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汽车悬架及减震器浅谈

张航 王泰   
科学导报·科学工程与电力
2019年3期

【摘 要】汽车悬架系统是否先进决定了汽车的操控性能的优劣。而减震器是悬架系统中的一个重要部件,主要作用是促使车辆的行驶时减少震动,提升汽车的安全性及舒适性。随着人们对于汽车的性能要求不断提高,所以减震器也在不断的完善。本文主要对汽车减震器进行阐述。

【关键词】汽车悬架;减震器;浅谈

概述

悬架系统一般大致分为阻尼元件、弹性元件、结构元件,三类元件共同组成复杂的悬架系统,并通过相互的匹配设计,来达到整车对悬架系统的要求。下面主要谈谈悬架系统的阻尼元件---减震器。

1 悬架介绍

1.1汽车底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成,成形汽车的整体造型,并接受发动机的动力,使汽车产生运动,保证正常行驶。

1.2悬架系统定义

悬架系统就是指由车身与轮胎间的弹簧和避震器组成整个支持系统。

1.3悬架系统分类

汽车底盘的悬架,当前可以分为独立悬架和非独立悬架两种,主流的悬架种类主要是麦佛逊式独立悬架、交叉臂式独立悬架、多连杆式独立悬架以及扭力梁式非独立悬架。如图所示:

1.4 汽车悬架的作用

①支承车桥上的车身,并使车身与车轮之间保持适当的几何关系。

②对不平整路面所造成的汽车行驶中的各种颤动、摇摆和震动等,与轮胎一起,予以吸收和减缓。从而保障乘客和货物的安全,并提高驾驶稳定性。

③将路面与车轮之间的磨擦所产生的驱动力和制动力,传输至底盘和车身。

1.3汽车悬架形式

①根据悬架结构不同,可分为非独立悬架和独立悬架。

②根据悬架控制力,可分为被动悬架、半主动悬架和主动悬架。

③根据悬架控制方式,可分为机械控制悬架系统、电子控制悬架。

④根据对操控性、舒适性及成本不同的倾向策略,又可分为麦弗逊式独立悬挂、双叉臂式独立悬挂、单纵臂扭杆梁式半独立悬挂、连杆支柱式独立悬挂、多连杆式独立悬挂等国内常见的五种悬架。

2 减震器概述

2.1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。

2.1.1抑制行驶时传达给车身的大震动,以提高乘车舒适感。

2.1.2抑制行驶时车轮的快速震动,以防止轮胎离开路面,从而改善行驶稳定性。

2.2减震器原理

如下图a中质量M变形X0,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下图c的I特定固有振动频率的周期运动。一方面,按照了阻尼器“C”,所以在加上同样的变形后放手,就如图c中,随着时间振幅减少,特定的周期运动被吸收。如此,在下图a状态下车辆行驶过突出的部位,车体开始持续振动,共振引起摆动,影响乘用车舒适性和驾驶稳定性。此时,若抑制振动,则要如下图b中按照的阻尼器“C”相应的抵抗力,抑制质量M的震动的抵抗力叫做阻尼力,起产生阻尼力的Damper叫做减震器。

2.3减震器的构造

减震器由产生阻尼力的活塞阀和底阀,存储油和气体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露的油封构成。而且,以活塞阀为基准,其上成为活塞上室,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。活塞上下室总是油灌满,贮存室的下层以油灌满,上层以空气或气体灌满。

2.4减震器分类

减震器可根据运作原理,贮存管有否,贮存室安装类型,分很多种。

2.4.1按运作原理分:双作用式和单作用式。

2.4.2按有无贮存管:孪生管和单管。

2.4.3按贮存室:油式和气体式。

3 减震器故障分析

由于使用过程中不可避免的存在着失效问题,造成各种故障的出现。下面主要介绍几种减震器故障类型。

3.1失效

完全或部分失去减震功能--无阻尼力或阻尼力衰减幅度很大。失效可以由下列原因引发:

3.1.1减震器内阀系统失效。

3.1.2漏油。

3.2损坏

由于受到异常外力碰撞,使减震器活塞杆弯曲或缸筒碰瘪而导致卡死或卡滞;由于制造质量问题而产生的吊环脱落等。

3.3异响

一般情况下,异响应称为悬架系统异响,大多来自连接部位没有拧紧,球/环接头松动等,甚至轮胎的气压过高也可误认为异响;来自减震器本身异响的情况很少,但是当减震器明显实效,工作条件恶化或内部零件松动、减震器吊环胶套松动也可引起异响。

3.4其他

因减震器制造原因或零部件磨损使减震器松弛,引起车轮偏摆。

4 结束语

汽车行驶平顺性和操纵稳定性逐渐受到人们的重视。为使悬架系统能够适应不同道路及速度条件,各种减震器也应运而生,这必将引起悬架系统技术的升级。

参考文献:

[1]陈龙 半主动悬架系统设计及控制 机械工程学报 2005

[2]孙建民 汽车悬架系统的发展及控制技术研究现状 黑龙江工程学院学报 2001

(作者单位:保定市格瑞机械有限公司)

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