減振器的工作原理

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1、減振器的工作原理 概述：分析汽車(chē)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(jiàn)問(wèn)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(chē)懸架中，車(chē)輛無(wú)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(chē)身振動(dòng)加速度，極大地降低了車(chē)輛動(dòng)載荷，因而也極大地提高了車(chē)輛的行駛平順性和耐久性，為車(chē)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(chē)輛的沖擊，卻帶來(lái)一個(gè)伴生的問(wèn)題，那就是車(chē)身持續(xù)的大幅度振動(dòng)；另外，彈性輪胎的使用也帶來(lái)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(chē)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

2、也急劇增加。為抑制車(chē)輪振動(dòng)，維持車(chē)輪對(duì)地壓力，解決上述問(wèn)題，在車(chē)身和車(chē)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(chē)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(guó)內(nèi)的汽車(chē)絕大部分均采用四閥兩孔的雙筒減振器，如圖示：（下頁(yè)） 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(guò)程及壓縮阻尼力的產(chǎn)生 ①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

3、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(kāi)啟，壓力越大，開(kāi)口越大；相反，流通閥很容易開(kāi)啟，故B腔油液通過(guò)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(wú)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(guò)底閥排出到貯油缸C腔中。 ②壓縮中的流量平衡是這樣的： B腔排出的流量：Q=Vπ/4D2 A腔流入的流量：Q1=Vπ/4(D2-d2) C腔流入

4、的流量：Q2=Vπ/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 ③壓縮阻尼力為： Py=Pbπ/4 D2-Paπ/4(D2-d2) 注：Pb——B腔中的壓強(qiáng) Pa——A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(kāi)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=Pbπ/4d2 2.日常中遇到的壓縮常見(jiàn)問(wèn)題 ①.在生產(chǎn)中當(dāng)活塞桿與導(dǎo)向套縫隙過(guò)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)

5、升不上來(lái)（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(méi)有用?？杉哟罅魍ㄩy的背壓，即調(diào)大A、B腔壓差來(lái)調(diào)大壓縮阻尼力。一般情況調(diào)節(jié)底閥部位即可。 ②.當(dāng)示功圖壓縮出現(xiàn)空程時(shí)，一般是壓縮行程初期無(wú)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(lái)，產(chǎn)生這類(lèi)缺陷的原因一般是工作缸內(nèi)油液未充滿（有空氣沒(méi)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(guò)多造成。（一些摩托車(chē)減振器專(zhuān)門(mén)設(shè)置緩沖裝置另當(dāng)別論）。 3.復(fù)原過(guò)程及復(fù)原阻尼力的產(chǎn)生 ①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)

6、，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(kāi)啟，壓力越大，開(kāi)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(guò)很容易開(kāi)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。 ②復(fù)原中的流量平衡是這樣的： B腔

7、流入的流量：Q=Vπ/4D2 A腔排出的流量：Q1=Vπ/4(D2-d2) C腔流入到B腔的流量：Q2=Vπ/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 ③復(fù)原阻尼力為： Py= Paπ/4(D2-d2) - Pbπ/4 D2 注：Pb——B腔中的壓強(qiáng) Pa——A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(kāi)啟時(shí)，可粗略的認(rèn)為Pb腔壓強(qiáng)等于零，（比大氣壓還?。藭r(shí)復(fù)原阻尼力可認(rèn)為： Py= Paπ/4(D2-d2) 4. 日常中遇到的復(fù)原

8、常見(jiàn)問(wèn)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(wú)阻尼力，運(yùn)動(dòng)一定距離后，復(fù)原阻尼力才驟然升上來(lái)，產(chǎn)生這類(lèi)缺陷的原因一般是工作缸內(nèi)油液未充滿（有空氣沒(méi)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。 現(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(kāi)，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(kāi)啟（幾乎不損失壓強(qiáng)）。當(dāng)流通閥與補(bǔ)償閥開(kāi)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

9、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(lái)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(jiǎn)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

10、來(lái)越廣。 在減振器的設(shè)計(jì)過(guò)程中，減振器的速度特性應(yīng)與車(chē)輛相匹配，才能保證車(chē)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(kāi)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(lái)調(diào)整車(chē)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

11、意閥片過(guò)多或過(guò)少的不利影響。 五、各線零件常見(jiàn)不良問(wèn)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(wèn)題（零件、工裝及焊渣的影響）、焊接熱量大造成變形的問(wèn)題（包括熔深）（附圖）； 三、 阻尼裝配問(wèn)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(wèn)題還是執(zhí)行有問(wèn)題？ 2.在我們的日常生產(chǎn)中，一定注意超差的度的問(wèn)題，它會(huì)給我們?cè)黾哟蟮墓ぷ髁考俺杀?，這有賴(lài)于日常的監(jiān)控。