汽车减振器基础知识培训实用教案

1、1. 1. 减震器功能(gngnng)(gngnng) 减震器是为了(wi le)(wi le)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。 图图1 1 减震器的功能减震器的功能(gngnng)(gngnng)热能释放弹簧减震器冲击能振动能热能第1页/共24页第一页，共24页。1) 1) 抑制行驶时传达给车身(Body)(Body)的大震动，以提高乘车舒适感(Ride Comport)(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

2、装载的货物。 - - 延长车身寿命，防止弹簧损坏。2) 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 (Ride Handling) (Ride Handling)。 - - 改善行驶稳定性及调整性。 - - 有效地把发动机爆燃(bo rn)(bo rn)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(gngnng)第2页/共24页第二页，共24页。2. 2. 减震(jin zhn)(jin zhn)器减震(jin zhn)(jin zhn)原理图2-12-1的质量M M变形XoXo，然后放手，

3、那么从放手的瞬间开始质量M 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2-32-3中(I)(I)的特定固有振动频率的周期运动。一方面，在图2-22-2的情况中，安装(nzhung)(nzhung)了阻尼器“C C”，所以在加上同样的变形后放手，就如图2-32-3中 (II) (II)，随着时间振幅减少，特定的周期运动被吸收。如此，在图2-12-1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2-22-2安装(nzhung)D(nzhung)D阻尼器“C C”相应的抵抗力。抑制质量M M的振动的抵抗力叫做阻尼

4、力，起生成阻尼力作用的DamperDamper叫做减震器。图2 阻尼力效果(xiogu)mXomXoKKC2-1 2-2 2-3 第3页/共24页第三页，共24页。3. 3. 减震器的构造(guzo)(guzo)减震器由产生阻尼力的活塞阀和底阀（Body Valve)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(yndng)(yndng)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(

5、jigu)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4页/共24页第四页，共24页。表1 减震器 各零件(ln jin)主要功能第5页/共24页第五页，共24页。4. 4. 减震器分类(fn li)(fn li)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(hu dn)(hu dn)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

6、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(hu dn)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6页/共24页第六页，共24页。 按有无(yu w)(yu w)贮存的分类 : Twin Tube( : Twin Tube(孪生管) / Mono Tube() / Mono Tube(单管) ) - Twin Tube Type(- Twin Tube Type(孪生管式) ) : : 有贮存管式 ( (我公司主打产品) ) - Mono Tube Type(- Mono Tube Type(单管

7、式) ) : : 此类型无贮库管，在下部用自由活塞把 25 2530 Bar30 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，摩擦力较大，对外部冲击较薄弱。5-1 孪生(lunshng)管式 5-2 单管式 高压气体自由活塞第7页/共24页第七页，共24页。 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(kngq)(kngq)，贮存室 的空气(kngq)(kngq)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 : :

8、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(zhzh)第8页/共24页第八页，共24页。1. 1. 减震器的阻尼力原理(yunl)(yunl) 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 : Disc-s形成(xngchng)(xngchng)一定面积

9、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 Disc-s和与此嵌套DiscDisc随之弯曲形成(xngchng)(xngchng)截面积，通过该截面积 的量产生阻尼力 ( Disc-s ( Disc-s和嵌套的DiscDisc厚度和DiscDisc内接触面的差异控制阻尼力） 减震器性能减震器性能(xngnng)(xngnng)第9页/共24页第九页，共24页。2. 2. 减震器的阻尼力特性(txng)(txng) 阻尼力产生原理 DF(reb) = (P1-

10、P2) x (Apiston-Arod), P2 -0 DF(reb) = (P1-P2) x (Apiston-Arod), P2 -0 DF(comp) = (P2-P3) x Arod, P3 +0 DF(comp) = (P2-P3) x Arod, P3 +0 负压(f y)(f y)产生及Loop lagLoop lag - By pass-1,2 - By pass-1,2油路中由于孔阻尼力（Orifice dampingOrifice damping）产生负压(f y)(f y) - - 尤其由于By pass-1By pass-1的P2P2侧负压(f y)(f y)是Comp

11、. LagComp. Lag的主要原因 对策 : : 适用气体式, , 增大By passBy pass截面积 适用(shyng)(shyng)模型注) ) 如上数据以1.0m/s1.0m/s阻尼力为基准阻尼力的产生及压力特性冲程By pass-1By pass-1By pass-2By pass-2回弹压缩P1P1P2P2P3P3第10页/共24页第十页，共24页。 减震器内部体积 : Lmax : Lmax时减震器内部总体积 贮存体积 : Lmax : Lmax时减震器贮存体积 油量及冲程 (Lmax (Lmax Lmin) Lmin)引起(ynq)(ynq)的体积变化 油面高度 : Lm

12、ax : Lmax时贮库室油面高度 小孔（puncture)puncture)温度: : 油的体积膨胀(0.008(0.008/)/)，使贮存体积变成零的温度 油封使用压力 内压特性主要内压特性主要(zhyo)(zhyo)变量变量 改善改善(gishn)(gishn)前前 内压特性改善效果分析内压特性改善效果分析 改善后改善后 第11页/共24页第十一页，共24页。051015202530354045500PISTON SPEED(m/sec)PRESSURE(kgf/)阻尼力引发阻尼力引发(yn (y

13、n f)f)的管内压的管内压作用(zuyng)(zuyng)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 DampingOrifice Damping），所以 实际P2P2显为减少 油封附加油封附加(fji)(fji)压力检测压力检测P1P1P2P2顶点顶点减震器内部压力测量设备示意冲程回弹 P1P1P2P2油封连杆导向器压力器第12页/共24页第十二页，共24页。REB.COMP.CLS CLS 活塞(husi)(husi)阀

14、P1P1P2P2A(Reb)=A tube - A rodA(Reb)=A tube - A rodA(Comp)=A rodA(Comp)=A rodLVC LVC 活塞(husi)(husi)阀P1P1P2P2 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 orifice damping）引起的负压 在连续压缩时产生P2P2负压导致(dozh)(dozh)的无阻尼力现象 (loop lag) (loop lag) 加上气体压力提升P2P2的绝对压力 贮库上部油面作用压力增加导致(dozh)(dozh)向By pass-1By pass-1的油压性能提高

15、 采用气体是的采用气体是的LagLag改善改善 乘车舒适感乘车舒适感 & & 噪音性能的提高噪音性能的提高 降低降低嗖嗖嗖嗖声噪音声噪音 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)P(P1-P2)的绝对值及P2P2负压的程度成正比 加上气体压力，提高P2P2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 AeffDF = P x Aeff DFoil = (P1-P2) x Areb DFoil = (P1-P2) x Areb DFgas = DFgas =(P1

16、+Pgas)-(P2+Pgas)(P1+Pgas)-(P2+Pgas)x Arebx Areb 油 & & 气体式都PP相同，所以阻尼力相同 在气体式中低压侧为“P2+Pgas”P2+Pgas”，提高饱和浓度，抑制气化 ( (约减少10dBA)10dBA)By pass- 1By pass- 1P2P2P3P3压力平衡改善REB.COMP.油品种类气体种类第13页/共24页第十三页，共24页。如上，低速区间(q jin)(q jin)和高速区间(q jin)(q jin)阻尼力产生及控制因素不同，导致低速区间(q jin)(q jin)和高速区间(q jin)(q jin)的阻

17、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 图图7 CL 7 CL 活塞活塞(husi)(husi)阀的油流阀的油流 图图8 CL 8 CL 活塞活塞(husi)(husi)阀阻尼力特性线性图阀阻尼力特性线性图第14页/共24页第十四页，共24页。压缩侧面的产生(chnshng)(chnshng)阻尼力的底阀（Body ValveBody Valve），与此同理, ,下图表示底阀（Body ValveBody Va

18、lve）的结构。 图图 9 CL 9 CL 底阀（底阀（Body ValveBody Valve）的油流）的油流第15页/共24页第十五页，共24页。 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(yo dng)(yo dng)，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)(Lower Velocity Valve)的二阶段

19、阀门。图 10 LVC 活塞(husi)阀的油流图 11 LVC 活塞(husi)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16页/共24页第十六页，共24页。LVC LVC 活塞活塞(husi)(husi)阀的油流阀的油流LVC LVC 活塞活塞(husi)(husi)阀阻尼力特性线性图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

20、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)(LVC)阀 : : 为了消除如上缺点 使用(shyng)(shyng)添加极低速阀门 (Lower Velocity Valve) (Lower Velocity Valve)的二阶段

21、 阀。CL CL 活塞阀的油流活塞阀的油流CL CL 活塞阀阻尼力特性线性图活塞阀阻尼力特性线性图第17页/共24页第十七页，共24页。1. 1. 活塞(husi)(husi)阀类型 图图 12 12 活塞活塞(husi)(husi)阀的种阀的种类类 阻尼阻尼(zn)(zn)阀阀RE 型SN 型CL 型LVC 型第18页/共24页第十八页，共24页。2. 2. 底阀（BODY VALVEBODY VALVE）类型(lixng)(lixng) 图图 14 14 底阀（底阀（Body ValveBody Valve）的种类）的种类(zhngli)(zhngli)RE 型CL 型第19页/共24页第十九页，共24页。3. 3. 阀门(f mn)(f mn)特性分类(fn li)阀门(f mn)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、转向稳定性优秀第20页/共24页第二十页，共24页。CL-CL CL-CL 阀RE-RE RE-RE 阀 优 点 与