液压阻尼器原理介绍
欧阳家百（2021.03.07）
液压阻尼器是上世纪70年代发展起来的一种对速度反应灵敏的减振装置，它借助特殊结构阀门控制液压缸活塞移动以抑制管道或设备周期性载荷和冲击载荷影响。其主要用于防止管道或设备因地震、水锤、汽锤、风载、安全阀排汽及其它冲击载荷所造成的破坏。
液压阻尼器的工作过程可以用“刚柔相济”来描述，在管道或设备正常热膨胀时能随之缓慢移动，此时其几乎没有阻尼力，此时表现为“柔”；在载荷瞬变时液压阻尼器的阀门被激活，此时其产生出与振动力同样大小的反向阻力，扼制管道或设备产生较大的振动，减少振幅，从而起到保护管道或设备的作用，此时表现为“刚”。液压阻尼器是一种速度敏感性的装置。当由力所引起的运动超过允许速度时，阻尼器将锁定、带载，并将速度限制在一个叫做闭锁后速度或渗漏率(bleed rate)的速度值。因此，测试液压阻尼器时，所感兴趣的参数如下：为额定载荷下的闭锁速度(lockup velocity)、闭锁后速度或渗漏率、等值弹簧刚度(Stiffness)。
?正常工况下活塞杆速度V＜闭锁速度V闭，对管道的作用力很小，f低≤ 1~2％FN；
?当发生瞬间冲击载荷时，V增大达到V闭时，液压油推动阀芯，使阀芯克服弹簧力关闭，液压油只能从阻尼小孔（节流阀）流过，形成阻尼力FN，使阻尼器闭锁。从而实现减振、抗振动的目的。
?对于抗安全阀排汽型阻尼器，由于阀芯不设阻尼小孔，液压介质无法流动，因此，闭锁后速度V闭后=0。从而实现阻尼器对管道的持续拉力。
液压阻尼器的应用场合
液压阻尼器可广泛应用于核电、火电、钢铁、石化等各行业。液压阻尼器可以保护的对象，常见的有：管道系统、主泵、重要的阀、重要压力容器、汽轮机、主承梁等。
液压阻尼器可保护设备免受以下工况事故的破坏：
内部工况事故：
?水锤、汽锤
?安全阀排汽
?主汽门快速关闭
?锅炉爆炸
?破管等
外部工况事故：
?地震
?风载
?外来飞行物冲击等
液压阻尼器的优点
?在管道热膨胀过程中，液压阻尼器允许管道自由热位移，而不对管道产生附加应力。
?载荷范围大（最大可至600kN）；工作行程长（最大可至500mm）。
?阻尼力大，动作迅速可靠。特别适合低频大振幅工况环境。
?不会与管道或设备产生共振。
?适应各种工作环境：高于常温、低于常温、高湿、高盐度、粉尘、核辐照等环境。
液压阻尼器
液压阻尼器借助特殊设计的阻尼阀，对管道或设备的位移速度做出灵敏的反应，在管道或设备发生震（振）动时，在1～33Hz频率范围内，阻尼器可以将直接作用在管道或设备上的冲击力转移
到建筑结构上去；在管道或设备正常工况下，液压阻尼器允许管道或设备自由位移，不会给管道或设备带来附加的应力。一、主要技术特点：1. 可以按用户要求改变闭锁速度和闭锁后速度，满足各种使用需求。 2. 结构简单、紧凑，便于空间布置； 3. 封闭的结构形式，密封性好，动作稳定可靠；4. 在阻尼器功能范围内，不会产生共振；热位移工况下摩擦阻力小；5. 卓越的动态性能，有良好的抗过载能力；6. 阻尼器两端均使用关节轴承，允许最大摆动角为±5°； 7. 稳定、抗燃、长寿命的专用液压油及相容性好的密封材料。8. 可在93℃温度下连续工作，短时工作温度可达148℃； 9. 提供了对油箱油面的简单指示，方便对储油量的观察检查。二、主要技术参数：表1：
表1中的闭锁速度和闭锁后速度是在室温下、在专用试验台上调整给定的，随着温度的变化它们的值会有微小的变化，但试验表明这种微小的变化不会影响阻尼器的性能。表1中的闭锁速度和闭锁后速度为制造厂调定的标准值，也可以按用户要求设定非标准的闭锁速度和闭锁后速度当用于克服安全阀排汽反力时，阻尼器拉伸方向闭锁速度为调定标准值，闭锁后速度为零，压缩方向
阻尼器不闭锁。阻尼器的主要部件为压力油缸、油箱、阀体三部分，其阀体部分由两只提升阀和两只节流阀组合而成，一般活塞杆端与管道或设备连接。当管道或设备位移使活塞杆产生压入油缸的运动，如其运动速度小于闭锁速度（如管道或设备的热位移），则作用腔内的油经上部提升阀压入油箱，油箱内的油经过下部提升阀流入油缸另一腔，此时由于流道畅通，阻力很小，从而允许与阻尼器连接的管道或设备自由移动；如运动速度大于闭锁速度（如受到冲击荷载时），作用侧提升阀关闭，作用腔内的油只能通过上部节流阀小孔进入油箱，油流受阻产阻尼力，节流阀的开度在出厂前进行调定，以获得所需的闭锁后速度。当活塞受拉力运动时动作原理相同。
1 液压转向器的工作原理及运用简介 1.1 液压转向器简介 液压转向器：即液压动力式转向器。转向器(也常称为转向机)是完成由旋转运动到直线运动(或近似直线运动)的一组齿轮机构，同时也是转向系中的减速传动装置。它是转向系中最重要的部件。它的作用是：增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向。 液压转向器是由随动转阀和一幅摆线转定子副组成的一种摆线转阀式全液压转向器。它与供油泵、溢流阀（或分流阀）、转向油缸及其它连接附件组成的全液压转向系统，广泛应用于农业机械、船业机械、园林机械、道路养护机械、林业机械、工程机械和矿山机械等低速重载车辆上。驾驶人员通过它可以用较小的操纵力实现较大的转向力控制，并且性能安全、可靠，操纵轻便、灵活。开心型：转向器处于中位（不转向）时，供油泵与油箱相通。开心型转向系统中使用的是定量液压泵。闭心型转向器中位处于断路状态(闭芯),即当转向器不工作时,液压油被转向器截止, 转向器入口具有较高的压力。闭芯型转向系统中使用的是压力补偿变量泵。负载传感型转向器能够传递负载信号到优先阀，通过优先阀优先控制转向系统所需流量。根据压力传感信号的控制方式，分为动态传感型和静态传感型。负载回路反应型：在转向器处于中位即驾驶员没有进行车辆转向操作的时候，转向油缸两侧直接连接到摆线副上，方向盘上可以感受到转向油缸上
受到的外力。无反应型：在转向器处于中位即驾驶员没有进行车辆转向操作的时候，两油缸截止，方向盘上不能感受转向油缸上受到的外力。
1.2 液压转向器的工作原理 液压转向器：即液压动力式转向器。转向器(也常称为转向机)是完成由旋转运动到直线运动(或近似直线运动)的一组齿轮机构，同时也是转向系中的减速传动装置。它是转向系中最重要的部件。它的作用是：增大转向盘传到转向传动机构的力和改变力的传递方向。液压转向器是由随动转阀和一幅摆线转定子副组成的一种摆线转阀式全液压转向器。它与供油泵、溢流阀（或分流阀）、转向油缸及其它连接附件组成的全液压转向系统，广泛应用于农业机械、船业机械、园林机械、道路养护机械、林业机械、工程机械和矿山机械等低速重载车辆上。驾驶人员通过它可以用较小的操纵力实现较大的转向力控制，并且性能安全、可靠，操纵轻便、灵活。 1.3 液压转向器的分类 转向器按结构形式可以分为多种类型。目前较为常用的有齿轮齿条式、蜗杆曲柄指销式、循环球-齿条齿扇式、循环球曲柄指销式、蜗杆滚轮式等。如果按助力形式，又可分为机械式（无助力）和动力式（有助力）。其中动力转向器又可以分为气压动力式、液压动力式、电助助力式、电液助力式等种类。 （1）齿轮齿条转向器 齿轮齿条式转向器收是一种最常见的转向器。其基本结构是一对相互啮合的小齿轮和齿条。转向轴带动小齿轮转动时，齿条变作直线运动。又是，烤翅调制解来带动横拉杆，就可以转动转向器。所以，这是一种最简单的转向器。它的优点是结构简单，成本低廉，转向灵活，体积小，可以直接带动横拉杆。在汽车上得到广泛应用。 （2）蜗杆曲柄指销式转向器 蜗杆曲柄指销式转向器适宜蜗杆为主动件，曲柄销为从动件的转向器。蜗杆具有梯形螺纹，手指状的锥形指销用轴承支撑在曲柄上，曲柄与转向器摇臂轴制成一体。转向时，通过转向盘转动蜗杆、嵌于蜗杆螺旋槽中的锥形指销一边自传，一
液压助力转向系统工作原理、故障诊断与排除 排除, 原理, 液压, 系统, 故障诊断 于树彬，刘建勋（济南鲍德汽车运输有限公司，山东济南 250101） 摘要：介绍了汽车液压助力转向系统的工作原理，并就助力系统易出现的转向沉重、前轮摆振、转向轻重不同、跑偏等故障的产生原因及排除方法进行了阐述。 1 前言 目前，已有许多汽车的转向系统带有液压助力，它使驾驶车辆转向时轻便灵活，更利于提高车辆的行驶安全性。为了使驾修人员更好地了解液压助力转向系统的性能，下面介绍其工作原理、故障诊断与排除方法。 2 液压助力转向系统的工作原理 液压助力转向系统主要由机械部分和液压助力装置两部分组成。机械部分由转向传动副、转向摇臂、纵拉杆总成、横拉杆总成、转向节臂、转向主销、转向节主销套、转向节压力轴承及转向节等组成。液压助力装置部分由液压助力器、贮油箱、转向油泵及管路等组成。液压助力转向按液流形式分为常流式和常压式两种，按分配阀的形式又可分为滑阀式和转阀两种。现以液压常流式转向为例介绍液压助力转向系统的工作原理。 如图1(a)所示，助力转向系统主要由油泵3、控制阀（滑阀7和阀体9）、螺杆螺母式转向器(11、12)及助力缸15等组成。 滑阀7同转向螺杆11连为一体，两端设有两个止推轴承。由于滑阀7的长度比阀体9的宽度稍大，所以两个止推轴承端面与阀体端面之间有轴向间隙h，使滑阀连同转向螺杆一起能在阀体内做轴向移动。回位弹簧10有一定的
预紧力，将两个反作用柱塞顶向阀体两端，滑阀两端的挡圈正好卡在两个反作用柱塞的外端，使滑阀在不转向时一直处于阀体的中间位置。滑阀上有两道油槽C、B，阀体的相应配合面上有三道油槽A、D、E。油泵3由发动机通过带或齿轮来驱动，压力油经油管流向控制阀，再经控制阀流向动力缸L、R腔。 汽车直线行驶时，如图1(a)所示，滑阀7在回位弹簧10和反作用阀8的作用下处于中间位置，动力缸15两端均与回油孔道连通，油泵输出的油液通过进油道量孔4进入阀体9的环槽A，然后分成两路：一路通过环槽B和D，另一路流过环槽C和E。由于滑阀7在中间位置，两路油液经回油孔道流回油箱，整个系统内油路相通，油压处于低压状态。
汽车转向电动机工作原理及转向系统概述 汽车上配置的转向系统，大致可以分为三类：(1)一种是机械式液压动力转向系统；(2)一种是电子液压助力转向系统；(3)另外一种电动助力转向系统。 一、电动助力转向系统(EPS) 1、英文全称是Electronic Power Steering，简称EPS，它利用电动机产生的动力协助驾车者进行动力转向。EPS的构成，不同的车尽管结构部件不一样，但大体是雷同。一般是由转矩(转向)传感器、电子控制单元、电动机、减速器、机械转向器、以及畜电池电源所构成。 2、主要工作原理：汽车在转向时，转矩(转向)传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向，这些信号会通过数据总线发给电子控制单元，电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号，向电动机控制器发出动作指令，从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩，从而产生了助力转向。如果不转向，则本套系统就不工作，处于standby(休眠)状态等待调用。由于电动电动助力转向的工作特性，你会感觉到开这样的车，方向感更好，高速时更稳，俗话说方向不发飘。又由于它不转向时不工作，所以，也多少程度上节省了能源。一般高档轿车使用这样的助力转向系统的比较多。
由于电动助力转向系统只需电力不用液压，与机械式液压动力转向系统相比较省略了许多元件。没有液压系统所需要的油泵、油管、压力流量控制阀、储油罐等，零件数目少，布置方便，重量轻。 而且无“寄生损失”和液体泄漏损失。因此电动助力转向系统在各种行驶条件下均可节能80%左右，提高了汽车的运行性能。因此在近年得到迅速的推广，也是今后助力转向系统的发展方向。 有一些汽车冠以电动助力转向，其实不是真正意义上的纯电动的助力转向，它还需要液压系统，只不过由电动机供油。传统的液压动力转向系统的油泵由发动机驱动。 为保证汽车原地转向或者低速转向时的轻便性，油泵的排量是以发动机怠速时的流量来确定的。而汽车行驶中大部分时间处于高于怠速的速度和直线行驶状态，只能将油泵输出的油液大部分经控制阀回流到储油罐，造成很大的“寄生损失”。 为了减少此类损失采用了电动机驱动油泵，当汽车直线行驶时电动机低速运转，汽车转向时电动机高速运转，通过控制电动机的转速调节油泵的流量和压力，减少“寄生损失”。 二、机械式液压动力转向系统
液压助力转向的工作原理: 如图1(a)所示，助力转向系统主要由油泵3、控制阀（滑阀7和阀体9）、螺杆螺母式转向器(11、12)及助力缸15等组成。 滑阀7同转向螺杆11连为一体，两端设有两个止推轴承。由于滑阀7的长度比阀体9的宽度稍大，所以两个止推轴承端面与阀体端面之间有轴向间隙h，使滑阀连同转向螺杆一起能在阀体内做轴向移动。回位弹簧10有一定的预紧力，将两个反作用柱塞顶向阀体两端，滑阀两端的挡圈正好卡在两个反作用柱塞的外端，使滑阀在不转向时一直处于阀体的中间位置。滑阀上有两道油槽C、B，阀体的相应配合面上有三道油槽A、D、E。油泵3由发动机通过带或齿轮来驱动，压力油经油管流向控制阀，再经控制阀流向动力缸L、R腔。 汽车直线行驶时，如图1(a)所示，滑阀7在回位弹簧10和反作用阀8的作用下处于中间位置，动力缸15两端均与回油孔道连通，油泵输出的油液通过进油道量孔4进入阀体9的环槽A，然后分成两路：一路通过环槽B和D，另一路流过环槽C和E。由于滑阀7在中间位置，两路油液经回油孔道流回油箱，整个系统内油路相通，
油压处于低压状态。 图1汽车液压助力转向系统工作原理 1 油箱 2 溢流阀 3 齿轮油泵 4 进油道量孔 5 单向阀 6 安全阀 7 滑阀 8 反作用阀 9 阀体10 回位弹簧 11 转向螺杆12 转向螺母13 纵拉杆14 转向垂臂15 助力缸 汽车向右转弯时，转向螺杆11（左旋螺纹）顺时针方向转动，与转向轴制成一体的滑阀7和转向螺杆克服回位弹簧10及反作用阀8一侧的油压的作用力而向右移动。此时如图1(b)所示，环槽A与C，B与D分别连通，而环槽C与E使进油道与助力缸15的L腔相通，形成高压回路；B与D使回油道与R腔相通，形成低压回路。在油压差的作用下，活塞向右移动，而转向螺母12向左移动。纵拉杆13也向右移动，带动转向轮向右偏转。由于系统压力很高（一般为6.9Mpa以上），汽车转向主要依靠推力。驾驶作用于转向盘的转向力基本上是打开滑阀所需的力，一般为5～10N，最大不超过10N, 因而转向操纵十分轻便。 汽车左转弯时滑阀7左移，如图1(c)所示，油路改变流通方向，助力缸15加力方向相反。 在转向过程中，助力缸的油压随转向阻力而变化，二者相互平衡。汽车转向时，助力缸只提供动力，而转向过程仍由驾驶员通过转向盘进行控制
汽车液压转向器工作原理 选择说明的转向器是:液压常流滑阀式动力转向装置 1.液压常流滑阀式动力转向装置的基本组成如图所示,主要包拪转向储油罐、转向油泵、转向控制阀、转向动力缸等。液压常流滑阀式动力转向装置: 【1-滑阀 2-反作用柱塞 3-滑阀复位弹 4-阀体 5-转向螺杆 6-转向直拉杆 7-转向摇臂 8-转向动力缸 9-转向螺母 10-单向阀 11-安全阀 12-节流孔 13-溢流阀14-转向储油罐 15-转向油泵】图片来自:360汽车网 2.工作原理:
汽车直线行驶时,如图1a)所示,滑阀1在复位弹簧3的作用下保持在中间位 置。转向控制阀内各环槽相通,自油泵15输送出来的油液进入阀体环槽A之后,经环槽B和C分别流入动力缸8的R腔和L腔,同时又经环槽D和E进入回油管道流回油罐14。这时,滑阀不阀体各环槽槽肩之间的间隙大小相等,油路畅通,动力缸8因左右腔油压相等而不起加力作用。 汽车右转向时,驾驶员通过转向盘使转向螺杆5向右转动，顺时针，。开始时,转向螺母暂时不动,具有左旋螺纹的螺杆5在螺母9的推动下向右轴向移动,带动滑阀1压缩弹簧3向右移动,消除左端间隙h,如图11-1b)所示。此时环槽C不E之间、A不B之间的油路通道被滑阀和阀体相应的槽肩封闭,而环槽A不C之间的油 路通道增大,油泵送来的油液自A经C流入动力缸的L腔,L腔成为高压油区。R腔油液经环槽B、D及回油管流回储油罐14,动力缸8的活塞右移,使转向摇臂7逆时针转动,从而起加力作用。 只要转向盘和转向螺杆5继续转动,加力作用就一直存在。当转向盘转过一定 角度保持不动时,转向螺杆5作用于转向螺母9的力消失,但动力缸活塞仍继续右移,转向摇臂7继续逆时针方向转动,其上端拨动转向螺母,带动转向螺杆5及滑阀一起向左移动,直到滑阀1恢复到中间稍偏右的位置。此时L腔的油压仍高于R腔的油压。此压力差在动力缸活塞上的作用力用来克服转向轮的回正力矩,使转向轮的偏转角维持不动,这就是转向的维持过程。如转向轮进一步偏转,则需继续转动转向盘,重复上述全部过程。 松开转向盘,滑阀在回位弹簧3和反作用柱塞2上的油压的作用下回到中间位置,动力缸停止工作。转向轮在前轮定位产生的回正力矩的作用下自动回正,通过转向螺母9带动转向螺杆5反向转动,使转向盘回到直线行驶位置。如果滑阀不能回到中间位置,汽车将在行驶中跑偏。
选择说明的转向器是：液压常流滑阀式动力转向装置 1.液压常流滑阀式动力转向装置的基本组成如图所示，主要包括转向储油罐、转向油泵、转向控制阀、转向动力缸等。 液压常流滑阀式动力转向装置：
【1-滑阀2-反作用柱塞3-滑阀复位弹4-阀体5-转向螺杆6-转向直拉杆7-转向摇臂8-转向动 力缸9-转向螺母10-单向阀11-安全阀12-节流孔13-溢流阀14-转向储油罐15-转向油泵】图片来自：360汽车网 2.工作原理: 汽车直线行驶时，如图1a)所示，滑阀1在复位弹簧3的作用下 保持在中间位置。转向控制阀内各环槽相通，自油泵15输送出 来的油液进入阀体环槽A之后，经环槽B和C分别流入动力缸 8的R腔和L腔，同时又经环槽D和E进入回油管道流回油罐 14。这时，滑阀与阀体各环槽槽肩之间的间隙大小相等，油路畅 通，动力缸8因左右腔油压相等而不起加力作用。 汽车右转向时，驾驶员通过转向盘使转向螺杆5向右转动（顺时 针）。开始时，转向螺母暂时不动，具有左旋螺纹的螺杆5在螺 母9的推动下向右轴向移动，带动滑阀1压缩弹簧3向右移动， 消除左端间隙h，如图11-1b)所示。此时环槽C与E之间、A 与B之间的油路通道被滑阀和阀体相应的槽肩封闭，而环槽A 与C之间的油路通道增大，油泵送来的油液自A经C流入动力 缸的L腔，L腔成为高压油区。R腔油液经环槽B、D及回油管 流回储油罐14，动力缸8的活塞右移，使转向摇臂7逆时针转 动，从而起加力作用。
只要转向盘和转向螺杆5继续转动，加力作用就一直存在。当转向盘转过一定角度保持不动时，转向螺杆5作用于转向螺母9的力消失，但动力缸活塞仍继续右移，转向摇臂7继续逆时针方向转动，其上端拨动转向螺母，带动转向螺杆5及滑阀一起向左移动，直到滑阀1恢复到中间稍偏右的位置。此时L腔的油压仍高于R腔的油压。此压力差在动力缸活塞上的作用力用来克服转向轮的回正力矩，使转向轮的偏转角维持不动，这就是转向的维持过程。如转向轮进一步偏转，则需继续转动转向盘，重复上述全部过程。 松开转向盘，滑阀在回位弹簧3和反作用柱塞2上的油压的作用下回到中间位置，动力缸停止工作。转向轮在前轮定位产生的回正力矩的作用下自动回正，通过转向螺母9带动转向螺杆5反向转动，使转向盘回到直线行驶位置。如果滑阀不能回到中间位置，汽车将在行驶中跑偏。 在对装的反作用柱塞2的内端，复位弹簧3所在的空间，转向过程中总是与动力缸高压油腔相通。此油压与转向阻力成正比，作用在柱塞2的内端。转向时，要使滑阀移动，驾驶员作用在转向盘上的力，不仅要克服转向器内的摩擦阻力和复位弹簧的张力，还要克服作用在柱塞2上的油液压力。所以，转向阻力增大，油液压力也增大，驾驶员作用于转向盘上的力也必须增大，使驾驶
动力转向器工作原理 1.1、转向工作原理 动力转向系统由转向油罐1、转向油泵2、转向管路3、动力转向器4组成。转向系统工作时，转向油泵不停顿的随发动机转动而工作，把油从油罐吸出向动力转向器控制阀供油。无转向动作时，控制阀处于常开中间位置，油通过控制阀直接回到转向油罐。 转向时，司机通过方向盘将转向力矩传递给转向器的输入轴。输入轴与转向螺杆通过扭杆连接在一起。转向螺杆通过转向螺母（齿条活塞）、转向摇臂轴、转向摇臂、转向直拉杆与车轮连接在
一起。来自输入轴的转向力矩通过扭杆传到螺杆，由于上述循环球机构的作用，螺杆试图使齿条活塞沿缸孔做轴向运动，但来自车轮的地面阻力通过拉杆系统使摇臂轴限制了齿条活塞的轴向运动，因此扭杆被扭转，输入轴上的油槽与阀套上的油槽相对位置发生了改变---即控制阀起作用，并引导高压油流向指定的油缸，即上油缸或下油缸，在相对应的齿条活塞端面产生了液压作用力，并推动齿条活塞轴向移动，使摇臂轴产生转动，实现了汽车转向。 动力转向系统是一个典型的液压随动系统，所有的过程都是在动态下实现的：输入轴转动打开了油路，油泵向工作腔供油，当地面阻力大时活塞不动，工作腔油压就会不断增大，油压增大到一定程度在活塞一侧产生的推力大到能克服车轮的转向阻力就会推动 齿条活塞带动车轮转向。车轮转向阻力减小，工作腔油压就会降低，降到仍能维持车轮继续转动。此时另一腔的油在齿条活塞推动下沿回油路回到转向油罐。输入轴停止转动时，在扭杆弹性恢复力和油压力的继续作用下，输入轴上的油槽与阀套上的油槽回到中间常开位置，油泵供来的油不再流入任何一腔，直接回到转向油罐，直到下一次转向动作开始又重复上述过程。 转阀的工作原理见图三：