Design and research of the novel mono-tube double-piston damping adjustable shock absorber

Li Shengjie; Zhang Hangjia; Deng Hu; Tang Min; Wang Jian; Jiang Ruifeng; Lin Tao; Lv Weijie; Lu Minxian; Yu Yang; Zhang Jinning; Zhang Guang

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Design and research of the novel mono-tube double-piston damping adjustable shock absorber

更新时间：2026-06-18

- Design and research of the novel mono-tube double-piston damping adjustable shock absorber
- Journal of Mechanical Transmission Pages: 1-11(2026)
- 作者机构：
  
  1.绍兴职业技术学院机电工程与交通学院，绍兴 312000
  2.浙江工业大学台州研究院，台州 318001
  3.浙江工业大学机械工程学院，杭州 310014
  4.浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室，杭州 310027
  5.西格迈股份有限公司，台州 317100
  6.浙江钻盛科技有限公司，丽水 323000
  7.新南威尔士大学土木与环境工程学院，悉尼 2052
  8.台州金宇机电有限公司，台州 317100
  9.浙江宏鑫科技股份有限公司，台州 318020
  10.浙江工业大学全省高精高效复合加工技术与装备重点实验室，杭州 310023
  11.浙江工业大学特种装备制造与先进加工技术教育部重点实验室，杭州 310023
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：
  CLC： U463.33
- Received：29 November 2025，
  
  Revised：2026-01-17，
  
  Online First：18 June 2026，
- 稿件说明：
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李胜杰，张杭佳，邓鹄，等.新型单筒双活塞式阻尼可调减振器的设计研究［J］.机械传动，XXXX，XX（XX）：1-11.

Li Shengjie，Zhang Hangjia，Deng Hu，et al.Design and research of the novel mono-tube double-piston damping adjustable shock absorber［J］.Journal of Mechanical Transmission，XXXX，XX（XX）：1-11.
李胜杰，张杭佳，邓鹄，等.新型单筒双活塞式阻尼可调减振器的设计研究［J］.机械传动，XXXX，XX（XX）：1-11. DOI：

Li Shengjie，Zhang Hangjia，Deng Hu，et al.Design and research of the novel mono-tube double-piston damping adjustable shock absorber［J］.Journal of Mechanical Transmission，XXXX，XX（XX）：1-11. DOI：

摘要

目的

针对传统减振器固定阻尼特性无法适配多路况行驶需求的问题，设计一种新型单筒双活塞式阻尼可调减振器，解决现有单筒减振器阻尼力储备不足、外置调节阀结构冗余的缺陷，为越野车辆悬架减振器优化设计提供参考。

方法

首先，推导减振器压缩与复原行程的阻尼力数学模型，为阻尼特性量化分析提供依据；其次，建立减振器内部流场三维流体模型，采用标准

k-ε

模型完成流场仿真，获取不同工况下的阻尼特性仿真结果；然后，搭建减振器阻尼特性专用试验平台，完成不同加载速度、调节挡位下的示功特性与速度特性试验；最后，对比仿真与试验数据，验证结构设计的可行性。

结果

结果表明，仿真与试验结果吻合良好，最大相对误差为13.22%；压缩行程中阻尼力最大动态范围为2.16 kN，峰值输出达7.05 kN；复原行程中阻尼力最大动态范围为2.57 kN，最大输出为5.97 kN；该结构通过双活塞协同工作机制与内置4挡位调节阀，实现阻尼力宽范围分级调节，有效提升减振器多工况适应性。

Abstract

Objective

The fixed damping characteristics of traditional shock absorbers cannot meet the driving requirements of multiple road conditions. A novel mono-tube double-piston damping adjustable shock absorber was designed to solve the defects of insufficient damping force reserve and redundant external control valve structure in existing mono-tube shock absorbers

and to provide reference for the optimal design of off-road vehicle suspension shock absorbers.

Methods

Firstly

the mathematical models of damping force in compression and rebound strokes of the shock absorber were derived to provide a basis for quantitative analysis of damping characteristics. Secondly

a three-dimensional fluid model of the internal flow field of the shock absorber was established

and the flow field simulation was completed by using the standard k-ε model to obtain the simulation results of damping characteristics under different working conditions. Then

a special test platform for damping characteristics of the shock absorber was built

and the tests of indicator characteristics and velocity characteristics under different loading speeds and adjustment gears were completed. Finally

the simulation and test data were compared to verify the feasibility of the structural design.

Results

The results show that the simulation results are in good agreement with the test results

and the maximum relative error is 13.22%. In the compression stroke

the maximum dynamic range of damping force is 2.16 kN

and the peak output reaches 7.05 kN; in the rebound stroke

the maximum dynamic range of damping force is 2.57 kN

and the maximum output is 5.97 kN. The structure can realize wide-range step adjustment of damping force through the double-piston cooperative working mechanism and the built-in 4-gear regulating valve

and effectively improve the multi-working condition adaptability of the shock absorber.

关键词

Keywords

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