4、悬挂基本功用组成和分类

   2013-12-26 796

减振器




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减震器结构和原理

汽车在行驶中四个车轮在垂直方向上会受到不同力的作用,悬架系统中的弹性元件受冲击会相应产生振动,因此需要在悬架中与弹性元件并联安装减振器,以衰减振动,提高汽车行驶的平顺性。如下图所示。

 

 
汽车行驶系

减振器

汽车悬架系统中通常采用液力减振器,其工作原理是当车架或车身与车桥间受振动出现相对运动时,减振器内的活塞上下移动,减振器内的油液便反复地从一个腔经过不同的空隙流人另一个腔内。此时,孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦消耗了振动的能量,而对振动形成阻尼力,使汽车振动能量转化为油液热能,再由减振器吸收散发到大气中。在油液通道载面等因素不变时,阻尼力随车架与车桥之间的相对运动速度的增减而变化,并与油液粘度孔道的多少及孔道的大小等因素有关。

弹性元件与减振器承担着缓冲和减振的任务,若阻尼力过大,振动衰减变得过快,使悬架的弹性元件的缓冲作用变差,甚至使减振器连接件及车架损坏。一般汽车在行驶中可能处于三种状态;第一种是在良好的路面上行驶,此时要求弹性元件充分发挥作用;第二种是相对于汽车承受中等强度的振动,这种情况减振器起主导作用;第三种情况是车辆受到剧烈振动,这时与轮胎的接地性有密切关系。减振器要想在以上三种情况下与弹性元件均能协调工作,为此必须满足以下要求:

(1)在悬架压缩行程中(车桥和车架相互靠近),减振器阻尼力较小,以便充分发挥弹性元件的弹性作用,缓和冲击。这时,弹性元件起主要作用;

(2)在悬架伸张行程中(车桥和车架相互远离),减振器阻尼力应较大,以迅速减振,此时减振器起主要作用;

(3)当车架或车身与车桥间的相对运动速度过大时,要求减振器能自如加大流液量,使阻尼力始终保持在一定限度之内,以避免车架或车身承受过大的冲击载荷。

在汽车悬架系统中广泛采用的液力减振器是筒式减振器,由于其在压缩和伸张行程中均能起减振作用,因此又称为双向作用式减振器。

双向作用筒式减振器的工作原理。外面的钢筒是防尘罩,上部有一圈环与车架(车身)连接。中间的钢筒是储油缸,内部装有一定量的减振器油,下部有一圈环与车桥相连。最里面的钢筒是工作缸,内部装满减振器油。在工作缸的内部,通过与防尘罩和上部圆环制成一体的活塞杆,其底端偿固定着活塞。活塞上装有伸张阀和流通阀,在工作缸的下部的底座上装有压缩阀和补偿阀。为了使减振器能够满足工作要求,流通阀和补偿阀的弹簧相对比较软,较小的油压便可以打开或关闭。而压缩阀和伸张阀的弹簧相对比较硬,只有当油压增大到一定的程度时,才能打开;而只要油压稍有下降,阀门立刻关闭。如下图所示。

汽车行驶系

双向作用筒式减振器

双向作用筒式减振器的工作过程如下:压缩行程时,此时减振器被压缩,汽车车轮移近车身,减振器内的活塞向下移动,下腔的容积减小,油压升高。大部分油液冲开流通阀流入上腔,由于上腔被活塞杆占去了一部分空间,因而上腔增加的容积小于下腔减小的容积,于是另一部分油液就推开压缩阀,流回到储油缸内。油液通过阀孔时,此时减振器受拉伸,车轮远离车身,这时减振器的活塞向上移动,上腔油压升高,流通阀被关闭,上腔内的油液压开伸张阀流入下腔。由于活塞杆的存在,自上腔流来的油液不足以充满下腔增加的溶积,促使下腔产生一定的真空度,这时储油缸中的油液推开补偿阀流进下腔进行补充。由于这些阀的节流就对悬架在伸张运动时起到阻尼作用。

由于伸张阀弹簧的刚度和预紧力设计得大于压缩阀,在同样力的作用下,伸张阀及相应的常通缝隙通道的载面积总和小于压缩阀及相应常通缝隙通道的载面积总和,这使得减振器伸张行程产生的阻尼力大于压缩行程时产生的阻尼力,从而达到迅速减振的要求。

另外,有些车型的悬架系统采用充气式减振器和阻尼力可调式减振器,充气式减振器。这种减振器的缸筒下部装有一个浮动活塞,在浮动活塞和缸筒一端形成一个封闭气室,内部装有高压氮气。浮动活塞(封气活塞)的上面是油液,活塞上装有大断面的O型密封圈,作用是把油和气完全隔开。在工作活塞运动速度的变化而变化,从而产生不同的阻尼力。伸张阀和压缩阀均由一组厚度相同、直径不等、由大到小排列的弹簧钢片组成。

与双向作用筒式减振器相比,充气式减振器有如下优点:

(1)采用浮动活塞而减少了一套阀的系统,使结构简化,重量减轻。

(2)由于减振器里充有高压氮气,能减少车轮受突然冲击时的振动,并可消除噪声。

(3)于由于充气式减振器的工作缸和活塞直径都大于相同条件的双向作用筒式减振器,因而其阻尼更大,工作可靠性更强。

(4)气式减振器内部的高压气体和油液被浮动活塞隔开,消除了油的乳化现象。

充气式减振器的不足之处是油封要求高,充气工艺复杂,不易维修,当缸筒受外界较大冲击而变化时,则不能工作。

 
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