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减振器基础知识培训 1 减震器功能 减震器是为了消除路面输入带来的震动而使用的 即 利用流体把弹簧的弹性能量转换成热能 使车辆运动收敛最合理化 以给驾驶者舒适感和稳定感 有助于提高行驶稳定性 图1 减震器的功能 1 抑制行驶时传达给车身 Body 的大震动 以提高乘车舒适感 RideComport 缓冲传达给驾驶者和乘客的冲击 以提高乘车舒适感 降低疲劳 保护装载的货物 延长车身寿命 防止弹簧损坏 2 抑制行驶时车轮的快速震动 以防止轮胎离开路面 从而改善行使稳定性 RideHandling 改善行驶稳定性及调整性 有效地把发动机爆燃压力传达到地面 以节约燃料费用 提高刹车效果 延长车体各个部分的寿命 节约车的维护费用 减震器的功能 2 减震器减震原理 图2 1的质量M变形Xo 然后放手 那么从放手的瞬间开始质量M开始振动 在无任何阻力的情况下 受到弹簧的弹力重复做如图2 3中 I 的特定固有振动频率的周期运动 一方面 在图2 2的情况中 安装了阻尼器 C 所以在加上同样的变形后放手 就如图2 3中 II 随着时间振幅减少 特定的周期运动被吸收 如此 在图2 1的状态下车辆驶过突出部位 车体开始持续振动 共振引起摆动 影响乘车舒适性和驾驶稳定性 此时 若要抑制振动 则要如图2 2安装D阻尼器 C 相应的抵抗力 抑制质量M的振动的抵抗力叫做阻尼力 起生成阻尼力作用的Damper叫做减震器 图2 阻尼力效果 2 1 2 2 2 3 3 减震器的构造 减震器由产生阻尼力的活塞阀和底阀 BodyValve 储存油和气体 空气 的气缸本体和贮存管 传达车体运动的连杆 防止内部气体或油泄漏的油封构成 而且 以活塞阀为基准 其上称作活塞上室 其下称作活塞下室 贮存管和气缸本体之间的空间叫贮存室 活塞上下室总是由油灌满 贮存室的下层以油灌满 上层以空气或气体 氮气 灌满 图3 减震器结构 连杆 贮存管 基壳 油封 气缸管 管 活塞阀 底阀 活塞上室 活塞下部 贮存室 空气或气体 贮存室 油 表1 减震器各零件主要功能 4 减震器分类 减震器可以根据运作原理 贮存管有否 贮存室 安装类型 分很多种 按照运作原理可分为 双作用式 单作用式 双作用式 在车辆回弹和压缩启动时都产生阻尼力 大部分减震器属于此类 单作用式 在车辆单方向启动时产生阻尼力 主要是在伸长时产生阻尼力 适用于越野车 活塞阀 回弹时产生阻尼力 底阀 BodyValve 压缩时产生阻尼力 4 1 双作用式 4 2 单作用式 按有无贮存的分类 TwinTube 孪生管 MonoTube 单管 TwinTubeType 孪生管式 有贮存管式 我公司主打产品 MonoTubeType 单管式 此类型无贮库管 在下部用自由活塞把25 30Bar之间的空气与油分开 与孪生管式相比 油流发生的噪音较少 阻尼力性能优良 虽轻 但在减震器下端安置了气体室 因此基本长度较长 摩擦力较大 对外部冲击较薄弱 5 1 孪生管式 5 2 单管式 按贮存室的分类 油式 气体式 油式 此式在贮存室上部灌满空气 贮存室的空气与油混合引起气化 气化在快速运作或连续运作时产生 也是噪音的原因之一 气体式 此式在贮库室上部灌满了气体 氮气 弥补了油式的缺点 产生稳定的阻尼力 噪音较少 按照设置类型的分类 减震器 减震支柱 减震器 此式只产生阻尼力 减震支柱 不只产生阻尼力 也是悬架结构的一部分 起着定位车轮位置的功能 适用于麦弗逊支柱式悬架 6 1 减震器 6 2 悬架支柱 1 减震器的阻尼力原理 原理 经过阀门的系统油 减震器用油 的流动产生阻尼力 低速区间的阻尼力 Disc s形成一定面积的缝隙 此缝隙中有油经过时产生阻尼力 用缝隙的面积控制阻尼力 中 高速区间的阻尼力 随着活塞杆的运作速度提高 单位时间内通过活塞阀的油量增加Disc s和与此嵌套Disc随之弯曲形成截面积 通过该截面积的量产生阻尼力 Disc s和嵌套的Disc厚度和Disc内接触面的差异控制阻尼力 减震器性能 2 减震器的阻尼力特性 阻尼力产生原理DF reb P1 P2 x Apiston Arod P2 0DF comp P2 P3 xArod P3 0负压产生及Looplag Bypass 1 2油路中由于孔阻尼力 Orificedamping 产生负压 尤其由于Bypass 1的P2侧负压是Comp Lag的主要原因 对策 适用气体式 增大Bypass截面积 适用模型 注 如上数据以1 0m s阻尼力为基准 阻尼力的产生及压力特性 减震器内部体积 Lmax时减震器内部总体积贮存体积 Lmax时减震器贮存体积油量及冲程 Lmax Lmin 引起的体积变化油面高度 Lmax时贮库室油面高度小孔 puncture 温度 油的体积膨胀 0 008 使贮存体积变成零的温度油封使用压力 内压特性主要变量 改善前 内压特性改善效果分析 改善后 阻尼力引发的管内压 作用于油封的压力 连杆导向器 连杆之间间隙部位的孔阻尼力导致的油封部的压力减少 结果 维持气体密封压等减震器内部平衡压范围内的压力特性但高速运作时 阻尼力增加带来的压力提高超过孔阻尼力 OrificeDamping 所以实际P2显为减少 油封附加压力检测 顶点 减震器内部压力测量设备示意 REB COMP CLS活塞阀 P1 P2 A Reb Atube Arod A Comp Arod LVC活塞阀 P1 P2 在回弹的行程中从活塞上室和贮库流入油产生孔阻尼力 orificedamping 引起的负压在连续压缩时产生P2负压导致的无阻尼力现象 looplag 加上气体压力提升P2的绝对压力 贮库上部油面作用压力增加导致向Bypass 1的油压性能提高 采用气体是的Lag改善 乘车舒适感 噪音性能的提高 降低嗖嗖声噪音 嗖嗖声噪音 随着压力的降低 流体内的饱和气体气化并消失时发出的声音与阻尼力发生时的 P P1 P2 的绝对值及P2负压的程度成正比 加上气体压力 提高P2的绝对压力 提高系统全体的压力 在同一阻尼力条件下抑制饱和浓度增大导致的气化 DF PxAeffDFoil P1 P2 xArebDFgas P1 Pgas P2 Pgas xAreb 油 气体式都 P相同 所以阻尼力相同 在气体式中低压侧为 P2 Pgas 提高饱和浓度 抑制气化 约减少10dBA 压力平衡改善 如上 低速区间和高速区间阻尼力产生及控制因素不同 导致低速区间和高速区间的阻尼力变化具有不连续性 这种不连续性称之为吹泄点 图7 CL活塞阀的油流 图8 CL活塞阀阻尼力特性线性图 压缩侧面的产生阻尼力的底阀 BodyValve 与此同理 下图表示底阀 BodyValve 的结构 图9 CL底阀 BodyValve 的油流 低阻尼力有助于乘车舒适性 所以这种特性有其好处 但在不连点上 有力的剧变 所以对乘车舒适性有不利影响 而且 在低速领域如果不产生阻尼力 则不能抑制车体的缓慢摇动 并且也不能抑制过渡性的姿态变化 所以导致剧烈震动 成为影响乘车舒适性的原因 为了解除这种不利影响 在运作速度低时 产生稳定的阻尼力 而使用添加如下极低速阀门 LowerVelocityValve 的二阶段阀门 图10 LVC活塞阀的油流 图11 LVC活塞阀阻尼力特性线性图 LVC活塞阀的油流 LVC活塞阀阻尼力特性线性图 吹泄点 从低速区间变化到高速区间时发生的不连续点 缺点 力的剧变对乘车舒适性的不利影响 极低速 LVC 阀 为了消除如上缺点使用添加极低速阀门 LowerVelocityValve 的二阶段阀 CL活塞阀的油流 CL活塞阀阻尼力特性线性图 1 活塞阀类型 图12 活塞阀的种类 阻尼阀 RE型 SN型 CL型 LVC型 2 底阀 BODYVALVE 类型 图14 底阀 BodyValve 的种类 RE型 CL型 3 阀门特性 分类 阀门结构 优缺点 阀门单纯支持形态 阻尼力散布较广 主要用于商用车 逐渐被CL式替代 阀门固定支持形态 阻尼力散布较窄 在需要相对较高的压缩 Comp 阻尼力时使用 用于ECS用阻尼器 在低速中需要高阻尼力时使用 乘车舒适性 转向稳定性优秀 CL CL阀 RE RE阀 优点与CL式相比嗖嗖噪音降低 油式 优点随着加速度档的降低引发的卡嗒卡嗒噪音减少高速运作时阀门灵敏性提高带来乘车舒适感的改善可以缩小阻尼力散布 缺点加速度档规格上限值分布高速运作时阀门灵敏性降低产生阻尼力散布 缺点产生嗖嗖噪音 油式 4 阀门 RE CL 特性比较 1 LVC阀系结构比较 活塞阀组装 本体阀 BodyValve 组装 连杆 垫圈 进气弹簧 固定器 进气阀 活塞 回弹固定器 下Disc 下Disc s 主Disc 主Disc S