高佳　劉鵬凱

摘 要：在汽車的設(shè)計和應(yīng)用中，汽車減震器是車輛組成中不可或缺的部分，技術(shù)的不斷發(fā)展也推動著汽車減震器的改進和完善，從最基礎(chǔ)的彈簧減震方式轉(zhuǎn)變到液壓減震的方式，本文將就汽車液壓減震設(shè)計進行相關(guān)探討分析。

關(guān)鍵詞：汽車；減震器；液壓；設(shè)計；應(yīng)用

中圖分類號： U463.33 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）25-225-2

0 引言

汽車的不斷發(fā)使得人們除了對汽車的基本安全性之外對汽車的舒適性和穩(wěn)定也有了更高的要求，汽車震動問題的解決是限制人們對穩(wěn)定和舒適追求的最大問題，這種情況下，減震器就是汽車發(fā)展中的重要部件，減震器能夠更好地保障汽車的舒適性和穩(wěn)定性，避免汽車其他零件的過度損耗，因此減震器的研究是汽車領(lǐng)域的重要內(nèi)容。

1 汽車液壓減震器概況

汽車在行駛中受到?jīng)_擊時，車架與車身將發(fā)生振動，若只靠彈簧本身的摩擦阻力來消除振動是很緩慢的，這樣就會影響汽車行駛的平順性。所以在汽車懸架系統(tǒng)中安裝減震器，使車輛能夠在復雜的路況下實現(xiàn)安全和平穩(wěn)的行駛。減震器主要用來抑制彈簧吸震后反彈時的震蕩及來自路面的沖擊。常用的減震器包括橡皮減震器、彈簧減震器、空氣式減震器、油液空氣式減震器、液式減震器等。

其中較為常用的有油氣減震器和液壓減震器，油氣減震器的基本原理和油壓減震基本類似，在減震器底部通過設(shè)置氣室來實現(xiàn)空氣壓力的緩沖效果，這種緩沖方式較為舒適，減震效果較好，但是缺點表現(xiàn)在過彎過程中車體側(cè)傾的問題，并且油氣減震器的使用壽命也不如純液壓減震器時間長，油氣彈簧以氣體（氮-惰性氣體）作為彈性介質(zhì)，用油液作為傳力介質(zhì)。液壓減震器相較于油氣減震器具有一定的缺點和優(yōu)點，其中優(yōu)點表現(xiàn)在結(jié)構(gòu)相對簡單并且成本較低，在轉(zhuǎn)彎等過程中車身離地高度受負載大小影響較小，但是同時減震效果比空氣減震器略差。

2 汽車液壓減震器的設(shè)計

減震技術(shù)不斷改進，由彈簧減震到液壓減震，目前發(fā)展為充氣式液壓減震。但萬變不離其宗的是它的減震原理，是利用阻尼運動減少振動中產(chǎn)生的能量，從而減少震動的強度和時間。隨著人們對汽車舒適性和穩(wěn)定性的要求不斷提高，減震器在其中起的作用也越來越大。

2.1 液壓減震器的分類

在液壓減震器的使用中，已經(jīng)有很長的發(fā)展時間，其原理從根本上來說味油液流經(jīng)橡膠制成的中空節(jié)流通道，在這個過程中會產(chǎn)生阻尼，從而衰減震動，在發(fā)展過程中搖臂式減震器應(yīng)用廣泛，能夠?qū)崿F(xiàn)在工作壓力較高的環(huán)境下穩(wěn)定工作，但是同時因為溫度變化合活塞磨損會影響到減震效果，所以在發(fā)展過程中搖臂式減震器逐漸被淘汰。

在液壓器的發(fā)展中，筒式液壓器隨著科技的發(fā)展和汽車減震的要求得到了發(fā)展和完善，其中筒式液壓器的基本原理就是利用活塞在缸體內(nèi)的移動產(chǎn)生的壓力，推動內(nèi)腔中存在的油液向另一個內(nèi)腔內(nèi)流動，這種流動過程能夠因為摩擦產(chǎn)生阻尼力，從而實現(xiàn)減震的作用，在筒式液壓減震器中最常用的是雙筒的形式，這種雙筒式的減震器具有很多方面的特點，成本較低、同時壽命長。筒式減振器的位置遠離車身，當減震器收到拉伸的時候減震器活塞會產(chǎn)生移動，移動過程中出現(xiàn)上腔油壓的升高，流通閥關(guān)閉之后油液從上腔流向下腔，由于活塞桿的受力作用減震器的下腔將會出現(xiàn)一定范圍的真空，這就需要儲油缸油液推開作為基本的補充，通過這種閥的節(jié)流能夠?qū)崿F(xiàn)伸張運動過程中的阻尼效果。

由于伸張閥彈簧的剛度和預緊力設(shè)計的大于壓縮閥，在同樣壓力作用下，伸張閥及相應(yīng)的常通縫隙和通道截面積總和小于壓縮閥及相應(yīng)常通縫隙通道截面積總和。這使得減震器的伸張行程產(chǎn)生的阻尼力大于壓縮行程的阻尼力，達到迅速減震的要求。

液壓減震器主要的減震方式就是通過液體本身的可壓縮性以及液體在流動和壓縮過程中對能量的消耗和吸收來實現(xiàn)的，目前的液壓減震器具有防腐性能優(yōu)良，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝空間較小等特點，并且動態(tài)響應(yīng)時間較短，阻力較大，實現(xiàn)抗震性能較好，防腐性好，主要零部件采用奧氏不銹鋼材料，防腐性能好；在密封工作中，通過特殊的密封介質(zhì)和液壓油能夠?qū)崿F(xiàn)密封壽命更長和更穩(wěn)定的性能，能夠在高溫下持續(xù)工作，保持穩(wěn)定，但是筒式液壓器也存在一定的缺點，高速運轉(zhuǎn)的情況下，由于工作原理的影響，容易出現(xiàn)因為充油的問題造成的工作特性畸變，這就造成減震效果較差，甚至出現(xiàn)沖擊的現(xiàn)象。

充氣式的液壓減震器解決了筒式液壓減震器存在的問題，具有更為優(yōu)良的性能，充氣式減震器的原理和液壓相近，結(jié)構(gòu)就是在缸筒下通過浮動活塞的安裝來實現(xiàn)密閉氣室的情況，密閉室中通過充高壓氮氣來實現(xiàn)緩沖，密封隔離圈隔離油氣在汽車震動的時候來使活塞進行往復運動，并且在運動中會產(chǎn)生油壓差，壓力油會將壓縮閥和伸張閥推動，從而產(chǎn)生壓力起到減震的作用，在補償室內(nèi)的低壓氣體沖入能夠大大提高補償能力，及時解決充油不及時的問題。

2.2 液壓減震器的設(shè)計

汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用液力減震器。其原理是，當車架與車橋做往復相對運動，活塞在減震器的缸筒內(nèi)往復移動時，減震器殼體內(nèi)的油液便反復地從內(nèi)腔通過一些窄小的孔隙流入另一內(nèi)腔。此時，液體與內(nèi)壁的摩擦及液體分子的內(nèi)摩擦便形成對振動的阻尼力。

在汽車液壓減震器設(shè)計的工作中，其中主要的內(nèi)容之一就是對減震器特性的研究，減震器的外特性表現(xiàn)為非線性的，并且是非對稱的，減震器在壓縮行程和復原行程中開閥前后的阻尼系數(shù)都是變量，在設(shè)計中要考慮進去，在一些汽車企業(yè)中，減震器的特性設(shè)計都是要按照多個規(guī)范速度來進行檢測的，通過限速點參數(shù)的多個分析來實現(xiàn)，然后通過對于速度的規(guī)范定力來對速度的特性走向阻尼力做到保證，其中相對阻尼系數(shù)ξ用來衡量簧上質(zhì)量振動衰減的快慢。減震器的壓縮過程和伸張過程ξ往往是不同的。在壓縮過程中ξY取小值，在伸張過程中ξS取大值，設(shè)計中需要尤為注意。這個相匹配的外特性是評價減振器性能的重要指標。減振器由結(jié)構(gòu)設(shè)計保證內(nèi)特性，緣于設(shè)計或者工藝的原因，形成內(nèi)特性潛在的缺陷，外特性就相應(yīng)地表現(xiàn)為這樣那樣的畸變。而畸變將影響減振器的減振效能或與懸架匹配阻尼的工作質(zhì)量。準確檢測減振器的內(nèi)特性，并以此為依據(jù)可預測其外特性，這將有利于減振器的設(shè)計與開發(fā)?；钊且簤簻p震器的重要組成部分，閥系主要包括伸張閥、壓縮閥、補償閥和流通閥。減震器的閥系均為單向閥，即只允許液壓油一個方向通過，而反方向時截止。所以對于液壓油的選擇需要從以下幾個方面進行綜合評定，包括合適的黏度、粘溫特性、良好的潤滑以及化學穩(wěn)定性等方面，對于單向閥的設(shè)計中尤其需要注意的是，正向是流通性較好，反向截止時密封性較好。在減震器中，活塞桿用來承受壓縮和拉伸載荷以及側(cè)向力，并且活塞桿的表面粗糙度對對減震器油液的泄漏有著重要的影響。要求其必須滿足一定的強度、剛度以及表面粗糙度。

3 結(jié)束語

綜上所述，在液壓減震器設(shè)計工作中，我們要根據(jù)液壓減震器的原理，通過液壓減震器的基本原理來進行優(yōu)化設(shè)計，從而實現(xiàn)液壓減震器的減震效果，保障汽車的穩(wěn)定性和舒適性。

參 考 文 獻

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