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南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文
1 緒論
世界上第一個(gè)有記載、比較簡單的減震器是1897年由兩個(gè)姓吉明的人發(fā)明的。他們把橡膠塊與葉片彈簧的端部相連，當(dāng)懸架被完全壓縮時(shí)，橡膠減震塊就碰到連接在汽車大梁上的一個(gè)螺栓，產(chǎn)生止動(dòng)。這種減震器在很多現(xiàn)代汽車懸架上仍有使用，但其減震效果很小。
機(jī)動(dòng)腳踏兩用車實(shí)際上是內(nèi)燃機(jī)技術(shù)與自行車技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它開辟了摩托車的實(shí)用時(shí)代。隨著摩托車的快速和適應(yīng)野外行駛的需要，必須提高車輛對路面的緩沖能力。早在1899年，貝勞摩托車上開始用了彈性后懸掛裝置，后來比利時(shí)型摩托車采用了前輪彈性懸掛，以及英吉安C摩托車采用的前、后輪彈性懸掛均可算作早期摩托車懸掛裝置的杰出代表。
特別是二輪摩托車在操作性、穩(wěn)定性、舒適性方面，與懸掛裝置有著重要的關(guān)系。1990年就開始在前輪采用金屬彈簧張力的雙向、平行連接裝置，30年代便發(fā)明了利用管內(nèi)粘性機(jī)油的液壓減震器。1995年后前輪懸掛裝置就采用了伸縮管式和底部杠桿式兩類前叉。在伸縮筒式前叉、望遠(yuǎn)鏡式的二個(gè)筒內(nèi)由于有螺旋彈簧和油缸，加工精度要求高，生產(chǎn)效率很低，阻礙了發(fā)展和應(yīng)用。1960年二輪摩托車的大批量生產(chǎn)，底部杠桿式前叉處于全盛時(shí)期，該系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。后來伸縮筒式前叉又重新上市，用于當(dāng)時(shí)盛行一時(shí)的兩輪賽車上，伸縮筒式前叉優(yōu)秀的行駛性能方被充分證明。因此，大批量生產(chǎn)的摩托車也競相采用伸縮筒式前叉，而且由于加工技術(shù)的提高，伸縮筒式生產(chǎn)精度也得到了保證。所以，至今為止，各種型式的兩輪摩托車都采用伸縮筒式前叉。
1910年開始對后輪懸掛裝置的要求也迫切了，由于全鏈條傳遞驅(qū)動(dòng)力，后輪必須采用長距離的固定方式。所以車體的緩沖僅只在坐墊下面安裝有一金屬彈簧。1950年才開始有正式的后懸掛裝置。最初稱為滑栓式，并嘗試采用搖臂式。50年代后半期才確立了搖臂式后懸掛裝置，即是現(xiàn)代兩輪摩托車的后懸掛裝置的基礎(chǔ)。
同樣，為了提高行駛穩(wěn)定性、乘坐舒適性，后輪行程逐年增大，減震器組件行程在結(jié)構(gòu)上受到了限制。因此前傾后減震器、后減震器組件安裝位置前移等，用以增大杠桿比的方法增大后掄幸臣。進(jìn)入70年代又開發(fā)了裝有單減震器的單減震系統(tǒng)，特別是1973年開始用與越野車之后，公路賽車，大型運(yùn)動(dòng)車均很快地采用了這種單減震器后懸掛系統(tǒng)。
兩輪摩托車，其發(fā)動(dòng)機(jī)排量從50的家用車到1500的大型旅游車。對懸掛裝置，根據(jù)不同排量、不同用途的車輛的要求，其設(shè)計(jì)的方法各有不同，但又存在有共同之處，即最近的懸掛裝置將行駛穩(wěn)定性、操終性、舒適性都放在主要位置上。
大部分兩輪車還是采用液壓式伸縮式前叉，除了要求完全吸收較大的沖擊，提高結(jié)構(gòu)剛度外，最后采用經(jīng)四氟乙烯（teflon）處理的金屬套筒用作滑動(dòng)表面，大大的減小了伸縮筒運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的摩擦。
兩輪車增大車輪行程就具有良好的舒適性，最近前叉行程增大為140～180mm，越野車可達(dá)300mm左右，且具有降低彈簧剛度、阻尼力的傾向，向提高穩(wěn)定性的方向發(fā)展。當(dāng)然在不斷增大車輪運(yùn)動(dòng)行程，兩輪車在一人或二人乘坐的不同載荷條件下，車體下沉量是不同的。特別是制動(dòng)時(shí)由于重心前移，車體姿勢變化更大。采用空氣調(diào)節(jié)式的油氣懸掛裝置或抗“點(diǎn)頭”裝置的懸掛裝置，可以有效地防止緊急制動(dòng)時(shí)的車體前傾變化。
自從20世紀(jì)60年代開始，幾乎每年都有幾十項(xiàng)減震器專利出現(xiàn)，表1是《汽車文摘》摘錄的汽車懸架減震器專利技術(shù)的統(tǒng)計(jì)，其中在美國申請的專利技術(shù)尤為多，且專利申請人大多是日本的公司和個(gè)人。國內(nèi)外減震器產(chǎn)品在許多方面存在著較大的差距：（1）產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與性能方面（減震器的可拆性與速度特性間的差距）；（2）制造技術(shù)與工藝設(shè)備方面（原材料、減震油、橡膠制品、連桿制造工藝、沖壓工藝、粉末冶金制造工藝、貯油筒制造工藝等方面的差距）；（3）測試手段方面；（4）總成裝配方面，此外，由于轎車減震器是作為一個(gè)不可拆元件整體出廠銷售的，一旦其中某個(gè)小零件發(fā)生失效，整個(gè)減震器也就報(bào)廢了，因而減震器技術(shù)的發(fā)展和研究應(yīng)該成為我國汽車行業(yè)發(fā)展和水平提高的一個(gè)重要課題。
我國自1957年7月洪都機(jī)械廠成功地仿制M72型邊三輪摩托車，揭開了我
國生產(chǎn)摩托車的歷史以來，到1978年摩托車生產(chǎn)量為1.2萬輛。改革開放以來，
我國摩托車生產(chǎn)量得到了飛速增長，品種不斷增多。目前在我國已形成了自己摩
托車工業(yè)生產(chǎn)體系，到1995年的生產(chǎn)量超過700萬輛，已成為世界上第一摩托車生產(chǎn)國。與摩托車生產(chǎn)相適應(yīng)的減震器產(chǎn)量已達(dá)1500萬支，能生產(chǎn)9大系列50余種型號，基本滿足了我國摩托車生產(chǎn)的發(fā)展需要，部分產(chǎn)品已達(dá)到了國際同類產(chǎn)品水平，為我國摩托車工業(yè)的技術(shù)水平提高和發(fā)展打下了基礎(chǔ)。
2 總體方案設(shè)計(jì)
2.1研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案
研究內(nèi)容：
（1）減震器整體方案分析與設(shè)計(jì)
（2) 摩托車減震器系統(tǒng)的彈簧特性
①摩托車懸掛裝置的撓度
②摩托車懸掛裝置的理想彈簧特性
③摩托車懸掛裝特性置的實(shí)際彈簧
（3) 彈簧的材料及工藝
①彈簧材料的選用
②彈簧的制造工藝
（4) 減震器的速度特性及阻尼力
①節(jié)流閥的壓力特性
②減震器的速度特性
③減震器阻尼力產(chǎn)生原理
實(shí)驗(yàn)方案：
前減震器有很多種，常見的有彈簧空氣阻尼式前叉、彈簧液力阻尼式減震器、油—?dú)馍炜s式減震器等。
其中彈簧空氣阻尼式前叉雖然結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低，但是它是以活塞管之間的間隙為空氣阻尼的雙向用途減震器，所以起減震效果不及其他結(jié)構(gòu)的理想。然而油—?dú)馍炜s式減震器的減震效果都很佳，甚至達(dá)到理想的減震效果，增加了舒適性和安全性。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)昂貴，大都用在大型或高級二輪車上，如雅馬哈XJ750型、XJ750EⅡ，鈴木GS750型賽車等。
而彈簧液力阻尼式減震器不但結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，而且減震效果好，所以我將采用彈簧液力阻尼式前減震器作為我的實(shí)驗(yàn)方案。
2.2工作原理
彈簧液力阻尼式減震器是摩托車目前使用最為普遍的減震器。其工作原理簡要介紹如下。
液壓阻尼式減震器的結(jié)構(gòu)與吸入式泵基本相似，不同之處只是液壓減震器的缸體上端是封閉的，且在閥門上留有小孔(如圖2-1所示)
圖2-1液力阻尼式減震器工作原理
當(dāng)摩托車前輪遇到凸起的路面而受到?jīng)_擊時(shí)，貯油筒被壓縮，減震彈簧也被壓縮，固定在貯油筒內(nèi)部的減震桿組合也隨之上移，而工作缸不動(dòng)，于是工作缸下方的容積縮小，油壓升高，油液便進(jìn)入緩沖彈簧所在的空腔，同時(shí)油液也從減震桿下端的兩個(gè)小孔進(jìn)入減震桿內(nèi)部，這時(shí)油液流動(dòng)阻力較小，減震彈簧起主要減震作用。如果當(dāng)前輪受到較嚴(yán)重沖擊時(shí)，減震彈簧被迅速壓縮，為了增加彈簧的剛度，我采用了變節(jié)距的設(shè)計(jì)方案，其彈簧是由兩斷不同節(jié)距的圓柱彈簧組合而成，所以其彈簧特性為兩段直線組成，隨著小節(jié)距彈簧依次被壓并圈，使彈簧的剛度迅速增大，這樣不僅減小了懸掛裝置在動(dòng)繞度終點(diǎn)的沖擊，而且減小摩托車高度隨載荷的變化。
當(dāng)前輪遇到凹下的路面時(shí)，由于減震彈簧和車輪等重量作用，貯油筒向下移動(dòng)，工作缸下方的容積增大，壓力減小，緩沖彈簧所在的空腔容積縮小，壓力升高，油液從減震桿中部的小孔進(jìn)入減震桿內(nèi)部，同時(shí)油液從減震桿下端的兩個(gè)小孔進(jìn)入工作缸下方的空腔這時(shí)油液流動(dòng)受到很大的阻力，這樣對減震彈簧回彈起了阻尼作用，從而起了減震作用。
3 摩托車減震器的功能和結(jié)構(gòu)形式
3.1減震器的功能
減震器又稱緩沖器。它的功能是緩和由于路面不平引起的沖擊，衰減摩托車的振動(dòng)；提高乘坐舒適性，保護(hù)貨載；減低車體各部分的動(dòng)應(yīng)力，增加零件的壽命；加強(qiáng)輪胎的附著性，有助于摩托車的操縱性、穩(wěn)定性。
減震器的機(jī)能是利用流體通過孔、隙產(chǎn)生的粘性阻力。采用的工作流體有氣體、液體，由于氣體粘度太小故很少采用。通常用液體，其粘度雖隨溫度變化較大，但如果使液體在紊流下工作，作為運(yùn)動(dòng)速度的函數(shù)的阻尼力可以保持穩(wěn)定。
和固體摩擦減震器相比，利用液體紊流阻力的減震器，在一定阻尼力和吸收能量的條件下，質(zhì)量小，尺寸小，并在相當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)具有能任意規(guī)定阻尼力對工作速度的關(guān)系等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在液力式減震器是摩托車唯一的實(shí)用型的減震器。
3.2摩托車前減震器的結(jié)構(gòu)形式
3.2.1.彈簧空氣式
上部外筒和下聯(lián)板焊接或直接彎成叉形與轉(zhuǎn)向立柱焊接（圖3-1），其內(nèi)部安裝有彈簧及前叉筒。前叉筒通常采用樹脂襯套（封有潤滑脂）在外部內(nèi)部滑動(dòng)，筒壁間的摩擦產(chǎn)生阻尼力。當(dāng)彈簧壓縮到極限時(shí)，其中間的限位橡膠塊也被壓縮，減緩了彈簧進(jìn)一步被壓縮時(shí)的沖擊。該結(jié)構(gòu)簡單，輕、價(jià)廉、被輕便車廣泛采用。
圖3-1彈簧空氣式前減震器
1-前叉筒；2-彈簧；3-限位塊；4-轉(zhuǎn)向立柱；5-外筒
3.2.2.單筒伸縮式
如圖3-2所示：無縫鋼管的外筒用以固定前軸；內(nèi)筒被上、下聯(lián)板所夾緊，在其下端設(shè)計(jì)有鑄造或燒結(jié)合金的活塞，活塞上部設(shè)計(jì)有閥片。當(dāng)活塞在外筒內(nèi)滑動(dòng)時(shí)，油液通過活塞及內(nèi)管上的阻尼孔產(chǎn)生阻尼力。彈簧安裝在內(nèi)筒外側(cè)。當(dāng)內(nèi)筒向下運(yùn)動(dòng)接近外筒底部時(shí)，其底部的內(nèi)孔被油孔擋銷插入，對減震油產(chǎn)生很大的節(jié)流作用。正是這個(gè)節(jié)流阻尼力相當(dāng)于組合式彈簧特性曲線中上升段，吸收了最后的沖擊，防止了內(nèi)筒與外筒底部的剛性碰撞。由于價(jià)格比較便宜，一般為二輪車所用。
圖3-2單筒伸縮式前減震器
1-彈簧；2-內(nèi)筒；3-外筒； 圖3-3雙筒伸縮式前減震器
4-活塞；5-檔銷 1-活塞桿（芯管）；2-襯套；
3-外筒；4-活塞；5-內(nèi)管
3.2.3. 雙筒伸縮式
如圖3-3所示： 剛制內(nèi)筒在外筒中滑動(dòng)，內(nèi)筒下端的內(nèi)側(cè)裝有襯套，在襯套內(nèi)側(cè)裝有固定于外筒底部的活塞桿和活塞，在活塞桿管壁上設(shè)計(jì)有阻尼孔和活塞一起產(chǎn)生的阻尼力。一般外筒采用鋁合金。由于彈簧安裝在內(nèi)側(cè)（下端以活塞為支承），外觀就顯得輕便，因此大多用于大型二輪車。
3.2.4. 油—汽伸縮式
其結(jié)構(gòu)（圖3-4）與雙筒伸縮式前減震器相同，在內(nèi)部上部設(shè)計(jì)有密封的氣室，采用了具有不同耐壓形式的油封。由非常柔軟的金屬彈簧和空氣壓力形成的組合彈簧，使減震器具有非常優(yōu)良的彈簧特性。左、右前叉內(nèi)筒的氣室是連通的，使左右空氣壓力相等，以達(dá)到調(diào)節(jié)左、右叉阻尼力的目的。轉(zhuǎn)動(dòng)外筒下側(cè)的手柄油缸內(nèi)設(shè)計(jì)有旋轉(zhuǎn)閥桿轉(zhuǎn)動(dòng)，即改變油缸的阻尼孔徑，以達(dá)到調(diào)整阻尼力。另外在內(nèi)筒上端設(shè)有彈簧調(diào)節(jié)裝置，即可根據(jù)彈簧的初期負(fù)荷進(jìn)行調(diào)整其預(yù)壓縮量。因此，此前減震器具有多種調(diào)節(jié)功能，可得到更完美的性能。但由于價(jià)格昂貴，常用于大型或高級二輪車。
圖3-4 油—汽伸縮式前減震器
1- 氣室；2-內(nèi)筒；3-外筒；4-制動(dòng)器；5-旋轉(zhuǎn)閥桿；6-釋放閥
3.2.5. 防下沉伸縮式前減震器
最近采用柔軟彈簧的二輪車，隨著制動(dòng)能力的提高，在緊急制動(dòng)或轉(zhuǎn)彎制動(dòng)時(shí)，車體前部會(huì)嚴(yán)重下降產(chǎn)生前減震器下沉現(xiàn)象。防下沉式前減震器即在外筒下部裝有師釋放閥，在機(jī)械或電磁操縱下，釋放閥可改變回油路徑，按照制動(dòng)力的增大比例來增大前減震器壓縮時(shí)的阻尼力，即能有效的防止下沉現(xiàn)象。圖3-4是防下沉伸縮式前減震器的一例。
4 摩托車減震器的主要特性
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: (mm) (4-1)
圖4-1懸掛及減震系統(tǒng)
稱為在質(zhì)量G（簧上載荷）作用下彈性元件的靜撓度，如圖4-1各種不同用途的摩托車，對其靜撓度要求也各不相同（表4-1），其中越野車要求最大。公路車次之，通用車較小。
表4-1
前、后懸掛裝置的靜撓度匹配，對摩托車行駛舒適性關(guān)系極大，一般要求前懸掛靜撓度大于后懸掛靜撓度，以減少縱向角振動(dòng)。
（2）動(dòng)撓度：
懸掛裝置的動(dòng)撓度是指摩托車在不平路面上行駛時(shí)，懸掛裝置在其動(dòng)載荷作用下的變形量。
動(dòng)撓度通常按其響應(yīng)的靜撓度值的一定比例來選?。?
通用車：=（0.5～0.7） (4-2a)
公路車：=（0.5～0.7） (4-2b)
越野車：=（0.5～0.7） (4-2c)
4.1.2摩托車懸掛裝置的理想彈簧特性
摩托車的彈性元件幾乎只采用剛質(zhì)螺旋彈簧最簡單的螺旋彈簧是截面圓柱形的具有“線形”（剛度不變）的螺旋彈簧，如圖4-2所示。
P（N）
圖4-2彈性元件的特性 f（mm）
然而，摩托車在行駛過程中則要求彈性元件是變剛度的，而且剛度隨負(fù)荷增加是遞增的，以便在不同的負(fù)荷下，使摩托車的車身的固有頻率接近恒定。
因此，為了獲得摩托車的最佳舒適性，摩托車減震器緩沖彈簧應(yīng)具有的理想彈性特性是（如圖4-3所示）：
（1）彈簧剛度不應(yīng)是常數(shù)，彈性元件應(yīng)是變剛度的。在壓縮時(shí)剛度逐漸增大，復(fù)原時(shí)剛度也應(yīng)逐漸增大，具有漸進(jìn)式彈性特性。這樣不僅可減少在動(dòng)撓度終點(diǎn)時(shí)的沖擊，而且還可減少摩托車車身高度隨載荷的變化；
（2）從設(shè)計(jì)位置（靜撓度）起，在相當(dāng)于60%的動(dòng)撓度的壓縮和伸張的變形范圍內(nèi)，其剛度應(yīng)為常數(shù)，或者變化不大于20%，以保證摩托車在平坦路面上行駛的舒適性；
（3）當(dāng)超過60%的動(dòng)撓度范圍后，由于彈簧剛度是遞增的，即當(dāng)載荷增加時(shí)，彈簧的附加靜態(tài)壓縮是盡量小，以適應(yīng)摩托車載荷變化較大的特點(diǎn)，一般最大動(dòng)撓度處的容許載荷可達(dá)靜載荷的3～4倍；
（4）在靜載荷為半載的情況下，要求靜撓度保持不變。因此，應(yīng)合理地選擇好靜撓度附近的懸掛剛度，以保證摩托車經(jīng)常在靜撓度附近工作時(shí)的小幅度振動(dòng)。
圖4-3理想的彈簧特性
各種車輛根據(jù)其使用目的則要求的彈性特性各有不同。
以乘坐舒適性為目的的車輛，彈簧應(yīng)調(diào)節(jié)得柔軟一些，以滿足反映快，即使是在不平路面上也應(yīng)具有良好的舒適性。
以行駛安全性為目的的車輛（公路賽車）彈簧剛度大，其剛度應(yīng)隨載荷而遞增，以至于在受到很大沖擊時(shí)，可避免因彈簧伸縮量過大，導(dǎo)致車輪離地，影響其加速性和附著性能（特別是傾向附著性能），以保證行駛的安全性和穩(wěn)定性。即使是高級賽車，一般將彈簧剛度調(diào)得很“硬“，當(dāng)其在不平路面上行駛時(shí)，甚至在制動(dòng)力緩慢增加的情況下，前輪也會(huì)出現(xiàn)短時(shí)間的抱死現(xiàn)象，必須裝備“防抱”裝置。
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
（1）碳素彈簧鋼：碳素彈簧鋼是制造彈簧的主要鋼種。根據(jù)GB4357-84標(biāo)準(zhǔn)碳素彈簧鋼有65、70、75和85等，其優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格便宜。鋼的純度和熱扎表面質(zhì)量不比合金彈簧鋼差，由于淬透性差所以適用于中小型摩托車。本次設(shè)計(jì)也將采用此類鋼種。
（2）合金彈簧鋼：在合金彈簧鋼中常加入合金元素錳、硅、鉻、釩等，主要用于提高淬透性，強(qiáng)化固溶體，細(xì)化晶體，改善其機(jī)械性能，提高屈強(qiáng)比（）。
按GB5218-85標(biāo)準(zhǔn)，合金彈簧鋼有50CrVA、65Mn、55Si2Mn、60Si2MnA等。硅錳彈簧鋼，將硅、錳同時(shí)加入鋼中，不僅能明顯地提高鋼的淬透性，而且經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后，屈強(qiáng)比可提高85%以上，彈性極限也大大提高。同時(shí)，硅能增加彈簧鋼的低溫回火穩(wěn)定性，還提高鋼的抗氧化性。
4.2.2彈簧制造工藝
（1）冷卷成形工藝：
有芯軸卷簧工藝，在彈簧的卷制過程中，若卷制力越大，卷繞后反向轉(zhuǎn)動(dòng)的速度越高，轉(zhuǎn)數(shù)越多，則回彈量就越大。在實(shí)際生產(chǎn)中，確定回彈量的實(shí)質(zhì)就是確定卷簧芯軸的直徑。
（2）自動(dòng)卷簧工藝：
圖（4-4）是自動(dòng)卷簧機(jī)工作原理示意圖。金屬絲從材料架上引出后，首先經(jīng)校直機(jī)構(gòu)1、輥輪2，再經(jīng)導(dǎo)向板3進(jìn)入卷繞機(jī)構(gòu)。卷繞機(jī)構(gòu)由卷繞桿4、芯軸5和節(jié)距爪6組成。金屬絲進(jìn)入卷繞機(jī)構(gòu)后，被卷繞桿4頂住，然后沿兩個(gè)一般互成60°角的卷繞桿圍繞芯軸5做螺旋圓周運(yùn)轉(zhuǎn)，彎曲卷繞成螺旋形彈簧圈。彈簧節(jié)距的大小是由節(jié)距爪6控制的，它可以沿軸向運(yùn)動(dòng)，按照所設(shè)計(jì)的彈簧節(jié)距的尺寸調(diào)整位置。
控制凸輪軸，每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈卷制一跟彈簧，卷制后的彈簧端部須磨平，磨平部分不少于圓周長的3/4，端頭厚度不小于簧絲直徑的1/4，并保證兩端面有良好的平面度和與軸線的垂直度。
圖4-4 自動(dòng)卷簧機(jī)工作原理
1- 校直機(jī)構(gòu)；2-送料輥輪；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
摩托車減震器的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
減震器阻尼力隨活塞速度的變化規(guī)律稱為減震器的阻力—速度特性，用下式表示：
（N） (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)。
值的大小是隨阻尼孔的大小、形狀及單向閥的形狀、剛度不同而變化的。當(dāng)阻尼孔足夠大時(shí)，可取=2；要使減震器的阻力隨所受外力成正比例的變化，則取=0.6～1.0。
摩托車減震器的阻力——速度特性常見的有三種形式（圖4-5），分別為二次方型（=2）、比例型（=1）、飽和型（=2/3）。其中二次方型，在活塞速度低時(shí)的阻力小，速度高時(shí)的阻力大，而且結(jié)構(gòu)簡單，廣泛用于后減震器，舒適性比較好。對于高速高性能車輛常采用的比例型和飽和型，在較寬的振動(dòng)頻率范圍內(nèi)，減震器都具有足夠的阻力來抑制車輪產(chǎn)生的大的跳動(dòng)，能保持輪胎和地面見的良好接觸，因而有利于摩托車行駛穩(wěn)定性。
圖4-5三種阻尼特性
一般設(shè)計(jì)中常用比例型進(jìn)行計(jì)算。為了使摩托車獲得較好的穩(wěn)定性，行程中基本相等，或復(fù)原行程略大于壓縮行程；后減震器的阻力復(fù)原行程卻比壓縮行程大得多，見表4-2。而且不同用途的車輛也互相不相同，一般越野車、賽車要求大，通用車要求小。
表4-2
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
（N）
復(fù)原
50～100
120～300
10～160
300～600
400～800
500～1000
壓縮
35～70
85～230
70～120
20～50
60～120
100～150
表中為=0.3m/s時(shí)的阻力。
單向作用式液力減震器在受壓縮時(shí)，活塞上的單向閥完全打開，其優(yōu)夜流動(dòng)通道很大，因此沒有壓縮阻力。
4.3.2阻力——位移特性
減震器作正弦相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，阻力隨其活塞位移的變化規(guī)律，稱為減震器的阻力—位移特性。
圖4-6表示速度特性飽和型的活塞，其阻力在壓縮行程和復(fù)原行程中的變化曲線。封閉曲線所圍成的面積表示減震器吸收外來振動(dòng)所做的功，所以此圖形也稱為減震器的示功圖。
當(dāng)減震器行程一定時(shí)，其振動(dòng)頻率增大，最大的阻力隨之增大，則示功圖面積也增大，說明減震器衰減振動(dòng)的能力增大。圖4-4所示的示功圖中，頻率為85Hz的示功圖面積較大，即說明衰減振動(dòng)的能力較大；頻率為60Hz示功圖面積較小，則衰減振動(dòng)的能力也相對較小。
圖4-6示功圖和速度特性
具有不同速度特性減震器的示功圖的形狀也各不相同，如圖4-7所示。若在減震器行程、振動(dòng)頻率相同的情況下，飽和型十公土面積最大，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
當(dāng)振動(dòng)頻率一定時(shí)，減震器行程增大，其最大衰減力也隨之增大如圖4-8所示 ，同時(shí)示功圖面積也增大。
圖4-8定頻率變行程示功圖
4.4 摩托車減震器的阻尼力
4.4.1復(fù)原行程阻尼力計(jì)算
（1）活塞桿上小孔的流量
(4-4)
式中：——減震器油密度，；
——流量系數(shù)，0.60～0.75（常取0.7）
——A、B油腔壓力差，
（2）活塞與缸壁之間縫隙h的流量
(4-5)
式中：——活塞公稱尺寸，m；
——活塞長度，m ;
——活塞與缸壁之間平均間隙，m；
——活塞與缸壁之間相對速度，m/s；
——?jiǎng)恿︷ざ?，變壓器油?0.082N/（m·s）
相對偏心度（設(shè)=0）
——活塞與缸壁之間的偏心量。
（3）流入B腔的油與A腔的容積減少相等，則
阻尼力計(jì)算簡圖
(4-6)
將上式整理得：
(4-7)
式中：
解方程(4-5)得：
作用在活塞上的阻尼力
在復(fù)原行程中，，所以
則：
（N） （4-8）
4.4.2壓縮行程阻尼力計(jì)算
（1）活塞阻尼孔和縫隙的流量
(4-9)
式中：n—活塞阻尼孔數(shù)；
—閥片與活塞端面間隙，m。
—阻尼孔的長度，m。
—阻尼孔中心到閥片邊緣的距離，m。
（2）活塞桿小孔的流量
(4-10)
（3）活塞與缸壁縫隙h的流量
(4-11)
（4）B腔流入A腔的流量等于A腔內(nèi)增加的容積，所以
(4-12)
將上式代入（4-10）式，得壓縮阻力
(4-13)
式中：
其它符號同前。
4.4.3減震器額定阻力
額定阻力系指減震器在規(guī)定的試驗(yàn)速度時(shí)所產(chǎn)生的阻力值，通常規(guī)定試驗(yàn)速度為0.3m/s和0.5m/s。
減震器的額定阻力分為復(fù)原阻力和壓縮阻力，它是減震器最重要的性能指標(biāo)，其大小范圍見下表
壓縮阻力可取復(fù)原阻力的0.1～0.4倍，其最大值不超過表4-3中的值。
表4-3 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s
16
85～480
25～100
43～70
20
364～590
80～120
64～85
22
480～680
100～150
72～93
25
700～1200
130～250
90～100
4.4.4示功圖
QC/T63—93摩托車減震器試驗(yàn)方法規(guī)定采用正弦（或余弦）激振方式，進(jìn)行減震器示功試驗(yàn)，則活塞與缸筒之間的相對位移也按正弦規(guī)律變化：
(4-14)
式中：——活塞最大位移，m；
——活塞振動(dòng)的角頻率，rad/s,
r ——試驗(yàn)臺(tái)激振頻率，r/min。
活塞與缸壁之間的相對速度為：
所以：
（m/s） (4-15)
聯(lián)立： (4-16)
取不同的t值，得出一系列的s和p值，在位移——阻力坐標(biāo)系中即可繪出理論示功圖，圖4-9所示為CY80前減震器示功圖
圖4-9 CY80前減震器示功圖
1—理論示功圖；2—實(shí)測示功圖
5 摩托車減震器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.1摩托車減震器的主要零件結(jié)構(gòu)參數(shù)
航空航天工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HBm82-89（簡稱航標(biāo)，后同）《摩托車筒式液壓減震器》對摩托車減震器的主要參數(shù)，技術(shù)要求作了明確的規(guī)定。
5.1.1工作缸徑D的確定
根據(jù)減震器的最大卸荷力和缸筒內(nèi)最大壓力強(qiáng)度來計(jì)算工作缸筒的直徑：
D= (mm) (5-1)
式中：p—復(fù)原行程最大阻力，N；
[p]—工作缸筒內(nèi)最大允許壓力，Mpa，一般取[p]=（0.3～0.6）Mpa；
—活塞桿直徑與工作缸筒內(nèi)徑之比；
雙筒式，=0.4～0.5;
單筒式, =0.30～0.35.
在根據(jù)工作缸筒直徑系列（表5-1）進(jìn)行圓整。
標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了摩托車減震器工作缸筒直徑系列為16、20、22、25mm，一般根據(jù)摩托車的排量大小來選定（表5-1）。
表5-1 摩托車減震器的主要結(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L
16
16
24
160
20
20
32
170
22
22
36
180
25
25
40
195
5.1.2貯油筒直徑D的確定
貯油筒直徑D=（1.38～1.45）D，壁厚4.0～7.0mm，貯油筒最大外徑D=（1.5～1.6）D，貯油筒外徑系列為24、32、36、40mm，當(dāng)然也有可能小于或大于系列值。貯油筒作用主要是貯存介質(zhì)油，除補(bǔ)償由于缸內(nèi)容積變化產(chǎn)生的外滲漏油外，還容納因溫升而保證產(chǎn)品主要指標(biāo)的前提下，貯油筒外徑應(yīng)稍大一些，對減震器貯油、散熱、改善吸震能力都是有益的。
5.1.3減震器基長L的確定
減震器的基長較長，給摩托車設(shè)計(jì)總布置帶來一定程度的不便，但是基長太短，必然會(huì)使部件過分簡化而影響減震器的性能。減震器基長為設(shè)計(jì)尺寸，它是減震器在壓縮到底時(shí)，二端吊環(huán)的中心距L與行程s的差值，即：
L = L - S (mm) (5-2)
則減震器拉伸到最大長度為：
L = L + s (mm) (5-3)
還規(guī)定壓縮到底長度L的允差為+3 mm，最大拉伸長度L允差也為正值。
5.1.4工作行程S
摩托車減震器和彈簧組合為一體，行程為40～110mm，由于還有懸掛裝置杠桿比的因素，減震器行程甚至更小些。
表5-2 工作缸筒徑系及行程選定（mm）
前減震器
發(fā)動(dòng)機(jī)排量（cm）
通用車
越野車
工作行程
缸 徑
工作缸徑
缸 徑
50～90
70～90
22
200～230
26
100～125
90～100
Φ26
230～250
30
250～500
100～120
30
39
250～280
Φ43
600～750
100～120
270～290
800～1000
120～140
280～300
根據(jù)給定的已知條件工作行程S=50±1mm和發(fā)動(dòng)機(jī)排量為125cm，以及上面所描述的選擇方法，在通過對照以上表5-1和表5-2確定：取工作缸徑D=22mm，則取貯油筒外徑D=40mm，取壁厚7mm，則D=26 mm，基長L=195mm。
5.2摩托車減震器主要零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
5.2.1彈簧的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算
在根據(jù)普通圓柱螺旋彈簧尺寸系列（摘自GB/T1385—1993）（部分）
表5-3
彈簧絲直徑d/mm
第一系列
0.45 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.2
1.6 2 2.5 3 3.5 4 4.5
第二系列
0.32 0.55 0.65 1.4 1.8 2.2
2.8 3.2 5.5 6.5 7 9
彈簧中徑D/mm
8 8.5 9 9.5 10 12 14 16 18 20 22 25 28 30 32 35 38 40 42 45 48 50 52 55 58
有效圈數(shù)n/圈
壓縮彈簧
6 6.5 7 7.5 8 8.5 9 10 10.5 11.5 12.5 13.5 14.5
15 16 18 20 22 25 28 30
自由高度H/mm
壓縮彈簧
150 160 170 180 190 200 220 240 260 280 300 320 340 360 380 400 420 450 480 500 520 550 580 600
由于彈簧內(nèi)徑D=彈簧中徑D-簧絲直徑d，通過參考同類摩托車型和實(shí)地考察 ，及參照上表5-1和表5-5，確定了以下彈簧結(jié)構(gòu)參數(shù)，如表5-4所示
表5-4
彈簧直徑d(mm)
有效圈數(shù)n
彈簧中徑（密圈）D(mm)
3.5
76
18
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(jì)算：
參照摩托車技術(shù)第2004/05期中彈簧的計(jì)算及根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊·單行本·彈簧（簡稱手冊，后同）的第19頁表7-2-14中介紹的計(jì)算公式：當(dāng)壓縮彈簧兩端圈磨平并緊，且支承圈為1圈時(shí)：
總?cè)?shù)n= n+2=76+2=78
自由高度 H= n t+ n t+1.5d (5-4)
=40×5+36×8+1.5×3.5≈493mm
壓并高度H=（n+1.5）d=（76+1.5）×3.5≈271mm
（2）螺旋伸角：=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+L
L=3.14×18×40/（cos5.05）≈2521.8mm
L=3.14×20×36/ (cos8.06)≈2283.4mm
所以L= L+ L≈4805.2mm
（4）計(jì)算彈簧剛度：k=Gd/(8nD) (5-7)
式中：k為錐圈剛度（N/mm）、d為簧絲直徑(mm)、n為工作圈數(shù)、D為彈簧中徑(mm)、G為彈簧材料的剪切彈性模數(shù)，取78400MPa。
k=78400×3.5/(8×40×18)=6.3040N/mm
1/ k=0.1586
k=78400×3.5/(8×36×20)=7.0045N/mm
1/ k=0.1428
彈簧的總剛度（合成剛度）1/k1 = 1/ k+1/ k=0.3014 (5-8)
k1 ≈3.3 N/mm
密圈壓并后，余下的剛度就是稀圈的剛度
K2= k≈7 N/mm
密圈壓并時(shí)的最大變形量
f m。max=（t-d）n=(5-3.5)×40=60mm (5-9)
按照彈簧受力變形公式: F=kf (5-10)
則： F3= k f m。max=6.3040×60=378.24 N
此力使稀圈被壓縮長度= F3/ k≈54 mm (5-11)
拐點(diǎn)變形長度： f3 = 密圈最大變形量+稀圈在該力的變形量
= 60+54=114mm
工作圖見圖5-1，其繪制過程如下：
1.預(yù)壓長度H≈460 mm，如果沒有實(shí)物參照，通常取某一規(guī)定范圍值或由自己設(shè)計(jì)的預(yù)壓長來決定。
F=k (H-H)=3.3×(493-460)≈109 N (5-12)
2.彈簧在拐點(diǎn)處的壓縮高度：
H= H- f=493-114=379mm，F(xiàn)3≈378 N (5-13)
3.彈簧壓縮到極限的長度 H=340mm；
F=F+ K2（H3- H5） (5-14)
F=378+7×（379-340）=651N
彈簧的極限長度是彈簧的預(yù)壓長度減去活塞桿最大行程值，根據(jù)活塞長度、阻尼筒長度及減震墊計(jì)算得出。
4.F、F的力值及彈簧壓縮長度分別取F～F和F～F及其相應(yīng)長度的中間值。
圖 5-1彈簧工作特性圖
5.校核壓并長
減震彈簧全壓并長度：Hb=dn+1.5d≈271 mm；它距離彈簧壓縮極限長度(340mm)還有69mm，應(yīng)該沒問題。
6．校核扭應(yīng)力（ζ）
ζ=8 FKC/（d2） MPa (5-15)
式中： C為旋繞比，C=D／d=18／3.5 =5.1； (5-16)
K為曲度因子，K=(4C一1)／(4C一4)+0．615／C (5-17)
=1.16+0.11≈1.2968
ζ=8×651×1.2968×5.1／(3．14×3.52 )=890 MPa
許用扭應(yīng)力ζ通常在800 MPa左右（ζ=0.5σb），它隨材料、簧絲直徑和彈簧中徑的不同而異。此處雖然超出，但因減震器不常在極限狀態(tài)下工作，故可以使用。
5.2.2減震彈簧按實(shí)際工作狀態(tài)繪圖的優(yōu)點(diǎn)
1)可對該支彈簧工作狀態(tài)一目了然。如預(yù)壓力多大、行程多長、最大壓縮力膨大(影響扭應(yīng)力和永久變形)、剛度k，、 多大及離拐點(diǎn)位置和離壓并長還有多遠(yuǎn)等。
2)可對配套廠的信息(如彈簧硬了、軟了、承載力不足等)迅速改進(jìn)，以滿足用戶要求。
3)繪圖多了，可對踏板、彎梁或騎式車的上述各值有一個(gè)由小到大變動(dòng)的概念，各系列車有一定范圍，不管是測繪還是設(shè)計(jì)都能做到心中有數(shù)。
5.2.3減震器減震桿（活塞+活塞桿）
前減震器減震桿一般將活塞和桿分成兩個(gè)零件加工然后在經(jīng)鉚接成為一個(gè)整體，目前要求活塞和桿制成整體。如圖5-2所示：
圖5-2 前減震器減震桿
其中活塞桿主要承受來至活塞和接頭的壓縮和拉伸載荷，必須具有足夠的強(qiáng)度。
減震器活塞桿直徑d=（0.40～0.55）D，常用6～12mm。直徑過小抗壓（拉）強(qiáng)度較低，則影響減震器的橫向剛度。
活塞桿采用35、40、45、40Cr等冷拉圓鋼制成，硬度為HRC18～35表面鍍鉻，鍍鉻層硬度為HRC30～55。前叉可用45鋼，調(diào)質(zhì)及表面處理。
圖中，前減震器活塞桿設(shè)計(jì)成空心管，在管壁上在接近底部處開用兩個(gè)補(bǔ)償孔，在活塞附近處開有兩阻尼小孔。兩阻尼小孔離活塞越遠(yuǎn)，在復(fù)原行程中上腔形成的被壓區(qū)愈大，減震器的行程則愈短。兩阻尼小孔之間設(shè)計(jì)有一定的距離，是為了使油液和排出與補(bǔ)償量能隨載荷的變化而變化，使減震器性能趨于平緩、柔和。兩阻尼小孔位置應(yīng)設(shè)計(jì)在活塞經(jīng)常工作的附近。在壓縮到底時(shí)，底部補(bǔ)償孔被活塞關(guān)閉，阻尼力突增。
活塞桿采用雙重流程加工工序，即為落料、車端面倒角、校直、磨外圓、高頻淬火、回火、校直、多道磨外分別車削兩端面（活塞端、吊環(huán)端或螺桿端）、切入磨、精密鍍鉻超精密等。
活塞桿國外推薦采用精拔、輥軋、無導(dǎo)精磨削及震動(dòng)錘加工，鍍鉻后拋光或超精磨；國內(nèi)則多采用無心磨，電鍍后拋光或超精磨，也有少數(shù)采用無心磨、輥軋、電鍍后拋光或超精磨等工藝。
活塞桿表面粗糙度應(yīng)為Ra0.05～Ra0.10，目前國產(chǎn)件為Ra0.2?；钊麠U表面粗糙度對減震器漏油影響很大，表面尖銳的波峰越深，運(yùn)動(dòng)時(shí)，活塞桿穿過油封向外帶出的油量也越多，漏油越嚴(yán)重。如從橫斷面看，油封在工作中其刃口緊緊地抱住活塞桿外表面，其作用面積為：
S= (mm) (5-18)
式中：R—活塞桿公稱尺寸，mm；
Ra—活塞表面粗糙度，mm。
若將兩種不同的粗糙度活塞桿的作用面積進(jìn)行比較可知，若活塞桿表面粗糙度增大一級，則與油封的有交叉磨損面積增大4倍還要多。試驗(yàn)表明，活塞桿表面粗糙度增加一級，減震器耐久試驗(yàn)次數(shù)減少30萬次。
活塞桿的直度一般為0.02mm，且對于減震器漏油也影響很大，從坯料校直到淬火，回火后校直都是磨前不可缺少的工序。校直點(diǎn)一般為2～4點(diǎn)，可采用意大利GALDABINICA5型系列多點(diǎn)（6～8點(diǎn)）12t校直機(jī)，其校直公差控制在0.02mm以內(nèi)（具有0.03mm的TIR報(bào)警公差系統(tǒng)），無論工件呈“S”形或扭曲狀都能達(dá)到校直要求，前叉的芯管活塞桿磨前的校直公差應(yīng)在0.05mm左右。
活塞應(yīng)具有良好的導(dǎo)向性能，其高度為10～12mm，過小導(dǎo)向性能邊差，過大又增大減震器的總長度?；钊耐鈴紻常用16～40mm，其外圓柱面應(yīng)具有良好的密封性，而活塞的高度過小會(huì)影響其密封性，外圓柱面與中心孔的同軸度也會(huì)影響密封性能，活塞外圓柱面的粗糙度是密封性能的保證，一般要求不低于Ra0.2m。
一方面要求活塞在缸筒內(nèi)能自由運(yùn)動(dòng)，另一方面要求油液不能在其間隙之間流動(dòng)，可靠的密封才有一定的阻尼力，因此其配合間隙則是影響減震器工作性能地重要因素，一般其配合間隙應(yīng)在0.05～0.10mm，國產(chǎn)減震器配合間隙為0.18～0.30mm。以前叉為例，其活塞桿上兩阻尼小孔面積為2.815，若在上述間隙時(shí)，其活塞邊隙泄漏面積為2.785～4.63，后者遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了阻尼孔的面積，導(dǎo)致大量的油液直接泄漏，通過阻尼孔的油液明顯減少，使減震器衰減震動(dòng)的能力大大減弱。
減震器活塞一般采用粉末冶金，如粉末冶金FZ1365(GB2688-81)。
5.2.4活塞環(huán)
活塞環(huán)主要起密封作用，防止油液從高壓腔泄漏到低壓腔（內(nèi)泄），保證活塞的阻尼效果。由于活塞環(huán)靠自身彈力貼緊缸壁密封，所以可使工作缸筒和活塞的加工及配合精度適當(dāng)降低，有利于實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，降低成本；塑料活塞環(huán)線膨脹系數(shù)較大，可微量補(bǔ)償阻尼的溫度衰減率。
活塞環(huán)密封原理是：首先靠自身彈力貼緊在缸筒壁內(nèi)形成第一密封面，密封建立后，油壓增大將環(huán)壓向環(huán)岸形成第二密封面，如圖5-3所示，完全形成高壓腔與低壓腔。此時(shí)高壓油經(jīng)過環(huán)的側(cè)隙進(jìn)入活塞環(huán)的背間隙向外擠壓活塞環(huán)，背壓則使活塞環(huán)與缸壁貼合更緊，形成更加可靠的密封。
圖5-3 活塞環(huán)密封原理圖
活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)：
1.活塞環(huán)徑向厚度b
b=(0.25～0.4) （mm） (5-19)
式中：D——工作缸筒內(nèi)直徑，mm
公差一般取0.1～0.2mm。
因?yàn)楣ぷ鞲淄矁?nèi)直徑D=22mm，所以b=(0.25～0.4)=1.17～1.88mm
取b為1.17 mm
2.活塞環(huán)的軸向高度h
h=(1.5～2.5)b =1.755～2.925 (mm) (5-20)
則取h為2.0 mm
公差一般取0.10～0.15mm。
3.活塞環(huán)開口設(shè)計(jì)
活塞環(huán)開口形式一般采用斜開口（圖5-4a），其斜角一般為45°；對于軸向高度較小的活塞環(huán)開口形式采用直開口（圖5-4b），而對于軸向高度較大的活塞環(huán)開口形式采用階梯切口（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)開口寬度為：
c=(a+)sinr (mm) (5-21)
式中：a——環(huán)圓周長線脹量，mm；
a=(t-t)s， (℃) (5-22)
t為連接工作最高使用溫度，取80℃；
t為常溫，取20℃；
為線脹系數(shù)，1/℃；
S為環(huán)中徑處的周長，mm；
s=（D-b）， (mm) (5-23)
——環(huán)在開口前的外徑比缸徑的增大量，缸徑為16mm，一般取0.2 mm為基礎(chǔ)，缸徑每增大1 mm，增加0.05～0.06mm。此設(shè)計(jì)缸內(nèi)徑為22mm，所以取0.5～0.56mm。
表5-5 聚四氟乙烯性能
名稱
單位
指標(biāo)
線膨脹系數(shù)**
（垂直于壓力方向）
1/℃
20~60 ℃? 10.3×10-5
20~100℃? 10.5×10-5
20~150℃? 11.4×10-5
20~200℃? 12.8×10-5
注：為HG2-234-76聚四氟乙烯樹脂技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的指標(biāo)值。 ※※按“塑料試驗(yàn)”（國標(biāo)）測定所得的實(shí)測值
來源于網(wǎng)址：http://www.sh-ssas.com/trait.htm中的部分表格。。
通過上表5-5可知，這里我們?nèi)?0.5/℃
根據(jù)上面公式計(jì)算：（取斜角為45°時(shí)計(jì)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°=0.70mm
4.活塞環(huán)側(cè)間隙
=H-h>a (mm) (5-24)
式中：H——活塞上環(huán)槽高度，mm；
a——活塞環(huán)軸向高度的線脹量，mm
a=(t-t)h (mm) (5-25)
a=(t-t)h =(80-20)×10.5×2.0=0.0126mm
5.活塞患背間隙
≈0.007D （mm） (5-26)
==-0.17<0
式中：d——活塞上環(huán)槽底直徑，mm。
應(yīng)設(shè)計(jì)成大于0（內(nèi)徑上下倒角為R0.3），否則裝配后迫使開口間隙加大，增大泄漏；同時(shí)增大了與缸壁的貼緊壓力，加快了環(huán)的磨損，干擾阻尼，也喪失了背壓作用。
所以此處的設(shè)計(jì)計(jì)算不符合規(guī)定要求，必須對活塞尺寸進(jìn)行改進(jìn)，對其原來的活塞上環(huán)槽底直徑d=20mm進(jìn)行修正，將其尺寸縮小到19.65mm, 其修改后的活塞圖如圖5-5 ，再進(jìn)行核算。
==0.005>0 符合
圖5-5 修改后的活塞
活塞環(huán)常用的材料有：尼龍1010，聚四氟乙烯（F）等，這里選用了聚四氟乙烯作為設(shè)計(jì)材料。
塑料活塞環(huán)其填充料應(yīng)混合均勻，工藝應(yīng)保證兩端面應(yīng)與中心線垂直，兩端面平面度小于或等于0.03mm，表面粗糙毒外圓柱面為Ra0.8m、兩端面Ra1.6m，其余Ra3..2m。外觀不應(yīng)有裂紋、縮孔、毛刺、嚴(yán)重折角（外徑上下倒角R0.2）。
5.2.5 貯 油 筒
正立式前減震器的貯油筒（或前叉筒）如圖5-6，主要用于安裝前軸和前擋泥板，制動(dòng)器蓋等，內(nèi)腔固定活塞桿，為工作油缸上下運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向，并兼作儲(chǔ)油室。摩托車行駛過程中，前叉筒除了傳遞驅(qū)動(dòng)力和轉(zhuǎn)向力矩之外，還承受有行駛阻力（橫向力）和來至路面的沖擊力。因此，前叉筒應(yīng)具有較高的遷都和剛度，為了減輕質(zhì)量，前叉筒常采用鋁合金壓鑄，內(nèi)孔鍍鉻以提高耐磨性。
前叉筒內(nèi)孔為了給工作油缸導(dǎo)向，其軸線和尺寸、圓柱度、粗糙度等要求都很高，為了提高裝配精度和耐磨性，在內(nèi)孔裝有導(dǎo)向套。其內(nèi)孔與活塞桿、工作缸筒導(dǎo)向套等相關(guān)零件的同軸度、圓柱度的良好配合、將對減震器的工作性能、漏油產(chǎn)生重要的影響。
為了密封液壓油，在前叉筒孔口安裝有油封，油封一般與孔口有過盈配合，過盈量一般為0.3～0.5mm，油封安裝孔及止口的形位公差，對油封與前叉套管之間的密封性影響很大。
前叉筒底部、活塞桿固定螺栓孔中心線與內(nèi)孔中心線同軸度、與筒底面垂直度要求也很高，它直接影響到活塞的運(yùn)動(dòng)精度和底部漏油。
前叉筒常采用ZL104鋁合金低壓鑄造，經(jīng)熱處理后機(jī)械性能達(dá)到≥250MPa、=2％～4％、HB=100～120。表5-8為NF125、WY125前叉筒ZL104的化學(xué)成分及機(jī)械性能。
表5-6
Si
Mg
Mn
Cu
Fe
Al
機(jī) 械 性 能
(MPa)
(％)
HB
狀態(tài)
化學(xué)成分（％）
8～10.5
0.3～0.5
0.2～0.6
1.3～1.6
<0.8
余量
≥245
≥2.0
≥100
T5
提高鎂的含量，假如少量的鋼，將硅的含量控制在下限，在合金中形成Mg2Si，CuAl2，可以提高合金的熱處理的強(qiáng)化效果，同時(shí)也提高了機(jī)械性能和加工性能。采用低壓鑄造其粗糙度可達(dá)到。
圖5-6 貯 油 筒