汽車減振器基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

1、汽車減振器基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)第1頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四1. 減震器功能 減震器是為了消除路面輸入帶來的震動(dòng)而使用的。即，利用流體把彈簧的彈性能量轉(zhuǎn)換成熱能，使車輛運(yùn)動(dòng)收斂最合理化，以給駕駛者舒適感和穩(wěn)定感，有助于提高行駛穩(wěn)定性。圖1 減震器的功能熱能釋放彈簧減震器沖擊能振動(dòng)能熱能第2頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四1) 抑制行駛時(shí)傳達(dá)給車身(Body)的大震動(dòng)，以提高乘車舒適感(Ride Comport)。 - 緩沖傳達(dá)給駕駛者和乘客的沖擊，以提高乘車舒適感，降低疲勞。 - 保護(hù)裝載的貨物。 - 延長車身壽命，防止彈簧損壞。2) 抑制行駛時(shí)車輪的

2、快速震動(dòng)，以防止輪胎離開路面，從而改善行使穩(wěn)定性 (Ride Handling)。 - 改善行駛穩(wěn)定性及調(diào)整性。 - 有效地把發(fā)動(dòng)機(jī)爆燃?jí)毫鬟_(dá)到地面，以節(jié)約燃料費(fèi)用。 - 提高剎車效果。 - 延長車體各個(gè)部分的壽命，節(jié)約車的維護(hù)費(fèi)用。減震器的功能第3頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四2. 減震器減震原理圖2-1的質(zhì)量M變形Xo，然后放手，那么從放手的瞬間開始質(zhì)量M開始振動(dòng),在無任何阻力的情況下，受到彈簧的彈力重復(fù)做如圖2-3中(I)的特定固有振動(dòng)頻率的周期運(yùn)動(dòng)。一方面，在圖2-2的情況中，安裝了阻尼器“C”，所以在加上同樣的變形后放手，就如圖2-3中 (II)，隨著時(shí)間振

3、幅減少，特定的周期運(yùn)動(dòng)被吸收。如此，在圖2-1的狀態(tài)下車輛駛過突出部位，車體開始持續(xù)振動(dòng)，共振引起擺動(dòng)，影響乘車舒適性和駕駛穩(wěn)定性。此時(shí)，若要抑制振動(dòng)，則要如圖2-2安裝D阻尼器“C”相應(yīng)的抵抗力。抑制質(zhì)量M的振動(dòng)的抵抗力叫做阻尼力，起生成阻尼力作用的Damper叫做減震器。圖2 阻尼力效果2-1 2-2 2-3 第4頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四3. 減震器的構(gòu)造減震器由產(chǎn)生阻尼力的活塞閥和底閥（Body Valve)，儲(chǔ)存油和氣體（空氣）的氣缸本體和貯存管，傳達(dá)車體運(yùn)動(dòng)的連桿，防止內(nèi)部氣體或油泄漏的油封構(gòu)成。而且，以活塞閥為基準(zhǔn)，其上稱作活塞上室，其下稱作活塞下室，

4、貯存管和氣缸本體之間的空間叫貯存室。活塞上下室總是由油灌滿，貯存室的下層以油灌滿，上層以空氣或氣體（氮?dú)猓┕酀M。圖3 減震器結(jié)構(gòu)連桿貯存管(基殼）油封氣缸管(管)活塞閥底閥活塞上室活塞下部貯存室(空氣或氣體)貯存室(油)貯存油面高度進(jìn)入后油面高度減小運(yùn)作時(shí)油面高度變化氣壓回彈壓縮第5頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四表1 減震器 各零件主要功能第6頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四4. 減震器分類減震器可以根據(jù)運(yùn)作原理，貯存管有否，貯存室，安裝類型，分很多種。 按照運(yùn)作原理可分為: 雙作用式/ 單作用式 - 雙作用式: 在車輛回彈和壓縮啟動(dòng)時(shí)都產(chǎn)生 阻尼

5、力(大部分減震器屬于此類.) - 單作用式 : 在車輛單方向啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻尼力 (主要是在伸長時(shí)產(chǎn)生阻尼力。 適用于越野車。）活塞閥(回彈時(shí)產(chǎn)生阻尼力)底閥（Body Valve(壓縮時(shí)產(chǎn)生阻尼力)4-1 雙作用式 4-2 單作用式 第7頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四 按有無貯存的分類 : Twin Tube(孿生管) / Mono Tube(單管) - Twin Tube Type(孿生管式) : 有貯存管式 (我公司主打產(chǎn)品) - Mono Tube Type(單管式) : 此類型無貯庫管，在下部用自由活塞把 2530 Bar之間的空氣與油分開。與 孿生管式相比，油流

6、發(fā)生的噪音 較少，阻尼力性能優(yōu)良，雖輕，但在減 震器下端安置了氣體室，因此基本長度 較長，摩擦力較大，對(duì)外部沖擊較薄弱。5-1 孿生管式 5-2 單管式 高壓氣體自由活塞第8頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四 按貯存室的分類 : 油式/氣體式- 油式 : 此式在貯存室上部灌滿空氣，貯存室 的空氣與油混合引起氣化。氣化在快速運(yùn)作 或連續(xù)運(yùn)作時(shí)產(chǎn)生，也是噪音的原因之一。- 氣體式 : 此式在貯庫室上部灌滿了氣體（氮?dú)猓?彌補(bǔ)了油式的缺點(diǎn)，產(chǎn)生穩(wěn)定的阻尼力，噪音較少。 按照設(shè)置類型的分類: 減震器 / 減震支柱- 減震器 : 此式只產(chǎn)生阻尼力- 減震支柱 : 不只產(chǎn)生阻尼力，也

7、是懸架結(jié)構(gòu)的一部分，起著定位車輪位置的功能，適用于麥弗遜支柱式懸架。6-1 減震器 6-2 懸架支柱第9頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四1. 減震器的阻尼力原理 原理 : 經(jīng)過閥門的系統(tǒng)油(減震器用油)的流動(dòng)產(chǎn)生阻尼力 - 低速區(qū)間的阻尼力 : Disc-s形成一定面積的縫隙，此縫隙中有油經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生阻尼力(用縫隙的面積控制阻尼力) - 中、高速區(qū)間的阻尼力 : 隨著活塞桿的運(yùn)作速度提高，單位時(shí)間內(nèi)通過活塞閥的油量增加 Disc-s和與此嵌套Disc隨之彎曲形成截面積，通過該截面積 的量產(chǎn)生阻尼力 ( Disc-s和嵌套的Disc厚度和Disc內(nèi)接觸面的差異控制阻尼力） 減

8、震器性能第10頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四2. 減震器的阻尼力特性 阻尼力產(chǎn)生原理 DF(reb) = (P1-P2) x (Apiston-Arod), P2 -0 DF(comp) = (P2-P3) x Arod, P3 +0 負(fù)壓產(chǎn)生及Loop lag - By pass-1,2油路中由于孔阻尼力（Orifice damping）產(chǎn)生負(fù)壓 - 尤其由于By pass-1的P2側(cè)負(fù)壓是Comp. Lag的主要原因 對(duì)策 : 適用氣體式, 增大By pass截面積 適用模型注) 如上數(shù)據(jù)以1.0m/s阻尼力為基準(zhǔn)阻尼力的產(chǎn)生及壓力特性沖程By pass-1By p

9、ass-2回彈壓縮P1P2P3第11頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四 減震器內(nèi)部體積 : Lmax時(shí)減震器內(nèi)部總體積 貯存體積 : Lmax時(shí)減震器貯存體積 油量及沖程 (Lmax Lmin)引起的體積變化 油面高度 : Lmax時(shí)貯庫室油面高度 小孔（puncture)溫度: 油的體積膨脹(0.008/)，使貯存體積變成零的溫度 油封使用壓力 內(nèi)壓特性主要變量 改善前 內(nèi)壓特性改善效果分析 改善后 第12頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四阻尼力引發(fā)的管內(nèi)壓作用于油封的壓力 連桿導(dǎo)向器 連桿之間間隙部位的孔阻尼力導(dǎo)致 的油封部的壓力減少 結(jié)果 : 維持

10、氣體密封壓等減震器內(nèi)部平衡壓范圍內(nèi) 的壓力特性 但高速運(yùn)作時(shí)，阻尼力增加帶來的壓力提高 超過孔阻尼力（Orifice Damping），所以 實(shí)際P2顯為減少 油封附加壓力檢測頂點(diǎn)減震器內(nèi)部壓力測量設(shè)備示意沖程回彈 P1P2油封連桿導(dǎo)向器壓力器第13頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四REB.COMP.CLS 活塞閥P1P2A(Reb)=A tube - A rodA(Comp)=A rodLVC 活塞閥P1P2 在回彈的行程中從活塞上室和貯庫流入油產(chǎn)生孔阻尼力（ orifice damping）引起的負(fù)壓 在連續(xù)壓縮時(shí)產(chǎn)生P2負(fù)壓導(dǎo)致的無阻尼力現(xiàn)象 (loop lag) 加

11、上氣體壓力提升P2的絕對(duì)壓力 貯庫上部油面作用壓力增加導(dǎo)致向By pass-1的油壓性能提高 采用氣體是的Lag改善 乘車舒適感 & 噪音性能的提高 降低嗖嗖聲噪音 嗖嗖聲噪音 : 隨著壓力的降低，流體內(nèi)的飽和氣體氣化并消失時(shí)發(fā)出的聲音與阻尼力發(fā)生時(shí)的 P(P1-P2)的絕對(duì)值及P2負(fù)壓的程度成正比 加上氣體壓力，提高P2的絕對(duì)壓力 提高系統(tǒng)全體的壓力，在同一阻尼力條件下抑制飽和濃度增大導(dǎo)致的 氣化DF = P x Aeff DFoil = (P1-P2) x Areb DFgas =(P1+Pgas)-(P2+Pgas)x Areb 油 & 氣體式都P相同，所以阻尼力相同 在氣體式中低壓側(cè)為

12、“P2+Pgas”，提高飽和濃度，抑制氣化 (約減少10dBA)壓力平衡改善REB.COMP.油品種類氣體種類第14頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四如上，低速區(qū)間和高速區(qū)間阻尼力產(chǎn)生及控制因素不同，導(dǎo)致低速區(qū)間和高速區(qū)間的阻尼力變化具有不連續(xù)性，這種不連續(xù)性稱之為吹泄點(diǎn)。低速時(shí)油流高速時(shí)油流DiscDisc-s活塞 Disc吹泄點(diǎn)隨著disc縫隙的孔面積大小而變化隨著disc厚度和基座階段（seat step）而變化隨著活塞孔的孔面積大小而變化圖7 CL 活塞閥的油流圖8 CL 活塞閥阻尼力特性線性圖第15頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四壓縮側(cè)面的產(chǎn)

13、生阻尼力的底閥（Body Valve），與此同理,下圖表示底閥（Body Valve）的結(jié)構(gòu)。圖 9 CL 底閥（Body Valve）的油流第16頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四 低阻尼力有助于乘車舒適性，所以這種特性有其好處，但在不連點(diǎn)上，有力的劇變，所以對(duì)乘車舒適性有不利影響。而且，在低速領(lǐng)域如果不產(chǎn)生阻尼力，則不能抑制車體的緩慢搖動(dòng)，并且也不能抑制過渡性的姿態(tài)變化，所以導(dǎo)致劇烈震動(dòng)，成為影響乘車舒適性的原因。 為了解除這種不利影響，在運(yùn)作速度低時(shí)，產(chǎn)生穩(wěn)定的阻尼力，而使用添加如下極低速閥門(Lower Velocity Valve)的二階段閥門。圖 10 LVC

14、活塞閥的油流圖 11 LVC 活塞閥阻尼力特性線性圖 主V/V吹泄點(diǎn)副 V/V吹泄點(diǎn)隨著低速disc縫隙的孔面積大小而變化隨著disc厚度和基座階段（seat step）而變化隨著活塞孔的孔面積大小而變化隨著低速度disc厚度和內(nèi)部基座階段而變化（seat step）第17頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四LVC 活塞閥的油流LVC 活塞閥阻尼力特性線性圖 隨著低速disc縫隙的孔面積大小而變化隨著disc厚度和基座階段（seat step）而變化隨著活塞孔的孔面積大小而變化隨著低速度disc厚度和內(nèi)部基座階段而變化（seat step）低速時(shí)油流高速時(shí)油流副 V/V吹泄點(diǎn)

15、主 V/V吹泄點(diǎn) Disc隨著disc縫隙的孔面積大小而變化隨著disc厚度和基座階段（seat step）而變化隨著活塞孔的孔面積大小而變化吹泄點(diǎn) 吹泄點(diǎn) : 從低速區(qū)間變化到高速區(qū)間時(shí) 發(fā)生的不連續(xù)點(diǎn). * 缺點(diǎn) : 力的劇變對(duì)乘車舒適性 的不利影響。 極低速(LVC)閥 : 為了消除如上缺點(diǎn) 使用添加極低速閥門 (Lower Velocity Valve)的二階段 閥。CL 活塞閥的油流CL 活塞閥阻尼力特性線性圖第18頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四1. 活塞閥類型圖 12 活塞閥的種類 阻尼閥RE 型SN 型CL 型LVC 型第19頁，共23頁，2022年，5月

16、20日，9點(diǎn)6分，星期四2. 底閥（BODY VALVE）類型圖 14 底閥（Body Valve）的種類RE 型CL 型第20頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四3. 閥門特性分類閥門結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點(diǎn)閥門單純支持形態(tài)，阻尼力散布較廣主要用于商用車，逐漸被CL式替代閥門固定支持形態(tài)，阻尼力散布較窄在需要相對(duì)較高的壓縮（Comp.）阻尼力時(shí)使用用于ECS用阻尼器在低速中需要高阻尼力時(shí)使用乘車舒適性、轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性優(yōu)秀第21頁，共23頁，2022年，5月20日，9點(diǎn)6分，星期四CL-CL 閥RE-RE 閥 優(yōu) 點(diǎn) 與CL式相比嗖嗖噪音降低(油式) 優(yōu) 點(diǎn) 隨著加速度檔的降低引發(fā)的卡嗒卡嗒噪音減少 高速運(yùn)作時(shí)閥門靈敏性提高帶來乘車舒適感的改善 可以縮小阻尼力散布 缺 點(diǎn) 加速度檔規(guī)格上限值分布 高速運(yùn)作時(shí)閥門靈敏性降低 產(chǎn)生