摩托车在行驶中，会遇到凹坑和障碍物，这种急剧的变化会使摩托车在行驶中发生不稳定状况，轻者手把跳动剧烈，前轮瞬间转动困难，重者撞底压死轮胎无法复位。锁油阀在跨骑摩托车上经常用到，其目的是防止摩托车前减震器撞底，在工作行程即将压缩到末段时，逐渐锁闭运动油快速泄流，利用剩余运动油的不可压缩性，确保前减震器前叉管与底筒软接触。本文着重于研究锁油阀在前叉管与底筒软接触的瞬间，如何产生有被拖拽感觉（如同橡胶软盖紧贴在玻璃上，被拽开瞬间的响声），有微弱异响产生，以及如何解决。

摩托车在行驶中，会遇到凹坑和障碍物，这种急剧的变化会使摩托车在行驶中发生不稳定状况，轻者手把跳动剧烈，前轮瞬间转动困难，重者撞底压死轮胎无法复位。为确保摩托车行驶中趋于稳定，路遇凹坑和障碍物时不至于对行驶状况影响过大，跨骑式摩托车前减震器在压缩行程末段设置了锁油阀系统，以防止路遇巨大凹坑时前减震器撞底；在复原行程末段设置了缓冲弹簧，缓解路遇巨大障碍时前减震器复位撞击。了解缓冲阻力如何产生，研究锁油阀的目的在干掌握摩托车前减震器的舒适性调整方法，通过在锁油阀结构上的创新，可以得到不同的缓冲阻力，这也是前减震器设计时必须要注意的细节。

1 锁油阀工作原理
锁油阀（见图1）在骑式车前减震器中应用广泛，在踏板车上也有应用，但弯梁车前减震器中很少应用，主要是内部结构的限制，不具有足够安装的空问所致。

1.1工作原理
a）压缩侧
前减震器运动压缩至接近工作行程最小极限时，需要有大于2倍以上的缓冲阻力，防止触底撞击。设置在前叉管下端的锁油套和装在外筒下端的锁油杆闭合在一起，产生与前减震器压缩速度相对应的缓冲阻力，由此来缓和压缩最小时的触底撞击异响。
当前叉管相对于底筒作压缩运动时，自由阀被运动油压力推动克服鞍型弹簧片的负荷致使鞍型弹簧片逐渐复平，运动油从A-A通道泄流，同时也从活塞杆与自由阀之问的B-B缝隙泄流，运动速度快，前减震器运动油粘度大，缝隙泄流就很微弱。当锁油套与锁油杆逐渐闭合，压缩阻力逐渐升高，直至完全闭合，出现如图2所示的压缩侧缓冲阻力特性。但是这种锁油阀的缺点是：在锁油套与锁油杆闭合开启分离时，由于有层极薄的油膜吸附，有被拖拽感觉（如同橡胶软盖吸贴在玻璃上，被拽开瞬间的响声）的微弱异响产生，解决的办法如图3，前叉管头部有3段倒角构成，让被挤得运动油分段泄流；或者反向再装一个自由阀，自由阀在受到压缩方向油液阻力时，阀线面紧贴锁油套端构成密封面，闭合时运动油无泄流通道，实现软触底。设计时应注意图1中的L，确保前叉管头部与底筒底部零间隙时，L=1.5～2.0 mm，锁油杆顶部不得碰触自由阀。

如图4所示，可以看到锁油套被减短了，在锁油套的下端装有与上端类似的自由阀II如图3b，上端自由阀I与鞍型弹簧片构成了复原阀系，自由阀I与固定座间隙配合，一般间隙0.5～0.75 mm；而下端自由阀D1与固定座动配合，配合间隙0.07～0.15 mm、d与锁油杆外径为缝隙动配合，缝隙0.025～0.10 mm.如图，4所示，结构的形式与复原阀系相同，依赖于压缩初期开始，运动油高压力迫使自由阀II阀线面紧贴锁油套下端构成密封面，切断了运动油的主要泄流通道，仅从从锁油杆与白由阀II之间的C-C缝隙泄流，运动速度快，前减震器运动油粘度大，缝隙泄流就很微弱。缓冲阻力的变化如图5。双自由阀由于运动油最后被挤压在最小空间内无法泄流，即锁油拿与锁油杆就无法完全闭合，所以被拖拽感觉，微弱异响消失了。但是由于缓冲阻力增大，乘骑感觉发硬，不舒适感会有所增加。



b）复原侧
前减震器运动复原至接近工作行程最大极限时，同样也需要有缓冲阻力防止撞击。设置在活塞杆上端的缓冲弹簧与自由阀I锁闭了节流孔后，产生与前减震器复原速度相对应的缓冲阻力，由此来缓和复原最大时的撞击异响。
当前叉管相对于底筒作复原运动时，运动油高压力迫使自由阀I阀线面紧贴锁油套上端构成密封面，运动油从活塞杆与自由阀之间的D-D缝隙泄流，运动速度快，前减震器运动油粘度大，缝隙泄流就很微弱。当缓冲弹簧逐渐压缩，复原阻力逐渐升高，形成复原侧缓冲阻力特性。这里要注意的是，复原侧缓冲阻力有两部分，液压阻力和缓冲弹簧力，如图6所示液压阻力很微弱，缓冲弹簧力很大。由于复原侧末端设有缓冲弹簧，足以满足撞击缓冲的需要，因此一般对复原侧缓冲阻力关注甚少。

1.2调整缓冲阻力的方法
a）锁油套、锁油杆之间的间隙每变化0.05 mm（单边），缓冲阻力变化约100 N；
b）锁油杆的锥角a大、H变短，缓冲力剧增速度加快，反之a小、H变长，缓冲力剧增速度减缓（见图7），所以有时为了得到舒适感，也在反复调整这两个参数。变化锁油套、锁油杆之间的间隙对压缩阻力也有一定影响。

c）增加运动油的油量或者改变粘度，也会引起缓冲阻力的变化。

2 锁油阀结构
倒置前减震器缓冲（防撞）功能的设计形式丰富多样（见图8），有的与正置前减震器相同＜如图8 （a） >、锁油阀设在工作缸底部，锁油杆装在了活塞杆的头部，在底部焊接了一段套，使锁油杆进入，这种工艺难度大一些，焊接会导致薄壁套变形；也可以设在工作缸的上部＜如图8 （b）＞，利用工作缸复原部分，锁油杆上设有流通孔，孔可以调节缓冲阻力大小，称之为二级泄流孔，使缓冲力逐渐增大，还可以解决真空吸底；也有如后减震器＜如图8 （c）＞，在压缩最末行程处设有缓冲垫（橡胶弹簧），利用橡胶弹性特性，在逐渐受压时增大缓冲力。

缓冲系统的样式也有多种，但目的只有一个，要保证在行程末端瑞流的运动油通过缝隙泄流，行程末端缓冲阻力增大防撞底。

3 锁油阀材料特性
锁油套、锁油杆选材大多采用粉末冶金，但由于锁油杆要承受螺栓锁紧活塞管的拉力及活塞管动扰力，所以应有极好的压溃强度，否则易碎裂而影响安全强度。有时为了满足这一要求，也可选择硬质铝合金材料、橡胶或者新型材料PVC。另外使用粉末冶金，还要解决烧结炭黑中的石墨在运动油中的析出问题，析出的石墨不仅污染运动油，也会加剧摩擦副工况恶化，这也是赛车型减震器在内部结构设计时尽量避免选择使用粉末冶金材料的原因之一。

4 锁油阀工艺特性
粉末冶金是烧结材料，对模具精度要求比较高，压制烧结过程孔口，端角产生易产生细微的毛刺，需要烧结后整形去除。锁油杆底部承受压力与冲击力，对径向压溃强度要求大于500 MPa，表观硬度HB90～140，需要蒸汽处理提高强度。
在运动中实现锁油套、锁油杆自由嵌合无接触摩擦，对零件的形位公差要求较高。往往在压缩到行程末端时，产生卡滞、阻涩及运动不滑畅现象，这与锁油套、锁油杆的制造精度有关。特别是锁油杆，内孔定位活塞管，外径定位在外筒底部凹台内，同轴度与垂直度要求极其重要。如果采用烧结材料，支撑端面很可能达不到需要的要求，这时需要采取后续加工来弥补。

5 缓冲阻力测试
缓冲阻力在很多图纸上并没有特别规定，但有的图面给出了如图9所示的缓冲阻力曲线，该曲线包括了复原测、压缩侧缓冲阻力。测试缓冲阻力时要遵循如下要求：

a）测试行程S：50 mm；
b）测试速度V：0.5 m/s（或者0.3 m/s）；
c）测试位置：
I）压缩侧Lmin＋2.5 mm为下死点，距离2.5 mm处测量；
II）复原测Lmax－2.5 mm为上死点，距离2.5mm处测量。
d） A（试温度t：开始测试时运动油温度20℃～25℃。
缓冲阻力与示功图测试唯一不同的是测试位置，其余测试条件完全相同。