使發(fā)展受到限制。1960年二輪摩托車的大批量生產(chǎn)，由于該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉等優(yōu)點，使得該裝置再次煥發(fā)生機。在當(dāng)時風(fēng)靡的兩輪賽車上也肯定了伸縮筒式前叉優(yōu)越的性能。所以，大量摩托車生產(chǎn)廠家也采用這種伸縮筒式前叉，由于加工技術(shù)的進步，生產(chǎn)精度和質(zhì)量也有了保證。所以，至今伸縮筒式前叉裝置是兩輪摩托車采用的最佳方案。1950年后懸掛裝置的問世使摩托車在減震方面的性能大幅度提升。50年代后期搖臂式后懸掛裝置也確立了，現(xiàn)代的兩輪摩托車的后懸掛裝置也都是從這基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。為了提高行駛穩(wěn)定性、乘坐舒適性、安全性，后減震器在結(jié)構(gòu)上也有了大幅度提升。進入70年代開發(fā)了單減震系統(tǒng)，在各種野車，大型運動車，公路賽車也都很快地采用了這種減震器后懸掛裝置。摩托車，其發(fā)動機排量也不經(jīng)相同。根據(jù)不同排量、不同用途的車輛的要求，其懸掛裝置也有所不同，但其最終目的都是為了提高車輛的行駛穩(wěn)定性、操終性和舒適性?，F(xiàn)在大部分二輪車還是采用液壓式伸縮式前叉裝置，對于沖擊較大的需提高其結(jié)構(gòu)剛度外，還要采用滑動表面經(jīng)四氟乙烯處理過的金屬套筒，這樣可以大大的減小伸縮筒運動時產(chǎn)生的摩擦。在不斷增大車輪運動行程，兩輪車載荷不同條件下，車體下沉量是不同的。特別是在制動時由于重心向前移，車體姿勢發(fā)生變化。如今采用的抗“點頭”裝置的前懸掛裝置，可有效的防止突然緊急制動時，由于重心前移，出現(xiàn)前傾的問題，防點頭（即防俯沖）裝置的作用是根據(jù)制動力的大小自動減輕制動時俯沖的影響，以及獲得舒適的制動感，可以有效地防止緊急制動時的車體前傾變化。摩托車減震器的研制與開發(fā)越發(fā)激烈，專利也越來越多，表1是摘錄《汽車文摘》車輛懸架減震器專利技術(shù)的數(shù)據(jù)，其中歐美國家表現(xiàn)突出申請的專利技術(shù)尤為多，國內(nèi)在減震器產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)方面與發(fā)達國家還有一定的差距。例如：（1）制造技術(shù)與工藝設(shè)備方面；（2）產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與性能方面；（3）測試與裝配方面；所以自主創(chuàng)新是不容刻緩的課題。表1-1減震器專利國家和數(shù)量專利國家美國德國俄羅斯日本法國英國中國波蘭加拿大專利數(shù)量135422828127311改革開放以來，中國摩托車工業(yè)發(fā)展迅速。從產(chǎn)品產(chǎn)量上看，1980年與1990年相比年產(chǎn)量翻了20倍，到今天已經(jīng)突破千萬輛，如今中國成為世界摩托車最大的生產(chǎn)基，摩托車已成為中國國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)。在經(jīng)過半世紀(jì)的風(fēng)雨滄桑，中國摩托車工業(yè)已經(jīng)形成了一套完善的研發(fā)、生產(chǎn)、營銷體系，很多技術(shù)和產(chǎn)品都是自行研發(fā)的，國有品牌也占據(jù)大片市場。近年以來，摩托車工業(yè)迅速崛起，在國家的大力支持和技術(shù)人員的努力拼搏下，中國現(xiàn)已跨入世界摩托車生產(chǎn)大國。2．總體方案設(shè)計及確定2.1研究內(nèi)容（1）減震器總體方案的設(shè)計與分析（2)減震器系統(tǒng)的彈簧特性①懸掛裝置的撓度②懸掛裝置的實際彈簧特性③懸掛裝置的理想彈簧特性（3)彈簧的材料及工藝①彈簧材料的選用②彈簧的制造加工工藝（4)減震器的速度阻尼力特性①節(jié)流閥的壓力特性②減震器的位移特性和速度特性③減震器阻尼力產(chǎn)生的原理確定方案：在市場上減震器很多種，常見前減震器有彈簧空氣阻尼式前叉、單雙筒伸縮式、油—氣伸縮式、彈簧液力阻尼式減震器減震器等。合格的減震器必需滿足以要求：1)壓縮阻尼力必須小于復(fù)原阻力(越野車?yán)?；2)示功圖不能為無異變、畸形，應(yīng)飽滿；3)緩沖力要大于復(fù)原力且是復(fù)原力的200％以上；彈簧空氣阻尼式前叉是以空氣通過活塞管之間的間隙為阻尼的雙向用途減震器，雖然結(jié)構(gòu)簡單、易制造、造價低，但其減震效果不是很理想。油—氣伸縮式減震器的減震效果很好，緩沖平穩(wěn)在安全和舒適性方面表現(xiàn)良好。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，造價昂貴，大都用在高級摩托車和賽車上。彈簧液力阻尼式減震器結(jié)構(gòu)簡單，易于制造，成本較低，且減震效果也表現(xiàn)很好，所以彈簧液力阻尼式前減震器是我的選擇。2.2工作原理圖2-1液力阻尼式工作原理當(dāng)前輪遇到不平整的路面時，由于減震彈簧和車輛自身重力的作用，活塞桿向下移動，工作缸下方的容積減小，壓強增大，緩沖彈簧所在的空腔容積縮小，壓力升高，受壓的油液從減震桿中間的小孔進入減震桿里面，同時油液從減震桿下方的小孔進入工作缸下方的空腔此時油液流動由于阻尼作用受到很大的阻力（圖2-1），從而起了緩沖減震的作用。3．摩托車減震器的作用和結(jié)構(gòu)形式3.1減震器的作用①對于摩托車車體，減震器以適當(dāng)?shù)膭偠戎诬囕啠梢员３智昂筌囕喯鄥f(xié)調(diào)，以其剛性保持車在行駛過程中車體的尺寸，以保證摩托車操作穩(wěn)定，直行平穩(wěn)。②在拐彎時摩托車車體傾斜，減震裝置上產(chǎn)生了扭力，由于減震裝置具有適當(dāng)?shù)呐まD(zhuǎn)剛度，可以是使達到平衡，以保證摩托車行駛的平穩(wěn)、安全性。③抑制及緩沖因路面不平整產(chǎn)生的令人不舒適的震動和沖擊等，使駕駛員和乘客舒適安全。3.2摩托車前減震器的結(jié)構(gòu)形式3.2.1彈簧空氣式空氣式減震器主要是由缸筒組件和活塞桿組件兩部分構(gòu)成。其原理是：活塞桿往下運動時，缸筒下腔的空氣受壓，空氣通過活塞與缸筒的間隙進入上腔；活塞往上運動時，上腔空氣受壓又返回下腔，在這過程中空氣往返運產(chǎn)生阻尼，振動衰減，使車體振動降低，該結(jié)構(gòu)簡單，輕、價廉、被輕便車廣泛采用。圖3-1彈簧空氣式減震器1.前叉筒；2.彈簧；3.定位塊；4.轉(zhuǎn)向柱；5.外筒3.2.2單、雙筒伸縮式如圖3-2所示：外筒用以固定前軸；上、下聯(lián)板夾緊內(nèi)筒，其下端是燒結(jié)或鑄造而成的活塞，活塞的上部有閥片。當(dāng)活塞在運動的過程中油液通過阻尼孔產(chǎn)生阻尼力。彈簧在內(nèi)筒外側(cè)，在行駛的過程中活塞往下運動，由于油液阻尼力的作用致使碰撞變緩，到達減震的效果。圖3-2單筒伸縮式前減震器圖3-3雙筒伸縮式前減震器1-彈簧；2-內(nèi)筒；3-外筒；1-活塞桿（芯管）；2-襯套；4-活塞；5-檔銷3-外筒；4-活塞；5-內(nèi)管3.2.3倒立型伸縮筒式前減震器倒立型油缸工作位置正好正立型相反，大的外筒在上部，活塞桿固定在前軸上，滑動的內(nèi)筒在下面，油封也是倒立的，所以，若減震器漏油，則油滴在制動盤和輪胎上，不僅妨礙制動，還對輪胎造成腐蝕。同樣，為了保證不進灰塵，在前叉下方設(shè)有防塵罩（圖3-4）。圖3-4倒立式伸縮筒式前減震器4．摩托車減震器的特性4.1摩托車減震器的彈簧特性4.1.1摩托車懸掛裝置的撓度（1）靜撓度計算:(mm)(4-1)圖4-1懸掛及減震系統(tǒng)是在質(zhì)量G（彈簧上載荷）作用下彈性元件的靜撓度，如表4-1摩托車的種類不同，其靜撓度也各不相同。表4-1車型與撓度的關(guān)系越野車公路車通用車(mm)230～300100～11090～140G(N/mm)4～55～75～7靜撓度的匹配，對摩托車行駛舒適性影響很大，直接關(guān)系車輛的平穩(wěn)性。（2）動撓度：動撓度是指摩托車在凹凸不平的路面上行駛過程中，懸掛裝置在動載荷作用下的變形量。動撓度與靜撓度的關(guān)系：越野車：=（0.5～0.7）(4-2a)公路車：=（0.5～0.7）(4-2b)通用車：=（0.5～0.7）(4-2c)4.1.2摩托車懸掛裝置的理想彈簧特性摩托車主要采用剛質(zhì)螺旋彈簧，其特性如圖4-2所示。P（N）f（mm）圖4-2彈性元件的特性在彈性形變內(nèi)，鋼絲在拉力作用下產(chǎn)生變形，變形大小與外力成正比，通常稱為虎克定律。公式如下：式中—應(yīng)變（變形大小）—應(yīng)力（外力大?。鞆椥阅Ａ坷鞆椥阅Ａ浚‥）與切變彈性模量（G）的關(guān)系：，稱為泊桑比，同一型號的泊桑比是一定數(shù)，彈性材料的值一般在0.25～0.3之間。為了使摩托車駕駛員獲得良好的操作性及舒適和穩(wěn)定性，減震器彈簧應(yīng)具備以下特性（圖4-3）：（1）彈簧剛度應(yīng)該變化量，彈性元件應(yīng)是變剛度的。隨著壓縮量的變化而變化從而減少了摩托車車身高度隨載荷的變化；（2）靜撓度在等60%的動撓度的壓縮和伸張的形變范圍內(nèi)，其剛度應(yīng)變化不大于20%，或為常數(shù)；（3）在超過60%的動撓度范圍后，彈簧的附加靜態(tài)壓縮是盡量??；（4）根據(jù)不同車型和用途，合理地選擇動撓度及靜撓度附近的懸掛剛度；圖4-3理想的彈簧特性不同的車因為用途不同對減震彈簧的要求也不一樣，通用車主要是為了乘坐舒適，所以彈簧應(yīng)調(diào)節(jié)得柔軟一些。賽車速度快，為了保證車手的安全和車的穩(wěn)定性，彈簧剛度要比較大。4.2摩托車減震彈簧的材料及工藝4.2.1彈簧材料的種類彈性材料可分為：合金彈簧鋼、碳素彈簧鋼、鐵基彈性合金、不銹彈簧鋼、鎳基彈性合金、鈷基彈性合金等。（1）碳素彈簧鋼：碳素彈簧鋼絲多采用65#、70#、65Mn、82B、72A、72B材質(zhì)鋼絲，其特點是彈性強，可塑性低，抗應(yīng)力能力強，強度高。（2）合金彈簧鋼：合金彈簧鋼屈服點和屈強比較高、抗疲勞性、彈性極限以保證彈簧有足夠的彈性變形能力并能承受較大的載荷。同時，合金彈簧鋼還要求具有一定的塑性與韌性，一定的淬透性，不易脫碳及不易過熱。有些特殊彈簧還要求有耐蝕性、耐熱性長時間內(nèi)彈性穩(wěn)定。高碳鋼和中碳鋼都可作彈簧，但因其淬透性和強度較低，只能用來制造截面較小、受力較小的彈簧。（3）不銹彈簧鋼：是由不銹鋼和耐化學(xué)性鋼組成，就是能抵抗空氣腐蝕的鋼叫不銹鋼，而能抵抗化學(xué)侵蝕的鋼叫耐酸鋼。4.2.2彈簧制造工藝（1）冷卷成形工藝：在常溢條件下有芯軸卷簧工藝多用與小批量生產(chǎn)和專門設(shè)計要求的彈簧。（2）自動卷簧工藝：圖（4-4）是卷簧機工作原理示意圖。金屬從材料架進入，經(jīng)輥輪機構(gòu)校直，再經(jīng)導(dǎo)向板進入卷繞機構(gòu)。金屬絲卷入卷繞機構(gòu)后，被卷繞桿卷繞桿頂住，然后沿兩個一般互成60°角的卷繞桿圍繞芯軸旋轉(zhuǎn)。彈簧節(jié)距可以通過節(jié)距爪來調(diào)，達到設(shè)定位置時切刀會自動切斷。圖4-4自動卷簧機工作原理示意圖1-校直機構(gòu)；2-輥輪；3-導(dǎo)向板；4-卷繞桿；5-芯軸；6-節(jié)距爪；7-切刀4.3摩托車減震器的阻尼特性在減震裝置中如果只有彈性元件而沒有減震裝置或摩擦?xí)r，振動將會持續(xù)很長時間，使摩托車的行駛操縱和穩(wěn)定性變壞。因此減震裝置中必須有減震的阻尼力，阻尼特性包括摩托車減震器的阻力—速度特性和阻力—位移特性。4.3.1阻力——速度特性減震器隨活塞速度而變化規(guī)律稱為減震器的阻力—速度特性，表示為：(4-3)式中：——阻尼系數(shù)；——減震活塞的速度，m/s；——活塞上阻尼空的特性指數(shù)。速度特性一般有三種形式（圖4-5），分別為二次方型（=2）、飽和型（=2/3）、比例型（=1）。圖4-5速度特性車輛振動阻尼與頻率的比值稱之為減震裝置的相對阻尼系數(shù)Ψ、根據(jù)振動理論，及經(jīng)驗確定了減震裝置阻尼的匹配關(guān)系表4-2阻尼器阻力值范圍前減震器后減震器通用車公路車越野車通用車公路車越野車復(fù)原300～600400～800500～1000阻尼力F50～100120～300100～160壓縮20～5060～120100～150（4-4）式中--減震裝置的相對阻尼系數(shù)，=0.1-0.45；--減震阻尼器的阻尼系數(shù)；--減震彈簧剛度；--懸拄裝置簧上質(zhì)量；-減震裝置的固有頻率。4.3.2阻力——位移特性當(dāng)減震器以正弦相對運動時，阻力隨活塞位移的變化規(guī)律，為減震器的阻力—位移特性。阻力在壓縮和復(fù)原行程中的變化曲線，封閉曲線圍成的面積表示減震器吸收振動的功，圖4-6。圖4-6示功圖和速度特性不同速度特性減震器的示功圖也各不相同，如圖4-7所示。若在振動頻率和減震器行程相同的情況下，飽和型面積最大，比例型次之，二次方型最小。圖4-7不同速度特性的示功圖a)二次方型b)比例型c)飽和型4.4摩托車減震器的阻尼力4.4.1復(fù)原行程阻尼力（1）活塞桿上小孔的流量(4-5)式中：——減震器油密度，；——流量系數(shù)，0.65～0.76（常取0.70）；——油腔壓力差，；（2）缸壁與活塞間縫隙h的流量(4-6)式中：——活塞公稱尺寸m； ——缸壁與活塞間平均間隙m；——活塞長度m；——動力黏度變壓油μ=0.082N/（m·s）；——缸壁與活塞之間相對速度m/s；相對偏心度（設(shè)=0） ——活塞與缸壁間的偏心量。（3）A腔的容積等于流入B腔的油量，則圖4-7阻尼力計算簡圖(4-7)由上式整理得：(4-8)式中：解方程(4-5)得：阻尼力在復(fù)原行程中，，所以所以（4-9）4.4.2壓縮行程阻尼力計算（1）活塞阻尼孔和縫隙間的流量(4-10)式中：—活塞阻尼孔數(shù)；—閥片與活塞端面間隙m；—阻尼孔的長度m；—阻尼孔到閥片邊緣的距離m；（2）活塞桿小孔的流量(4-11)（3）缸壁與活塞縫隙h的流量(4-12)（4）B腔的減少流量等于A腔內(nèi)增加的容積，所以(4-13)將上式代入（4-10）式中得，(4-14)式中：其它符號同前。4.4.3減震器額定阻力額定阻力指減震器在所規(guī)定的試驗速度產(chǎn)生的阻力值，一般試驗速度為0.3m/s和0.5m/s。減震器額定阻力最重要的性能指標(biāo)是壓縮阻力和復(fù)原阻力。壓縮阻力一般可取復(fù)原阻力的0.1～0.4倍，參考表4-3中的值。表4-8減震器額定阻力（N）工作缸徑D復(fù)原阻力p壓縮阻力工作行程s1685～48025～10043～7020364～59080～12064～8522480～680100～15072～9325800～1200130～25090～1005．摩托車減震器結(jié)構(gòu)設(shè)計5.1摩托車減震器的主要零件結(jié)構(gòu)參數(shù)以《汽車工程手冊（摩托車篇）》中相關(guān)內(nèi)容作為摩托車前減震器設(shè)計參數(shù)、技術(shù)依據(jù)。5.1.1工作缸徑D的確定根據(jù)減震器的最大承載力和缸筒內(nèi)最大壓力來計算工作缸筒的直徑：D=(mm)(5-1)式中：--復(fù)原行程最大阻力；[p]--工作缸筒內(nèi)允許的最大壓力，Mpa，常取[p]=（0.3～0.6）Mpa；--活塞桿直徑與工作缸筒內(nèi)徑比；一般取=0.4～0.5減震器選用參數(shù)參照表（表5-1）。表5-1減震器的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)（mm）公稱尺寸工作缸直徑D貯油筒外徑D基準(zhǔn)長度L1616241602020321702222361802525401955.1.2貯油筒直徑D的確定貯油筒直徑一般取D=（1.39～1.45）D，壁厚為4.0～7.0mm，也有取較大外徑D=（1.5～1.6）D。貯油筒主要用途是貯存介質(zhì)油，不但可以補償和儲藏缸內(nèi)因容積而油液，還可以促進散熱。5.1.3減震器基長L的確定減震器的基長確定至關(guān)重要，它不但影響減震器的減震效果而且對車輛的穩(wěn)定性也有關(guān)。減震器設(shè)計的基長尺寸，它是減震器在壓縮到最低時，二端吊環(huán)的中心距L與行程s的差，即：L=L-s(mm)(5-2)則減震器拉伸到最長度時為：L=L+s(mm)(5-3)5.1.4工作行程S的確定摩托車減震器的行程一般為40～110mm，由于有懸掛裝置杠桿比的因素，減震器行程會更小些。表5-2工作缸筒徑及行程選定（mm）前減震器發(fā)動機排量（cm）通用車越野車工作行程缸徑工作缸徑缸徑50～9070～9022200～23026100～12590～100Φ26230～25030250～500100～1203250～280Φ43600～750100～1203970～290800～1000120～140280～300根據(jù)已知的工作行程S=90±1mm和發(fā)動機排量125cm，以及表中對應(yīng)的參數(shù)可以確定：取工作缸徑D=22mm，貯油筒外徑D=40mm，則D=26mm，取壁厚7mm，基長L=195mm。5.2摩托車減震器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計5.2.1彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計計算依據(jù)普通圓柱螺旋彈簧尺寸系列（摘自GB/T1385—1993）（表5-3）及相關(guān)條件確定彈簧的參數(shù)（表5-4）。表5-3普通圓柱螺旋彈簧尺寸系列彈簧絲直徑d/mm第一系列0.450.60.70.80.911.21.622.533.544.5第二系列0.320.550.651.41.82.22.83.25.56.579彈簧中徑D/mm88.599.5101214161820222528303235384042454850525558有效圈數(shù)n/圈壓縮彈簧66.577.588.591010.511.512.513.514.51516182022252830自由高度H/mm壓縮彈簧150160170180190200220240260280300320340360380400420450480500520550580600表5-4彈簧的參數(shù)彈簧直d(mm)有效圈數(shù)n彈簧密圈D(mm)3.57618其中有效圈數(shù)76圈包括：密圈n=40圈、節(jié)距t=5mm；稀圈n=36圈、節(jié)距t=8mm。（1）彈簧自由長度的計算：程手冊（摩托車篇）》相關(guān)數(shù)據(jù)可知；總?cè)?shù)n=n+2=76+2=78自由高度H=nt+nt+1.5d(5-4)=40×5+36×8+1.5×3.5≈493mm壓并高度=（n+1.5）d=（76+1.5）×3.5≈271mm（2）旋伸角：=arctan(t/D)（5-5）=arctan(5/3.14×18)=5.06°=arctan(8/3.14×18)=8.06°（3）簧絲長度L：圓柱螺旋彈簧L=Dn/(cos)(5-6)L=L+LL=3.14×18×40/（cos5.05）≈2521.8mmL=3.14×20×36/(cos8.06)≈2283.4mm所以L=L+L≈4805.2mm（4）壓并長減震彈簧壓縮合并長度l=dn+1.5d≈271mm；。（5）扭應(yīng)力（ζ）ζ=8FKC/（d2）MPa(5-7)式中：C為旋繞比，(5-8)K為曲度因子，K=(4C一1)／(4C一4)+0．615／C(5-9)=1.16+0.11≈1.2968ζ=8×651×1.2968×5.1／(3．14×3.52)=890MPa5.2.3減震器減震桿前減震器減震桿如圖5-5所示：圖5-5前減震器減震桿活塞桿主要承受來至活塞和缸壓縮間的載荷，必須有足夠的強度?；钊麠U直徑d=（0.40～0.55）D，常用6～12mm。直徑太小則影響減震器的橫向剛度和抗拉(壓)強度。活塞桿一般采用40、45、40Cr等冷拉鋼制成，硬度為HRC18～35，鍍鉻層硬度為HRC30～55。前叉采用45，調(diào)質(zhì)及表面熱處理。前減震器活塞桿設(shè)計為空心管，在管壁上在靠近底部處設(shè)計兩個補償孔，在靠近活塞處開有兩阻尼小孔。在復(fù)原行程中兩阻尼小孔使油液排出與補償量能隨載荷而變化，使減震器性能趨于平緩、穩(wěn)定、柔和?；钊麠U采用退火、高頻淬火、調(diào)質(zhì)處理、消應(yīng)力處理等處理工藝加工工序，最后切入磨、精加工、精密鍍鉻等。國外活塞桿加工一般采用輥軋、精拔、精磨削及震動錘加工，鍍鉻拋光或超精磨削；國內(nèi)大多采用無心磨，超精磨削或電鍍拋光等工藝。減震器活塞一般采用粉末冶金，如粉末冶金FZ1365(GB2688-81)?；钊麠U的表面粗糙度應(yīng)為Ra0.05～Ra0.10，活塞桿表面粗糙度直接影響減震器的性能，表面粗糙，在運動過程中，油液通過油封向外帶出的油量越多，漏油越嚴(yán)重。在活塞運動中油封在工作中其刃口緊貼住活塞桿外表面，其作用面積為：S=(mm)(5-10)式中：R—活塞桿公稱尺寸，mm；Ra—活塞表面粗糙度，mm。兩根表面粗糙度不同的活塞桿作用在相同面積的油封上，活塞桿表面粗糙度增加一級，減震器壽命大大?；钊诟淄矁?nèi)能既能滿足自由運動，又能使油液不能在其間隙之間流動，完好的密封才有一定的阻尼力，所以活塞桿與缸之間的配合間隙是影響減震器性能地主要因素，一般其配合間隙應(yīng)在0.10～0.20mm。5.2.4活塞環(huán)活塞環(huán)的作用是保持活塞與缸壁之間的密封，控制漏氣到最低限度。防止油液從高壓腔泄漏到低壓腔，保證良好的阻尼效果。由于活塞環(huán)具有彈性可以牢牢的貼緊缸壁，可以有效的彌補工作缸筒和活塞的加工及配合精度低的問題，活塞環(huán)由于簡單，可以實現(xiàn)大批量生產(chǎn)，降低成本?；钊h(huán)密封原理是：剛開始靠自身彈力緊貼在缸筒壁內(nèi)形成第一個密封面，之后隨著油壓的增大油壓將環(huán)壓向缸筒壁形成第二個密封面，如圖5-3所示，形成高壓和低壓油腔，高壓油由于壓力向外擴張使活塞環(huán)與缸壁貼合更緊密，形成更加可靠的密封。圖5-6活塞環(huán)密封原理圖活塞環(huán)的參數(shù)設(shè)計：1.活塞環(huán)徑向厚度bb=(0.25～0.4)（mm）(5-11)式中：D——工作缸筒內(nèi)直徑，mm公差一般為0.1～0.2mm。因為工作缸筒內(nèi)直徑D=22mm，所以b=1.17mm2.活塞環(huán)的軸向高度hh=(1.5～2.5)b=1.755～2.925(mm)(5-12)h取h=2.0mm公差一般為0.10～0.15mm。3.活塞環(huán)開口設(shè)計活塞環(huán)開口形式有斜切口式、直切口式、階梯切口式，如（圖5-4），通常采用斜角一般為45°（圖5-4a）；軸向高度較小的采用直開口式（圖5-4b），而軸向高度較大的開口形式采用階梯切口式（圖5-4c）a)斜切口；b)直切口；c)階梯切口圖5-4活塞環(huán)開口形式環(huán)的開口寬度為：c=(a+)sinr(mm)(5-13)式中：a——環(huán)圓周長的膨脹量，mm；a=(t-t)s，(5-14)t為連接工作最高使用溫度，取80℃；為線脹系數(shù)，1/℃；t為常溫，取20℃；S為環(huán)中徑處的周長，mm；s（D-b），mm)(5-15)為環(huán)在未開口前的外徑與缸徑的差量，此設(shè)計缸內(nèi)徑為22mm，所以取0.5～0.56mm。取10.5/℃根據(jù)以上公式計算得：（取斜角為45°時計算）s=（D-b）=3.14×（26-1.17）=77.97mm；a=(t-t)s=(80-20)×10.5×77.97≈0.491mm；c=(a+)sinr=（0.491+0.5）×sin45°=0.70mm4.活塞環(huán)側(cè)間隙=H-h>a(mm)(5-16)式中：H——活塞上環(huán)槽高度，mm；a——活塞環(huán)的軸向高度線脹量，mma=(t-t)h(mm)(5-17)a=(t-t)h=(80-20)×10.5×2.0=0.0126mm活塞環(huán)常用的材料有：聚四氟乙烯（F），尼龍1010等，這里以聚四氟乙烯作為設(shè)計材料。合格塑料活塞環(huán)應(yīng)滿足一下要求：制作材料混合均勻，工藝良好兩端面平面度小于或等于0.03mm，表面粗糙度外圓柱面為Ra0.8m、兩端面Ra1.6m，其余Ra3..2m。外觀不應(yīng)有裂紋、縮孔、毛刺、凹凸不平、嚴(yán)重折角等。5.2.5貯油筒摩托車前減震器的貯油筒，亦作“前叉”（如圖5-6），是前輪的固定裝置，前剎車、擋泥板都固定在這，也是工作油缸，并兼作儲油室。車輛在行駛過程中，前叉裝置不但可以傳遞驅(qū)動力和轉(zhuǎn)向力矩，而且還承受有行駛阻力和道路對其的沖擊力。所以，前叉筒必須具備較高的強度和剛度，為了使其做的更輕盈，一般采用鋁合金壓鑄，內(nèi)孔采用鍍鉻處理以提高耐磨性。前叉筒內(nèi)孔的圓柱度、粗糙度及軸線尺寸要求較高，主要是便于工作油缸導(dǎo)向，在內(nèi)孔裝有導(dǎo)向套，可以提高其裝配精度和耐磨性。各部件之間必須良好的配合，這樣才不會影響減震器性能，甚至出現(xiàn)漏油現(xiàn)象。圖5-6貯油筒在前叉筒孔口的位置安裝了一個油封，可以有效的提高其密封性。油封一般與孔口采用過盈配合，過盈量一般為0.3～0.5mm。前叉筒通常采用ZL104鋁合金低壓鑄造，該合金的鑄造性能好，無熱裂傾向、氣密性高、線收縮?。唤?jīng)熱處理后機械性能達到≥250MPa、=2％～4％、HB=100～120。表5-8為NF125、WY125前叉筒ZL104的化學(xué)成分和機械性能。表5-6ZL104的化學(xué)成分和機械性能SiMgMnCuFeAl機械性能(MPa)(％)HB狀態(tài)化學(xué)成分（％）8～10.50.17～0.350.2～0.5<0.1<0.9余量≥195≥1.5≥65T15.2.6導(dǎo)向套（或襯套）減震器導(dǎo)向套（圖5-7）主要起導(dǎo)向作用，與活塞桿配合，由于減震器的工作是活塞桿相對于導(dǎo)向套高速而頻繁地往復(fù)運動，致使導(dǎo)向套需具有較高的強度和耐磨性。導(dǎo)向套與活塞桿之間的配合間隙一般為0.05～0.10mm,若間隙過，直接影響其工作性能。圖5-7導(dǎo)向套導(dǎo)向套一般采用耐磨性能好的粉末冶金（如FZ1365）材料，隨著科學(xué)技術(shù)的進步相信未來還有更好的材料出現(xiàn)。5.2.7油封油封是用來封油，保證零件內(nèi)的油液不滲漏。（1）油封的常用型式表5-8油封的常用型式型式代號主要特征用途普通單唇形B用于高、低速旋轉(zhuǎn)軸及往復(fù)運動密封礦物油及水等介質(zhì)普通油封，用在在稍干凈的地方普通雙唇形FB除上述S型油封的使用特征外，還可防塵。普通油封，帶防塵唇可以防塵，耐介質(zhì)壓力<0.05MPa無彈簧型BV無彈簧的單唇型內(nèi)包骨架式橡膠油封。一般適用于低速工況下，密封介質(zhì)為潤滑酯。線速度≤6m/s。外骨架單唇形W帶彈簧的單唇外露骨架式橡膠油封，腰部細(xì)，追隨性好，剛性好。耐介質(zhì)壓力<0.05MPa的場合。旋轉(zhuǎn)軸線速度≤15m/s的場合外骨架雙唇形FW帶副唇的雙唇外露骨架式橡膠油封，腰部細(xì)，追隨性好，剛度高，同軸度好。普通油封，帶防塵唇可以防塵，耐介質(zhì)壓力<0.05MPa的場合。轉(zhuǎn)速≤15m/s。裝配式單唇形Z由內(nèi)外骨架裝配滾邊而成的外骨架油封且有安裝精度高、散熱快、重負(fù)荷特性。適用于高溫、高速條件下的重負(fù)工況，介質(zhì)壓力≤0.05MPa，最高線速度≤15m/s。裝配式雙唇形FZ帶副唇的裝配式外骨架油封，具有防塵性，安裝精度高、散熱快、重負(fù)荷特性。適用于高溫、高速，由塵條件下的重負(fù)荷工況，介質(zhì)壓力≤0.05MPa，最高線速度≤15m/s。由于油封是橡膠材料的導(dǎo)熱性偏差（橡膠的導(dǎo)熱系數(shù)為0.14kcal(m·h·℃）,而鋼的為41.7kcal(m·h·℃）)，一般唇口溫度比溫高10～40℃，考慮到摩托車使用的環(huán)境不同，油封的工作溫度應(yīng)控制在-40～+120℃范圍內(nèi)。（2）工作壓力油封的工作壓力是來自活塞單位面積上受到的阻尼力，工作壓力是隨著速度的變化而變化的。壓力、速度、時間是影響油封壽命的主要因素。（3）工作介質(zhì)和環(huán)境油封是長期浸泡在介質(zhì)液中，工作環(huán)境非常惡劣，所以對其制造材料和加工工藝要求非常嚴(yán)格。2.材料油封的常用材料有：硅橡膠，丁腈橡膠，氟橡膠，丙烯酸酯橡膠，聚四氟乙烯，聚氨酯等。一般對油封的要求如下：（1）長時間不變形，有較好的穩(wěn)定性。（3）有不錯的機械強度，化學(xué)性穩(wěn)定。（3）耐高溫、耐寒，吸振性能好。（4）材質(zhì)緊密，耐磨。（5）制造簡單，成本較低。3.油封骨架金屬骨架外架與油封有較高的同軸度要求，如果要求不到位會引起油封唇口的磨損，直接影響油封的密封性能和壽命。（圖5-8）金屬骨架的加工也比較嚴(yán)格，相互間的配合間隙應(yīng)在0.05mm左右。4.油封工作圖圖5-8油封組合件橡膠與骨架必須緊密的貼合在一起，油封唇口不得有裂痕、劃傷、凹坑等缺陷，表面必須保持平整光滑。圖5-8油封工作圖1-油封骨架；2-橡膠件；3-彈簧圈5.2.8前叉上、下聯(lián)板上、下聯(lián)板是使前叉固定在摩托車上的重要裝置，兩聯(lián)板通過螺栓加緊裝置固定在減震桿上，上、下兩聯(lián)板雙重保護，使固定更加穩(wěn)定。6．摩托車減震器的組裝6.1裝配工藝原則按技術(shù)要求，將零件、組件和部件進行配合和連接，使之成為半成品或成品的工藝過程稱為裝配。裝配工藝是圖紙及技術(shù)要求將單個零件裝配成減震器組件和總成件，最后達到成品的過程。裝配工藝規(guī)程的基本原則：（1）裝配的產(chǎn)品質(zhì)量要保證，力求高質(zhì)量，以延長產(chǎn)品的使用壽命。（2）合理地安排裝配順序和工序，盡量減少繁重的手工勞動量，縮短裝配周期，提高裝配效率。（3）要盡量減少裝配工作所占的成本。（4）盡量減少裝配占地面積，提高單位面積的生產(chǎn)率。6.2裝配工藝的內(nèi)容和流程6.2．1裝配工藝規(guī)程的主要內(nèi)客（1）分析產(chǎn)品圖樣，劃分裝配單元，確定裝配方法。（2）擬定裝配順序，劃分裝配工序。（3）計算裝配時間定額。（4）確定各工序裝配技術(shù)要求，質(zhì)量檢查方法和檢查工具（5）確定裝配時零部件的輸送方法及所需要的設(shè)備與工具。6.2．2裝配工藝流程：油封壓入前叉筒——工作缸筒內(nèi)裝入彈簧、襯套—定量注油—裝坐圈、卡簧、堵蓋——活塞桿裝入工作缸筒內(nèi)——工作缸筒套件裝入前叉筒內(nèi)——前叉筒底外端裝入墊片、螺栓——裝上防塵組件——檢驗——貼標(biāo)牌——包裝。裝配注意的條件：嚴(yán)格按照裝配圖紙和技術(shù)安裝；裝配過程需輕拿輕放，不得碰壞零件表面的粗糙度；活塞桿軸向運動應(yīng)順暢無卡等不良現(xiàn)象；裝防塵罩，保持不進粉塵。7．摩托車減震器的檢驗和質(zhì)量評估根據(jù)Q