減振器的工作原理

減振器的工作原理概述：分析汽車減振器的結(jié)構(gòu)及其工作原理；為減振器的設(shè)計(jì)、調(diào)試及常見問題的解決提供有效的途徑。一、減振器的功能在目前的乘用汽車懸架中，車輛無一例外地采用彈性懸架。與剛性懸架相比，彈性懸架成百倍的降低了車身振動(dòng)加速度，極大地降低了車輛動(dòng)載荷，因而也極大地提高了車輛的行駛平順性和耐久性，為車輛高速行駛創(chuàng)造了條件。但是彈性懸架的采用固然大大緩和了地面對(duì)車輛的沖擊，卻帶來一個(gè)伴生的問題，那就是車身持續(xù)的大幅度振動(dòng)；另外，彈性輪胎的使用也帶來了輪胎跳離地面的傾向，使輪胎的接地性顯著惡化，與地面的附著性便嚴(yán)重喪失，由此引發(fā)的車輪牽引性、制動(dòng)性、轉(zhuǎn)向操作性、安全性都下降，輪胎的磨損也急劇增加。為抑制車輪振動(dòng)，維持車輪對(duì)地壓力，解決上述問題，在車身和車輪間設(shè)置減振器就顯得十分必要，也是現(xiàn)在人們將減振器視為彈性懸架的一個(gè)必備部件的原因。減振器吸收振動(dòng)，消耗功，并將它轉(zhuǎn)化為熱而散發(fā)掉，從而消除車身的持續(xù)振動(dòng)。二、減振器的結(jié)構(gòu)減振器一般采用單筒減振器和雙筒減振器，目前國內(nèi)的汽車絕大部分均采用四閥兩孔的雙筒減振器，如圖示：（下頁）四閥即流通閥、復(fù)原閥、補(bǔ)償閥、壓縮閥；兩孔即復(fù)原節(jié)流孔、壓縮節(jié)流孔。三、減振器工作原理1.壓縮過程及壓縮阻尼力的產(chǎn)生正常工作的減振器工作缸內(nèi)空隙均被減振油填滿。壓縮時(shí)，活塞桿逐漸伸入工作缸內(nèi)，活塞向底閥運(yùn)動(dòng)，A腔容積增大，B腔容積減少，B腔中的部分油液被迫排出。由于此時(shí)補(bǔ)償閥已關(guān)閉（在油壓及回位彈簧作用下），而底閥節(jié)流片的縫隙較小，油液不易從底閥排除；當(dāng)油液壓力大到一定程度時(shí)，壓縮閥才開啟，壓力越大，開口越大；相反，流通閥很容易開啟，故B腔油液通過流通閥大量流入A腔，將A腔充滿；但是，由于活塞桿的伸入使其在工作缸中減振器結(jié)構(gòu)圖占有的體積增加，使B腔排除的油量多于流入A腔的油量；無法進(jìn)入A腔的其余油液（其體積等于進(jìn)入工作缸的活塞桿的體積）只能從B腔中通過底閥排出到貯油缸C腔中。壓縮中的流量平衡是這樣的：B腔排出的流量：Q=V/4D2A腔流入的流量：Q1=V/4(D2-d2)C腔流入的流量：Q2=V/4d2流量平衡：Q=Q1+Q2注：V活塞速度D工作缸內(nèi)徑d活塞桿直徑壓縮阻尼力為：Py=Pb/4 D2-Pa/4(D2-d2)注：PbB腔中的壓強(qiáng)PaA腔中的壓強(qiáng)從該公式中可以看出，當(dāng)減振器活塞桿、工作缸尺寸確定后，壓縮阻尼力的調(diào)節(jié)是調(diào)節(jié)A、B腔的壓強(qiáng)。當(dāng)流通閥很容易開啟時(shí)，可粗略的認(rèn)為A、B腔壓強(qiáng)相等（實(shí)際上，有油液流通即存在壓差）。此時(shí)壓縮阻尼力可認(rèn)為：Py=Pb/4d22.日常中遇到的壓縮常見問題.在生產(chǎn)中當(dāng)活塞桿與導(dǎo)向套縫隙過大時(shí)，由于流入A腔油液從縫隙流入貯油缸，導(dǎo)致A、B腔壓強(qiáng)升不上來（A、B腔的壓力視為相等），在一定速度時(shí)，壓縮阻尼力達(dá)到一定力值時(shí)，此時(shí)底閥加多少閥片均沒有用?？杉哟罅魍ㄩy的背壓，即調(diào)大A、B腔壓差來調(diào)大壓縮阻尼力。一般情況調(diào)節(jié)底閥部位即可。.當(dāng)示功圖壓縮出現(xiàn)空程時(shí)，一般是壓縮行程初期無壓縮阻尼力，運(yùn)動(dòng)一定距離后，壓縮阻尼力才驟然升上來，產(chǎn)生這類缺陷的原因一般是工作缸內(nèi)油液未充滿（有空氣沒排出，多測(cè)兩次排出空氣即可解決）；或者是補(bǔ)償閥關(guān)閉不嚴(yán)，零件松動(dòng)。當(dāng)示功圖終端突然阻尼力變得很大時(shí)一般為油液過多造成。（一些摩托車減振器專門設(shè)置緩沖裝置另當(dāng)別論）。3.復(fù)原過程及復(fù)原阻尼力的產(chǎn)生正常工作的減振器工作缸內(nèi)空隙均為減振油填滿。復(fù)原時(shí)，活塞桿逐漸抽出工作缸，活塞遠(yuǎn)離底閥運(yùn)動(dòng)，A腔容積減少，B腔容積增大，A腔中的部分油液被迫排出。由于此時(shí)流通閥在A腔油壓及本身回位（彈簧或閥片本身剛性）的作用下已關(guān)閉，而復(fù)原節(jié)流片的縫隙較小，油液不能從復(fù)原閥排除；當(dāng)油液壓力大到一定程度時(shí)，復(fù)原閥才開啟，壓力越大，開口越大；但是，自A腔流入B腔的油液并不能將B腔充滿，原因是活塞桿從工作缸抽出，使A腔減少的空間小于B腔增大的空間。為保證B腔充滿油液（減振器正常工作所必須的），設(shè)置補(bǔ)償閥，使貯油缸中的油液在貯油缸氣壓作用下，通過很容易開啟的補(bǔ)償閥，進(jìn)入工作缸（其體積等于抽出工作缸的活塞桿的體積），將B腔填滿。復(fù)原中的流量平衡是這樣的：B腔流入的流量：Q=V/4D2A腔排出的流量：Q1=V/4(D2-d2)C腔流入到B腔的流量：Q2=V/4d2流量平衡：Q=Q1+Q2注：V活塞速度D工作缸內(nèi)徑d活塞桿直徑復(fù)原阻尼力為：Py= Pa/4(D2-d2) - Pb/4 D2注：PbB腔中的壓強(qiáng)PaA腔中的壓強(qiáng)從該公式中可以看出，當(dāng)減振器活塞桿、工作缸尺寸確定后，復(fù)原阻尼力的調(diào)節(jié)是取決于A、B腔的壓強(qiáng)。當(dāng)補(bǔ)償閥很容易開啟時(shí)，可粗略的認(rèn)為Pb腔壓強(qiáng)等于零，（比大氣壓還?。?，此時(shí)復(fù)原阻尼力可認(rèn)為：Py= Pa/4(D2-d2)4. 日常中遇到的復(fù)原常見問題當(dāng)示功圖復(fù)原出現(xiàn)空程時(shí)，一般是復(fù)原行程初期無阻尼力，運(yùn)動(dòng)一定距離后，復(fù)原阻尼力才驟然升上來，產(chǎn)生這類缺陷的原因一般是工作缸內(nèi)油液未充滿（有空氣沒排出，多測(cè)兩次排出空氣即可解決）；或者是流通閥復(fù)原初期關(guān)閉不嚴(yán)，零件松動(dòng)；底閥部分泄漏?，F(xiàn)在人們一般認(rèn)為，阻尼力的產(chǎn)生用四閥兩孔結(jié)構(gòu)的減振器時(shí)，復(fù)原與壓縮產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)完全分開，即復(fù)原阻尼力調(diào)節(jié)活塞部位，壓縮阻尼力調(diào)節(jié)底閥部位。主要是考慮流通閥與補(bǔ)償閥在減振器運(yùn)動(dòng)中很容易開啟（幾乎不損失壓強(qiáng)）。當(dāng)流通閥與補(bǔ)償閥開啟難度加大時(shí)，流通閥對(duì)壓縮產(chǎn)生影響；補(bǔ)償閥對(duì)復(fù)原產(chǎn)生影響。所以在實(shí)際生產(chǎn)中，將復(fù)原阻尼力合格的活塞桿組件與另一支的壓縮阻尼力合格的底閥組件裝在一起時(shí)，減振器的阻尼力不一定合格。當(dāng)復(fù)原力值異常，一般就是閥系零件裝配錯(cuò)誤（流通片多裝等）或卡片，清潔度不合格等。四、充氣減振器及閥系調(diào)整減振器發(fā)展到今天，充氣式減振器越來越多。雙筒減振器由于可油氣混合（單筒減振器必須油氣分離）實(shí)現(xiàn)充氣較簡單，并只需在油封上增加一個(gè)氣封（如圖示），防止氣體竄入工作缸中，且有如下優(yōu)點(diǎn)：1.在振幅較小時(shí)，閥的響應(yīng)更靈敏；2.提高了行駛平順性；3.改善了極限條件（如在坑洼路上行駛）下的阻尼特性；4.流動(dòng)油液噪聲很小。（但充氣產(chǎn)品更容易出現(xiàn)閥片與活塞尖叫）；在上述優(yōu)點(diǎn)中，特別是改善閥的靈敏性，可很大提高減振器的性能，故應(yīng)用越來越廣。在減振器的設(shè)計(jì)過程中，減振器的速度特性應(yīng)與車輛相匹配，才能保證車輛良好的行駛平順性和安全性。在只有樣件情況下，應(yīng)盡量采用與樣件結(jié)構(gòu)一致的閥系，因?yàn)楣?jié)流孔、閥片、彈簧、活塞孔與底閥孔（有的減振器在高速時(shí)用孔節(jié)流）形成的速度特性是不一致的。雖然有時(shí)我們用另一種閥系能調(diào)合格兩、三個(gè)點(diǎn)甚至四、五個(gè)速度點(diǎn)的阻尼力，但是速度特性曲線卻不容易重合，如復(fù)原閥或壓縮閥開啟的速度點(diǎn)與要求不一致。這種減振器的減振效果就會(huì)變差。上海泛亞技術(shù)中心做減振器匹配試驗(yàn)時(shí)，就是調(diào)節(jié)速度特性曲線來調(diào)整車輛性能的。這是我們今后應(yīng)著重研究并在實(shí)際設(shè)計(jì)和生產(chǎn)中力求做到的。平時(shí)我們調(diào)整時(shí)注意除測(cè)試點(diǎn)外的其他速度的檢測(cè)，并且注意閥片過多或過少的不利影響。五、各線零件常見不良問題對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的危害：一、 活塞桿：粗糙度，同軸度、直線度、端跳、中心孔、固定環(huán)槽（附圖）；二、 貯油筒組件焊接：定位不可靠的問題（零件、工裝及焊渣的影響）、焊接熱量大造成變形的問題（包括熔深）（附圖）；三、 阻尼裝配問題：零件的一致性、設(shè)備的穩(wěn)定性、清潔度（二次污染）；四、 支柱裝配：力矩、外連接套的平面、螺栓壓裝、標(biāo)識(shí)、混裝.六、 建議：1.現(xiàn)行控制或工藝參數(shù)不符工藝文件的改正；就是實(shí)際實(shí)行的與工藝要求的不一致，是規(guī)定有問題還是執(zhí)行有問題？2.在我們的日常生產(chǎn)中，一定注意超差的度的問題，它會(huì)給我們?cè)黾哟蟮墓ぷ髁考俺杀?，這有賴于日常的監(jiān)控。