汽车悬架减震器培训

1、关于汽车悬架减震器培训第一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月1. 前悬架 是连接车架和车轴之间，以支撑车的重量，吸收轮胎的震动，同时设置部分转向机构的装置，根据前车轴的形式可以如下划分。 1. 非独立悬架(Solid Axle Suspension) 2. 独立悬架(Independent Suspension) 1) 横臂式(Wish Bone Type) 2) 麦弗逊式(Strut Type or Mcpherson Type) . 悬架类型第二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 两侧车轮安装于一整体式车桥上，车轮再通过弹簧安装到车身上 安装于公共汽车、卡车前后车桥，部分轿

2、车后车桥非独立悬架(Solid Axle Suspension) 第三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 该形式采用断开式车桥，两侧车桥活动互不相干，以此改善乘车舒适感和安全性。 1) 横臂式悬架 : 由上下控制臂(Upper and Lower Control Arm), 转向节(Steering Knuckle), 螺旋弹簧(Coil Spring)构成，弹簧对轮胎运动进行缓冲而上下运动。在该形式中，发生在轮胎的 刹车力或回转力(Cornering Force)都由控制臂支撑，弹簧只承受垂直载荷。 按照弹簧的排列和所使用的弹簧种类的不同，此形式又划分为很多种。独立悬架(Indepe

3、ndent Suspension) 第四张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 2)滑柱式或麦弗逊式(Strut Type or Mcpherson Type) 悬架 : 与转向节(Steering Knuckle)形成整体安装 减震器的滑柱(Strut)和下横臂、连接悬吊臂 和下部的球节(Ball Joint)及弹簧构成。 滑柱的上部通过顶端连接板连接到车体上， 顶端连接板与滑柱轴承相接。 车身重量由车身通过悬架滑柱支撑， 转向后滑柱与转向节一并旋转。 与横臂式相比，结构简单，构成 要素少，易于维护，可以降低簧下重量， 所以，车辆行驶性能(Road Holding)及 乘车舒适感良好。螺

4、旋弹簧滑柱关节下横臂传动轴横梁横臂稳定杆第五张，PPT共三十五页，创作于2022年6月2. 后悬架 一般使用车轴悬架式的情况较多，但 轿车为了提高乘车舒适感和稳定性，而使用 独立悬架，一般可以划分成 1. 非独立悬架(Solid Axle Suspension) 2. 独立悬架(Independent Suspension) 1) 纵臂式(Trailing Arm) 2) 5连杆式(5Link Type) 3) 扭转梁桥式(3连杆式 ; Torsion Beam Axle Type) 4) 多连杆式第六张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 用一个轴把左右轮连起来，再通过弹簧支 撑车体的悬

5、架方式，有钢板弹簧(Laminated Leaf Spring)、螺旋弹簧(Coil Spring)、 空气弹簧(Air Spring)等等。非独立悬架系统(Rigid Axle Suspension Type) 第七张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 1) 纵臂式(Trialing Arm)悬架 :通过朝向车后的1个或2个臂支撑轮胎， 由减震器、螺旋弹簧及扭力杆构成。 此种形式构造简单，前轮定位变化和 轮胎磨损少是其优点。 此种形式多用作小型FF汽车的后悬架装置， 在FR车上几乎不使用。独立悬架(Independent Suspension) 减震器纵臂管管与车身结合部分螺旋弹簧啮合

6、部分第八张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 2) 5连杆式(5Link Type)悬架 : 是在FR汽车的后悬架上广泛使用的形式。 此形式由承受前后负荷的左右各两个臂和承受 横向负荷的横向推力杆（lateral Rod）等 5个连杆和螺旋弹簧及减震器构成，主要 用在车轴固定式。减震器横振阻尼杆螺旋弹簧下横臂上横臂后轴第九张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 3) 扭力梁桥式(3连杆式; Torsion Beam Axle Type)悬架装置 : 多用作FF汽车中高档车的悬架装置。 由高强度钢板制成的U字型梁两端的拖动臂、 横振阻尼杆（Lateral Rod)及减震器 和螺旋弹簧、

7、安装在轴梁上的扭力杆 (Torsion bar)构成。 此种形式减少传到车体的震动，因此转向 稳定性和乘车舒适感良好。减震器横振阻尼杆扭力杆 轴梁拖动臂螺旋弹簧第十张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 4) 多连杆悬架装置 : 此悬架装置减少弹簧负荷，提高了乘车舒适感及车辆行驶性能（road holding） 降低车底盘，有增大室内空间的效果。 此种形式是把轮胎支持的臂斜向安装在车体上的形式，是处于拖动臂和摆动轴之间 的悬架装置，虽然是半纵臂式的一种，但此形式具有多个连杆构成，所以叫做多连杆式。横梁梭杆螺旋弹簧边梁传动轴下臂关节撑杆减震器拖动臂梭杆下臂横梁二连杆式 多连杆式第十一张，PP

8、T共三十五页，创作于2022年6月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. 减震器概述热能释放弹簧减震器冲击能振动能热能第十二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月1) 抑制行驶时传达给车身(Body)的大震动，以提高乘车舒适感(Ride Comport)。 - 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

9、稳定性 (Ride Handling)。 - 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。减震器的功能第十三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月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

10、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 第十四张，PPT共三十五页，创作于2022年6月3. 减震器的构造减震器由产生阻尼力的活塞阀和底阀（Body Valve)，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

11、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)贮存油面高度进入后油面高度减小运作时油面高度变化气压回弹压缩第十五张，PPT共三十五页，创作于2022年6月表1 减震器 各零件主要功能第十六张，PPT共三十五页，创作于2022年6月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

12、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（Body Valve(压缩时产生阻尼力)4-1 双作用式 4-2 单作用式 第十七张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 按有无贮存的分类 : Twin Tube(孪生管) / Mono Tube(单管) - Twin Tube Type(孪生管式) : 有贮存管式 (我公司主打产品) - Mono Tube Type(单管式) : 此类型无贮库管，在下部用自由活塞把 2530 Bar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

13、擦力较大，对外部冲击较薄弱。5-1 孪生管式 5-2 单管式 高压气体自由活塞第十八张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 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 悬架支柱第

14、十九张，PPT共三十五页，创作于2022年6月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） . 减震器性能第二十张，PPT共三十五页，创作于2022年6月2. 减震器的阻尼力特性 阻尼力产生原理 DF(re

15、b) = (P1-P2) x (Apiston-Arod), P2 -0 DF(comp) = (P2-P3) x Arod, P3 +0 负压产生及Loop lag - By pass-1,2油路中由于孔阻尼力（Orifice damping）产生负压 - 尤其由于By pass-1的P2侧负压是Comp. Lag的主要原因 对策 : 适用气体式, 增大By pass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冲程By pass-1By pass-2回弹压缩P1P2P3第二十一张，PPT共三十五页，创作于2022年6月 减震器内部体积 : Lmax时减震器内

16、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 第二十二张，PPT共三十五页，创作于2022年6月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（Orifice Damping），所以

17、 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冲程回弹 P1P2油封连杆导向器压力器第二十三张，PPT共三十五页，创作于2022年6月REB.COMP.CLS 活塞阀P1P2A(Reb)=A tube - A rodA(Comp)=A rodLVC 活塞阀P1P2 在回弹的行程中从活塞上室和贮库流入油产生孔阻尼力（ orifice damping）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 (loop lag) 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By pass-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

18、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 = P x Aeff DFoil = (P1-P2) x Areb DFgas =(P1+Pgas)-(P2+Pgas)x Areb 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REB.COMP.油品种类气体种类第二十四张，PPT共三十五页，创作于20

19、22年6月如上，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。低速时油流高速时油流DiscDisc-s活塞 Disc吹泄点随着disc缝隙的孔面积大小而变化随着disc厚度和基座阶段（seat step）而变化随着活塞孔的孔面积大小而变化图7 CL 活塞阀的油流图8 CL 活塞阀阻尼力特性线性图第二十五张，PPT共三十五页，创作于2022年6月压缩侧面的产生阻尼力的底阀（Body Valve），与此同理,下图表示底阀（Body Valve）的结构。图 9 CL 底阀（Body Valve）的油流第二十六张，PPT共三十五页

20、，创作于2022年6月 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(Lower Velocity Valve)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 主V/V吹泄点副 V/V吹泄点随着低速disc缝隙的孔面积大小而变化随着disc厚度和基座阶段（seat step）而变化随着

21、活塞孔的孔面积大小而变化随着低速度disc厚度和内部基座阶段而变化（seat step）第二十七张，PPT共三十五页，创作于2022年6月LVC 活塞阀的油流LVC 活塞阀阻尼力特性线性图 随着低速disc缝隙的孔面积大小而变化随着disc厚度和基座阶段（seat step）而变化随着活塞孔的孔面积大小而变化随着低速度disc厚度和内部基座阶段而变化（seat step）低速时油流高速时油流副 V/V吹泄点主 V/V吹泄点 Disc随着disc缝隙的孔面积大小而变化随着disc厚度和基座阶段（seat step）而变化随着活塞孔的孔面积大小而变化吹泄点 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 (Lower Velocity Valve)的二阶段 阀。CL 活塞阀的油流CL 活塞阀阻尼力特性线性图第二十八张，PPT共三十五页，创作于2022年6月1. 活塞阀类型图 12 活塞阀的种类. 阻尼阀RE 型SN 型CL 型LVC 型第二十九张，PPT共三十五页，创作于2022年6月2. 底阀（BODY VALVE）类型图 14 底阀（Body Valve）的种类RE 型CL 型第三十张，PPT共三十五页，创作于2022年6月