一种节流口式可调阻尼减振器的结构设计
一种节流口式可调阻尼减振器的结构设计[20191208102421]
摘 要
车辆行驶平顺性和安全性是车辆最重要的两个指标，传统的被动悬架由于存在阻尼及刚度不能调节的局限性，对车辆动态性能的提高极其有限。主动悬架虽能很好地兼顾两个性能的提高，但由于其耗能大、成本高而未得到广泛应用。半主动悬架由于能很好地克服被动悬架的缺陷，性能上接近主动悬架，又具有低成本和低耗能的优势，因而一直受到国内外汽车工程界的广泛关注，市场应用前景十分广阔。而可变阻尼减振器是半主动悬架的重要部件之一。
本文第一章中介绍各类悬架的研究和发展状况；第二章中着重研究筒式液压减振器的工作原理与设计计算，这一系列的理论计算为可变阻尼减振器的设计奠定了理论基础；第三章里则是主要介绍车辆悬架系统与减振器阻尼匹配关系，为选择可变阻尼的范围奠定了基本的理论思路；第四章中则是建立车辆模型具体计算出可调阻尼减振器的尺寸大小。
关键字:半主动悬架可调阻尼减振器设计
目 录
1. 绪论 1
1.1 被动悬架的研究及发展状况 1
1.2 半主动悬架的研究及发展状况 1
1.3 主动悬架的研究及发展状况 2
2. 液压筒式减振器的分析计算基础说明 3
2.1 减振器的结构与工作原理 3
2.2 减振器阻尼力分析 5
2.2.1 复原行程阻尼力的计算 5
2.2.2 压缩行程阻尼力的计算 6
2.3 减振器复原阀分析 7
2.4 减振器节流阀片变形及应力解析计算 8
2.4.1 节流阀片在均布压力下的变形解析计算和应力分析计算 9
2.4.2 节流阀片在非均布压力下的变形解析计算和应力分析计算 11
2.5 本章小结 12
3. 悬架系统与减振器设计的选择 13
3.1 被动悬架系统最佳阻尼可行性设计区域 13
3.2 悬架系统的最佳阻尼系数 13
3.3 减振器整个行程的速度特性 14
3.4 本章小结 15
4. 一种节流口式可调阻尼减振器的结构设计 16
4.1 阻尼可调方式的研究 16
4.2 现有节流口式可调阻尼减振器的分析及改动 16
4.3 阻尼可变减振器的尺寸计算 17
4.3.1 减振器分段线性速度特性曲线图的确立 17
4.3.2 减振器工作缸直径 的确立 18
4.3.3 导向座宽度和活塞宽度的设计计算? 18
4.3.4 复原阀尺寸的确立 19
4.3.5 压缩阀尺寸的确立 20
4.3.6 阻尼孔尺寸的计算 20
4.4 本章小结 20
结语 21
参考文献 22
致谢 23
1. 绪论
悬架在车辆中起着非常重要的作用,悬架承受着汽车行驶时路面传给车身的力和力矩，并且在车辆行驶中缓解车身的振动使车辆的舒适性得到提高。与此同时，悬架还可以抑制车身在车辆制动时的点头和俯仰，并在车辆转向时承受车身的侧向力以防出现转弯过度的危险。所以，在保障车辆行驶时的乘坐舒适性和操纵稳定性方面，悬架起着非常重要的作用 。悬架系统经过多年发展已出现多种形式。根据控制力方式的不同，我们把悬架分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架三种。在当代汽车中，被动悬架运用的相当广泛。然而随着人们对车辆性能要求的提高和对汽车车速的不断提升，被动悬架已到其极限。简单的结构改造、参数优化等一系列工作几乎已是无用，所以人们把悬架研究的重心转移到了半主动悬架和主动悬架上，最近几年里半主动悬架在科学人员的努力下已经得到迅速发展。
1.1 被动悬架的研究及发展状况
所谓被动悬架，也就是传统不可调节的机械结构，传统机械结构中车辆悬架阻尼与刚度都是不可以调节地，所以它只能满足在预设定的路况下舒适性或操作性达到最佳 。但由于被动悬架已经研究使用发展了很长一段时间，在理论与生产技术方面相对都比较成熟稳定，它虽然在性能方面做不到全面但其具有众多优点，如结构简单易维修、性能可靠不易损坏、成本低廉易于推广且不需要额外能量源等等，因而被动悬架在当代汽车上运用较为广泛并早已实现商业化。现阶段被动悬架在我国仍然具有较高的研究意义和价值。被动悬架现阶段主要研究方向有以下几个方面。
（1）建立数学模型并对模型进行物理力学分析，然后运用计算机仿真技术或者有限元法，设计计算或者实验论证寻找悬架的结构参数，来获得最优结构参数。
（2）通过对车辆系统动力学模型的建立，并且进行车辆模型的动力学分析，根据车辆不同的优化设计目标，以悬架动挠度作为约束条件，建立车辆悬架最佳阻尼比，从而优化设计目标函数和数学模型。
（3）对减振器设计和特性仿真的基本理论开展更深一步的研究，建立减振器非线性形式的节流损失理论以及减振器节流阀片弯曲变形解析计算公式 。
1.2 半主动悬架的研究及发展状况
半主动悬架的研究内容主要集中在两个方面，其一是执行策略的研究，其二是执行器的研究。时下阻尼可调减振器的方式有两种：一种是用改变节流口大小的方式来调节阻尼；另外一种是通过改变减振器减振液的粘性来调节减振阻尼。在豪华车中调节阻尼口大小的方法有很多，如通过ECU控制步进电机进行有级或无极调节，或者是通过电磁阀进行调节，但是这两种方法都存在生产成本较高，结构相对较复杂的缺点。而如果用改变减振液的粘性的方式来实现阻尼可调则会具有很多优势，如成本较低、结构相对简单且无噪声无冲击，因此此种阻尼可调方式是当下研究的主要方向。半主动悬架的研究重心主要体现在以下四个方面。
（1）通过车辆进行动力学分析，根据车辆舒适性、安全性优化设计目标，利用悬架动挠度作为约束条件，创建不同路况、不同车速、不同车辆参数以及不同振动情况下的车辆悬架最佳阻尼比，优化设计目标函数和数学模型。
（2）控制策略的研究。半主动悬架的控制策略很是繁琐，它的控制策略几乎涵盖了几乎所有的现代控制理论和方法，所以说综合运用各种控制策略的优缺点是当下研究半主动悬架控制策略的重点方向。
（3）控制器的研究。拥有很好的控制策略但是没有很好的控制执行器也是无用的，所以说研发出自动化程度高，执行精准反应迅速的制作器相当重要。
（4）可控减振器的研制。对节流孔面积可调式减振器结构进行研究，建立和车辆参数、路况、车速及振动情况变化的节流孔面积变化数学模型，研究与开发可靠地电流变和磁流变可控减振器。目前磁流变减振器虽已经商品化生产运用，但还存在众多问题，如噪声过大，稳定性较差，耐久性小，所以还需更深研究与改善。
1.3 主动悬架的研究及发展状况
主动悬架研究同半主动悬架一样主要集中在悬架使用时的可靠性和开发低成本、响应迅速的执行器上，同时，还必须建立模型研究悬架系统最佳参数控制理论。随着科技的进步，时下主要有五种新式主动悬架，分别是可变特性手动控制悬架、电控主动液压悬架、电控主动空气悬架、ABC主动车身控制悬架系统、Bose新型主动悬架系统。主动悬架的研究主要集中在四个方面，分别是悬架使用时的可靠性研究、执行器的稳定性研究、悬架系统最佳参数控制以及悬架系统控制理论研究。
2. 液压筒式减振器的分析计算基础说明
车辆行驶中由于路面的不平整或者是车速的快速变化会产生振动，而这些振动能量主要是由减振器进行吸收缓解，减振器的根本任务就是确保车辆具有很好的行驶舒适性和驾驶安全性，并且能够快速地减缓路面传递给车身的振动，减少车上乘客所受到的冲击，使车辆行驶平稳，防止车身出现幅度较大的横向摆动。减振器有许多种，依据附加阻尼的不同减振器可以分为；液体减振器、固体减振器、冲击减振器以及磁阻尼减振器。随着时代的发展，汽车所用的减振器也在更新换代，大体经历了干摩擦式减振器、鼓式减振器、臂式减振器、单筒预充气式减振器、双筒液压减振器的发展阶段。但是前几种减振器由于其固有缺点已被时代淘汰，目前国内车辆上多采用双筒液压减振器和双筒液压充气式减振器，它们具有结构简单、质量轻、工艺性好、性能稳定、造价成本低等优点。而且可以采用冲压粉末炼金件及精密拉丝等高效工艺，很适合大批量的生产 。
2.1 减振器的结构与工作原理
双筒式液压减振器由两个油室组成，分别是补偿室和活塞缸，如图2.1（a）所示。活塞缸内有活塞杆以及活塞总成，如图2.1（b）所示。活塞缸上端安装有活塞杆导向座和密封装置，活塞缸的下端则是底阀总成，如图2.1（c）所示。活塞上装有复原阀、流通阀以及长通节流孔，它们与底阀上的压缩阀、补偿阀、长通节流孔进行配合，控制工作压力和各方向的流量，并使活塞缸内部不产生气泡，从而避免活塞换向时出现“空程”的现象。补偿室内上部有空气存在，下部是工作液压油其通过底阀与活塞缸工作腔相连，由于活塞杆运动时会使工作缸液压油体积发生变化，这时就需要补偿室接受或补偿需要调节的液压油。而补偿室通常与导向座出口相连通，这样就可以使活塞杆的油封处于低压状态便于活塞杆滑动。
双向作用筒式减震器有两种工作状态，分别是复原行程和压缩行程，每中状态下的工作阀系和节流原理也各不相同。
当车身上升减振器处于复原工作状态时，工作的阀系有复原阀和补偿阀。上腔中的部分油液因为上腔体积的减小通过复原阀流入到下腔中，与此同时下腔中空余体积液压油由储油腔的油液通过补偿阀进行补充，油液在通过复原阀和补偿阀时产生复原时的节流压力。但是只有在减振器运动速度大于复原行程最低开阀速度点时，复原阀才会开阀，否则油液仅通过复原阀片上常通节流孔产生复原节流压力；若减振器速度大于复原阀的最低开阀速度，此时则由复原阀片节流缝隙与常通节流孔一同产生节流压力。
当车身下降减振器在压缩工作状态，工作的阀系有流通阀和压缩阀。下腔中的部分油液由于下腔体积的减小需要经过流通阀流入到上腔中去，与此同时另外一部分油液经过压缩阀流入到储油腔中。节流压力是在油液流过流通阀和压缩阀时产生的。同样，如果减振器运动速度低于压缩行程的最低开阀速度点时，压缩阀是不工作的。只有在减振器运动速度大于压缩行程最低开阀速度点你时，压缩阀才会开阀工作，油液流经过常通节流孔和节流阀片变形形成的节流缝隙，产生节流压力。
2.2 减振器阻尼力分析
减振器受力分析示意图如图2.2所示。减振器复原行程阻尼力和压缩行程阻尼力分别为 和 ;减振器内部有上、下腔和储油腔3个腔，它们的压力分别为 、 和 。在汽车行驶时减振器的上下运动过程中，复原、压缩行程时阻尼力分别等于各节流压力与相应承压面积的乘积，具体分析情况如下。
2.2.1 复原行程阻尼力的计算
减振器处于复原行程时，上、下腔的压力分别为 和 ，而储油腔的压力与 、 相 比很小，可以忽略不计。根据受力平衡可知，复原阻尼力为
= （2-1）
式中， 为活塞截面积， = ； 为活塞直径； 为活塞杆与活塞缸内径之间的环形面积， ； 为活塞杆直径。
由于活塞缸筒的面积 可以由活塞缸筒内径与活塞杆之间环形面积加上活塞杆面积 来得到，即
（2-2）
将表达式（2-2）代入表达式（2-1）得
（2-3）
在复原行程，由于 远远小于 ，因此，上式可以表示成
（2-4）
由图2.2可以得知，在复原行程，活塞缸筒上腔的压力与下腔的压力之差 ,等于节流缝隙的节流压力 与活塞孔的节流压力 之和 ，即
（2-5）
式中， 为复原阀节流缝隙产生的节流压力， 为活塞常通节流孔产生的节流压力。
将式（2-5）代入式（2-4），得到复原阻尼力的表达式
（2-6）
由此可知，减振器复原行程阻尼力 等于节流缝隙的节流压力与活塞孔的节流压力之和 ，与活塞缸筒和活塞杆之间的环形面积 的乘积。
2.2.2 压缩行程阻尼力的计算
减振器在压缩行程中，上腔压力为 ,而下腔和储油腔压力为 和 ,因此，分析活塞杆的受力可知，压缩阻尼力 为
（2-7）
由于 ，代入上式可得
（2-8）
在减振器压缩行程中，储油箱的压力 与活塞缸筒下腔的压力 相比很小，因此 ,所以上式可以表示为
（2-9）
由图2.2可以得知，在压缩行程中，活塞缸筒下腔的压力与储油腔压力之差 ,等于油液流经压缩阀缝隙节流压力差 与压缩阀座孔的节流压力 之和
（2-10）
而减振器活塞筒下腔的压力 与活塞缸筒上腔的压力 之差 ,等于油液流经流通阀的节流压力差 ,即
（2-11）
将式表达式（2-10）和表达式（2-11）代入表达式（2-9）可以得到压缩阻尼力等式
（2-12）
可知，减振器压缩行程阻尼力 等于压缩阀缝隙所形成的节流压力与压缩阀座孔所形成的节流压力 之和，乘以活塞杆截面积，再加上流通阀节流压力差 与减振器活塞杆与活塞内管之间环形面积 的乘积。
由于流通阀的节流压力 很小，因此式（2-12）可以简化为
（2-13）
式（2-13）即为减振器实际设计计算中经常使用的阻尼计算公式。
2.3 减振器复原阀分析
复原阀的结构图如图2.3所示。如图中所示， 为活塞孔的直径，活塞孔的个数为 ； 是假设作用在节流阀片上的压力； 为复原节流阀片的预变形量，预变形量是用来保证复原阀在减振器复原行程时的开阀速度，其尺寸大小由安装时决定； 为阀片的外半径； 为阀口位置半径； 为阀片内半径； 是复原阀最大开度，其值等于阀片在阀口位置总变形量 减去阀片的预变形量 。在计算复原阀压力或者流量时，应该还要考虑到活塞缝隙、常通节流孔和复原节流缝隙的影响，同时油路突然缩小、扩大及油液改变方向时的局部阻力损失也要考虑在内。
对于每个小节流孔，如图2.4所示。其宽度为 ，厚度为 ，长度为 。单个矩形截面的节流孔面积为 。常通节流孔按薄壁小孔计算，其节流压力与流量之间的关系可以表示为
（2-14）
式中， 是节流小孔流量系数； 为复原阀常通节流压力； 为常通节流孔总面积，其中 , 为带孔节流阀片厚度。
对于节流缝隙，当节流阀片开启后，其开度为 。根据对环形平面缝隙分析可以得知，复原节流缝隙可看作是圆环平面缝隙，其流量与节流压力关系为
（2-15）
式中， 为复原节流阀片的阀口的阀口位置半径； 为复原节流阀片外半径； 为节流阀片开度； 为复原节流阀片的节流压力差， 为油液动力粘度。
摘 要
车辆行驶平顺性和安全性是车辆最重要的两个指标，传统的被动悬架由于存在阻尼及刚度不能调节的局限性，对车辆动态性能的提高极其有限。主动悬架虽能很好地兼顾两个性能的提高，但由于其耗能大、成本高而未得到广泛应用。半主动悬架由于能很好地克服被动悬架的缺陷，性能上接近主动悬架，又具有低成本和低耗能的优势，因而一直受到国内外汽车工程界的广泛关注，市场应用前景十分广阔。而可变阻尼减振器是半主动悬架的重要部件之一。
本文第一章中介绍各类悬架的研究和发展状况；第二章中着重研究筒式液压减振器的工作原理与设计计算，这一系列的理论计算为可变阻尼减振器的设计奠定了理论基础；第三章里则是主要介绍车辆悬架系统与减振器阻尼匹配关系，为选择可变阻尼的范围奠定了基本的理论思路；第四章中则是建立车辆模型具体计算出可调阻尼减振器的尺寸大小。
关键字:半主动悬架可调阻尼减振器设计
目 录
1. 绪论 1
1.1 被动悬架的研究及发展状况 1
1.2 半主动悬架的研究及发展状况 1
1.3 主动悬架的研究及发展状况 2
2. 液压筒式减振器的分析计算基础说明 3
2.1 减振器的结构与工作原理 3
2.2 减振器阻尼力分析 5
2.2.1 复原行程阻尼力的计算 5
2.2.2 压缩行程阻尼力的计算 6
2.3 减振器复原阀分析 7
2.4 减振器节流阀片变形及应力解析计算 8
2.4.1 节流阀片在均布压力下的变形解析计算和应力分析计算 9
2.4.2 节流阀片在非均布压力下的变形解析计算和应力分析计算 11
2.5 本章小结 12
3. 悬架系统与减振器设计的选择 13
3.1 被动悬架系统最佳阻尼可行性设计区域 13
3.2 悬架系统的最佳阻尼系数 13
3.3 减振器整个行程的速度特性 14
3.4 本章小结 15
4. 一种节流口式可调阻尼减振器的结构设计 16
4.1 阻尼可调方式的研究 16
4.2 现有节流口式可调阻尼减振器的分析及改动 16
4.3 阻尼可变减振器的尺寸计算 17
4.3.1 减振器分段线性速度特性曲线图的确立 17
4.3.2 减振器工作缸直径 的确立 18
4.3.3 导向座宽度和活塞宽度的设计计算? 18
4.3.4 复原阀尺寸的确立 19
4.3.5 压缩阀尺寸的确立 20
4.3.6 阻尼孔尺寸的计算 20
4.4 本章小结 20
结语 21
参考文献 22
致谢 23
1. 绪论
悬架在车辆中起着非常重要的作用,悬架承受着汽车行驶时路面传给车身的力和力矩，并且在车辆行驶中缓解车身的振动使车辆的舒适性得到提高。与此同时，悬架还可以抑制车身在车辆制动时的点头和俯仰，并在车辆转向时承受车身的侧向力以防出现转弯过度的危险。所以，在保障车辆行驶时的乘坐舒适性和操纵稳定性方面，悬架起着非常重要的作用 。悬架系统经过多年发展已出现多种形式。根据控制力方式的不同，我们把悬架分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架三种。在当代汽车中，被动悬架运用的相当广泛。然而随着人们对车辆性能要求的提高和对汽车车速的不断提升，被动悬架已到其极限。简单的结构改造、参数优化等一系列工作几乎已是无用，所以人们把悬架研究的重心转移到了半主动悬架和主动悬架上，最近几年里半主动悬架在科学人员的努力下已经得到迅速发展。
1.1 被动悬架的研究及发展状况
所谓被动悬架，也就是传统不可调节的机械结构，传统机械结构中车辆悬架阻尼与刚度都是不可以调节地，所以它只能满足在预设定的路况下舒适性或操作性达到最佳 。但由于被动悬架已经研究使用发展了很长一段时间，在理论与生产技术方面相对都比较成熟稳定，它虽然在性能方面做不到全面但其具有众多优点，如结构简单易维修、性能可靠不易损坏、成本低廉易于推广且不需要额外能量源等等，因而被动悬架在当代汽车上运用较为广泛并早已实现商业化。现阶段被动悬架在我国仍然具有较高的研究意义和价值。被动悬架现阶段主要研究方向有以下几个方面。
（1）建立数学模型并对模型进行物理力学分析，然后运用计算机仿真技术或者有限元法，设计计算或者实验论证寻找悬架的结构参数，来获得最优结构参数。
（2）通过对车辆系统动力学模型的建立，并且进行车辆模型的动力学分析，根据车辆不同的优化设计目标，以悬架动挠度作为约束条件，建立车辆悬架最佳阻尼比，从而优化设计目标函数和数学模型。
（3）对减振器设计和特性仿真的基本理论开展更深一步的研究，建立减振器非线性形式的节流损失理论以及减振器节流阀片弯曲变形解析计算公式 。
1.2 半主动悬架的研究及发展状况
半主动悬架的研究内容主要集中在两个方面，其一是执行策略的研究，其二是执行器的研究。时下阻尼可调减振器的方式有两种：一种是用改变节流口大小的方式来调节阻尼；另外一种是通过改变减振器减振液的粘性来调节减振阻尼。在豪华车中调节阻尼口大小的方法有很多，如通过ECU控制步进电机进行有级或无极调节，或者是通过电磁阀进行调节，但是这两种方法都存在生产成本较高，结构相对较复杂的缺点。而如果用改变减振液的粘性的方式来实现阻尼可调则会具有很多优势，如成本较低、结构相对简单且无噪声无冲击，因此此种阻尼可调方式是当下研究的主要方向。半主动悬架的研究重心主要体现在以下四个方面。
（1）通过车辆进行动力学分析，根据车辆舒适性、安全性优化设计目标，利用悬架动挠度作为约束条件，创建不同路况、不同车速、不同车辆参数以及不同振动情况下的车辆悬架最佳阻尼比，优化设计目标函数和数学模型。
（2）控制策略的研究。半主动悬架的控制策略很是繁琐，它的控制策略几乎涵盖了几乎所有的现代控制理论和方法，所以说综合运用各种控制策略的优缺点是当下研究半主动悬架控制策略的重点方向。
（3）控制器的研究。拥有很好的控制策略但是没有很好的控制执行器也是无用的，所以说研发出自动化程度高，执行精准反应迅速的制作器相当重要。
（4）可控减振器的研制。对节流孔面积可调式减振器结构进行研究，建立和车辆参数、路况、车速及振动情况变化的节流孔面积变化数学模型，研究与开发可靠地电流变和磁流变可控减振器。目前磁流变减振器虽已经商品化生产运用，但还存在众多问题，如噪声过大，稳定性较差，耐久性小，所以还需更深研究与改善。
1.3 主动悬架的研究及发展状况
主动悬架研究同半主动悬架一样主要集中在悬架使用时的可靠性和开发低成本、响应迅速的执行器上，同时，还必须建立模型研究悬架系统最佳参数控制理论。随着科技的进步，时下主要有五种新式主动悬架，分别是可变特性手动控制悬架、电控主动液压悬架、电控主动空气悬架、ABC主动车身控制悬架系统、Bose新型主动悬架系统。主动悬架的研究主要集中在四个方面，分别是悬架使用时的可靠性研究、执行器的稳定性研究、悬架系统最佳参数控制以及悬架系统控制理论研究。
2. 液压筒式减振器的分析计算基础说明
车辆行驶中由于路面的不平整或者是车速的快速变化会产生振动，而这些振动能量主要是由减振器进行吸收缓解，减振器的根本任务就是确保车辆具有很好的行驶舒适性和驾驶安全性，并且能够快速地减缓路面传递给车身的振动，减少车上乘客所受到的冲击，使车辆行驶平稳，防止车身出现幅度较大的横向摆动。减振器有许多种，依据附加阻尼的不同减振器可以分为；液体减振器、固体减振器、冲击减振器以及磁阻尼减振器。随着时代的发展，汽车所用的减振器也在更新换代，大体经历了干摩擦式减振器、鼓式减振器、臂式减振器、单筒预充气式减振器、双筒液压减振器的发展阶段。但是前几种减振器由于其固有缺点已被时代淘汰，目前国内车辆上多采用双筒液压减振器和双筒液压充气式减振器，它们具有结构简单、质量轻、工艺性好、性能稳定、造价成本低等优点。而且可以采用冲压粉末炼金件及精密拉丝等高效工艺，很适合大批量的生产 。
2.1 减振器的结构与工作原理
双筒式液压减振器由两个油室组成，分别是补偿室和活塞缸，如图2.1（a）所示。活塞缸内有活塞杆以及活塞总成，如图2.1（b）所示。活塞缸上端安装有活塞杆导向座和密封装置，活塞缸的下端则是底阀总成，如图2.1（c）所示。活塞上装有复原阀、流通阀以及长通节流孔，它们与底阀上的压缩阀、补偿阀、长通节流孔进行配合，控制工作压力和各方向的流量，并使活塞缸内部不产生气泡，从而避免活塞换向时出现“空程”的现象。补偿室内上部有空气存在，下部是工作液压油其通过底阀与活塞缸工作腔相连，由于活塞杆运动时会使工作缸液压油体积发生变化，这时就需要补偿室接受或补偿需要调节的液压油。而补偿室通常与导向座出口相连通，这样就可以使活塞杆的油封处于低压状态便于活塞杆滑动。
双向作用筒式减震器有两种工作状态，分别是复原行程和压缩行程，每中状态下的工作阀系和节流原理也各不相同。
当车身上升减振器处于复原工作状态时，工作的阀系有复原阀和补偿阀。上腔中的部分油液因为上腔体积的减小通过复原阀流入到下腔中，与此同时下腔中空余体积液压油由储油腔的油液通过补偿阀进行补充，油液在通过复原阀和补偿阀时产生复原时的节流压力。但是只有在减振器运动速度大于复原行程最低开阀速度点时，复原阀才会开阀，否则油液仅通过复原阀片上常通节流孔产生复原节流压力；若减振器速度大于复原阀的最低开阀速度，此时则由复原阀片节流缝隙与常通节流孔一同产生节流压力。
当车身下降减振器在压缩工作状态，工作的阀系有流通阀和压缩阀。下腔中的部分油液由于下腔体积的减小需要经过流通阀流入到上腔中去，与此同时另外一部分油液经过压缩阀流入到储油腔中。节流压力是在油液流过流通阀和压缩阀时产生的。同样，如果减振器运动速度低于压缩行程的最低开阀速度点时，压缩阀是不工作的。只有在减振器运动速度大于压缩行程最低开阀速度点你时，压缩阀才会开阀工作，油液流经过常通节流孔和节流阀片变形形成的节流缝隙，产生节流压力。
2.2 减振器阻尼力分析
减振器受力分析示意图如图2.2所示。减振器复原行程阻尼力和压缩行程阻尼力分别为 和 ;减振器内部有上、下腔和储油腔3个腔，它们的压力分别为 、 和 。在汽车行驶时减振器的上下运动过程中，复原、压缩行程时阻尼力分别等于各节流压力与相应承压面积的乘积，具体分析情况如下。
2.2.1 复原行程阻尼力的计算
减振器处于复原行程时，上、下腔的压力分别为 和 ，而储油腔的压力与 、 相 比很小，可以忽略不计。根据受力平衡可知，复原阻尼力为
= （2-1）
式中， 为活塞截面积， = ； 为活塞直径； 为活塞杆与活塞缸内径之间的环形面积， ； 为活塞杆直径。
由于活塞缸筒的面积 可以由活塞缸筒内径与活塞杆之间环形面积加上活塞杆面积 来得到，即
（2-2）
将表达式（2-2）代入表达式（2-1）得
（2-3）
在复原行程，由于 远远小于 ，因此，上式可以表示成
（2-4）
由图2.2可以得知，在复原行程，活塞缸筒上腔的压力与下腔的压力之差 ,等于节流缝隙的节流压力 与活塞孔的节流压力 之和 ，即
（2-5）
式中， 为复原阀节流缝隙产生的节流压力， 为活塞常通节流孔产生的节流压力。
将式（2-5）代入式（2-4），得到复原阻尼力的表达式
（2-6）
由此可知，减振器复原行程阻尼力 等于节流缝隙的节流压力与活塞孔的节流压力之和 ，与活塞缸筒和活塞杆之间的环形面积 的乘积。
2.2.2 压缩行程阻尼力的计算
减振器在压缩行程中，上腔压力为 ,而下腔和储油腔压力为 和 ,因此，分析活塞杆的受力可知，压缩阻尼力 为
（2-7）
由于 ，代入上式可得
（2-8）
在减振器压缩行程中，储油箱的压力 与活塞缸筒下腔的压力 相比很小，因此 ,所以上式可以表示为
（2-9）
由图2.2可以得知，在压缩行程中，活塞缸筒下腔的压力与储油腔压力之差 ,等于油液流经压缩阀缝隙节流压力差 与压缩阀座孔的节流压力 之和
（2-10）
而减振器活塞筒下腔的压力 与活塞缸筒上腔的压力 之差 ,等于油液流经流通阀的节流压力差 ,即
（2-11）
将式表达式（2-10）和表达式（2-11）代入表达式（2-9）可以得到压缩阻尼力等式
（2-12）
可知，减振器压缩行程阻尼力 等于压缩阀缝隙所形成的节流压力与压缩阀座孔所形成的节流压力 之和，乘以活塞杆截面积，再加上流通阀节流压力差 与减振器活塞杆与活塞内管之间环形面积 的乘积。
由于流通阀的节流压力 很小，因此式（2-12）可以简化为
（2-13）
式（2-13）即为减振器实际设计计算中经常使用的阻尼计算公式。
2.3 减振器复原阀分析
复原阀的结构图如图2.3所示。如图中所示， 为活塞孔的直径，活塞孔的个数为 ； 是假设作用在节流阀片上的压力； 为复原节流阀片的预变形量，预变形量是用来保证复原阀在减振器复原行程时的开阀速度，其尺寸大小由安装时决定； 为阀片的外半径； 为阀口位置半径； 为阀片内半径； 是复原阀最大开度，其值等于阀片在阀口位置总变形量 减去阀片的预变形量 。在计算复原阀压力或者流量时，应该还要考虑到活塞缝隙、常通节流孔和复原节流缝隙的影响，同时油路突然缩小、扩大及油液改变方向时的局部阻力损失也要考虑在内。
对于每个小节流孔，如图2.4所示。其宽度为 ，厚度为 ，长度为 。单个矩形截面的节流孔面积为 。常通节流孔按薄壁小孔计算，其节流压力与流量之间的关系可以表示为
（2-14）
式中， 是节流小孔流量系数； 为复原阀常通节流压力； 为常通节流孔总面积，其中 , 为带孔节流阀片厚度。
对于节流缝隙，当节流阀片开启后，其开度为 。根据对环形平面缝隙分析可以得知，复原节流缝隙可看作是圆环平面缝隙，其流量与节流压力关系为
（2-15）
式中， 为复原节流阀片的阀口的阀口位置半径； 为复原节流阀片外半径； 为节流阀片开度； 为复原节流阀片的节流压力差， 为油液动力粘度。
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