汽車減振器基礎(chǔ)知識培訓(xùn)實用教案

1、1. 1. 減震器功能(gngnng)(gngnng) 減震器是為了(wi le)(wi le)消除路面輸入帶來的震動而使用的。即，利用流體把彈簧的彈性能量轉(zhuǎn)換成熱能，使車輛運動收斂最合理化，以給駕駛者舒適感和穩(wěn)定感，有助于提高行駛穩(wěn)定性。 圖圖1 1 減震器的功能減震器的功能(gngnng)(gngnng)熱能釋放彈簧減震器沖擊能振動能熱能第1頁/共24頁第一頁，共24頁。1) 1) 抑制行駛時傳達(dá)給車身(Body)(Body)的大震動，以提高乘車舒適感(Ride Comport)(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)

2、裝載的貨物。 - - 延長車身壽命，防止彈簧損壞。2) 2) 抑制行駛時車輪的快速震動，以防止輪胎離開路面，從而改善行使穩(wěn)定性 (Ride Handling) (Ride Handling)。 - - 改善行駛穩(wěn)定性及調(diào)整性。 - - 有效地把發(fā)動機爆燃(bo rn)(bo rn)壓力傳達(dá)到地面，以節(jié)約燃料費用。 - - 提高剎車效果。 - - 延長車體各個部分的壽命，節(jié)約車的維護(hù)費用。減震器的功能(gngnng)第2頁/共24頁第二頁，共24頁。2. 2. 減震(jin zhn)(jin zhn)器減震(jin zhn)(jin zhn)原理圖2-12-1的質(zhì)量M M變形XoXo，然后放手，

3、那么從放手的瞬間開始質(zhì)量M M開始振動, ,在無任何阻力的情況下，受到彈簧的彈力重復(fù)做如圖2-32-3中(I)(I)的特定固有振動頻率的周期運動。一方面，在圖2-22-2的情況中，安裝(nzhung)(nzhung)了阻尼器“C C”，所以在加上同樣的變形后放手，就如圖2-32-3中 (II) (II)，隨著時間振幅減少，特定的周期運動被吸收。如此，在圖2-12-1的狀態(tài)下車輛駛過突出部位，車體開始持續(xù)振動，共振引起擺動，影響乘車舒適性和駕駛穩(wěn)定性。此時，若要抑制振動，則要如圖2-22-2安裝(nzhung)D(nzhung)D阻尼器“C C”相應(yīng)的抵抗力。抑制質(zhì)量M M的振動的抵抗力叫做阻尼

4、力，起生成阻尼力作用的DamperDamper叫做減震器。圖2 阻尼力效果(xiogu)mXomXoKKC2-1 2-2 2-3 第3頁/共24頁第三頁，共24頁。3. 3. 減震器的構(gòu)造(guzo)(guzo)減震器由產(chǎn)生阻尼力的活塞閥和底閥（Body Valve)Body Valve)，儲存油和氣體（空氣）的氣缸本體和貯存管，傳達(dá)車體運動(yndng)(yndng)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，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（氮氣）灌滿。圖3 減震器結(jié)構(gòu)(

5、jigu)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作時油面高度變化氣壓回彈壓縮第4頁/共24頁第四頁，共24頁。表1 減震器 各零件(ln jin)主要功能第5頁/共24頁第五頁，共24頁。4. 4. 減震器分類(fn li)(fn li)減震器可以根據(jù)運作原理，貯存管有否，貯存室，安裝類型，分很多種。 按照運作原理可分為: : 雙作用式/ / 單作用式 - - 雙作用式: : 在車輛回彈(hu dn)(hu dn)和壓縮啟動時都產(chǎn)生 阻尼力( (大部分減震器屬于此類.).) - - 單作用式 : : 在車輛單

6、方向啟動時產(chǎn)生阻尼力 ( (主要是在伸長時產(chǎn)生阻尼力。 適用于越野車。）活塞閥(回彈(hu dn)時產(chǎn)生阻尼力)底閥（Body Valve(壓縮時產(chǎn)生阻尼力)4-1 雙作用式 4-2 單作用式 第6頁/共24頁第六頁，共24頁。 按有無(yu w)(yu w)貯存的分類 : Twin Tube( : Twin Tube(孿生管) / Mono Tube() / Mono Tube(單管) ) - Twin Tube Type(- Twin Tube Type(孿生管式) ) : : 有貯存管式 ( (我公司主打產(chǎn)品) ) - Mono Tube Type(- Mono Tube Type(單管

7、式) ) : : 此類型無貯庫管，在下部用自由活塞把 25 2530 Bar30 Bar之間的空氣與油分開。與 孿生管式相比，油流發(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，對外部沖擊較薄弱。5-1 孿生(lunshng)管式 5-2 單管式 高壓氣體自由活塞第7頁/共24頁第七頁，共24頁。 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(kngq)(kngq)，貯存室 的空氣(kngq)(kngq)與油混合引起氣化。氣化在快速運作 或連續(xù)運作時產(chǎn)生，也是噪音的原因之一。- - 氣體式 : :

8、此式在貯庫室上部灌滿了氣體（氮氣）， 彌補了油式的缺點，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(zhzh)第8頁/共24頁第八頁，共24頁。1. 1. 減震器的阻尼力原理(yunl)(yunl) 原理 : : 經(jīng)過閥門的系統(tǒng)油( (減震器用油) )的流動產(chǎn)生阻尼力 - - 低速區(qū)間的阻尼力 : Disc-s : Disc-s形成(xngchng)(xngchng)一定面積

9、的縫隙，此縫隙中有油經(jīng)過時產(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 : : 隨著活塞桿的運作速度提高，單位時間內(nèi)通過活塞閥的油量增加 Disc-s Disc-s和與此嵌套DiscDisc隨之彎曲形成(xngchng)(xngchng)截面積，通過該截面積 的量產(chǎn)生阻尼力 ( Disc-s ( Disc-s和嵌套的DiscDisc厚度和DiscDisc內(nèi)接觸面的差異控制阻尼力） 減震器性能減震器性能(xngnng)(xngnng)第9頁/共24頁第九頁，共24頁。2. 2. 減震器的阻尼力特性(txng)(txng) 阻尼力產(chǎn)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 負(fù)壓(f y)(f y)產(chǎn)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）產(chǎn)生負(fù)壓(f y)(f y) - - 尤其由于By pass-1By pass-1的P2P2側(cè)負(fù)壓(f y)(f y)是Comp

11、. LagComp. Lag的主要原因 對策 : : 適用氣體式, , 增大By passBy pass截面積 適用(shyng)(shyng)模型注) ) 如上數(shù)據(jù)以1.0m/s1.0m/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 pass-1By pass-2By pass-2回彈壓縮P1P1P2P2P3P3第10頁/共24頁第十頁，共24頁。 減震器內(nèi)部體積 : Lmax : Lmax時減震器內(nèi)部總體積 貯存體積 : Lmax : Lmax時減震器貯存體積 油量及沖程 (Lmax (Lmax Lmin) Lmin)引起(ynq)(ynq)的體積變化 油面高度 : Lm

12、ax : Lmax時貯庫室油面高度 小孔（puncture)puncture)溫度: : 油的體積膨脹(0.008(0.008/)/)，使貯存體積變成零的溫度 油封使用壓力 內(nèi)壓特性主要內(nèi)壓特性主要(zhyo)(zhyo)變量變量 改善改善(gishn)(gishn)前前 內(nèi)壓特性改善效果分析內(nèi)壓特性改善效果分析 改善后改善后 第11頁/共24頁第十一頁，共24頁。051015202530354045500PISTON SPEED(m/sec)PRESSURE(kgf/)阻尼力引發(fā)阻尼力引發(fā)(yn (y

13、n f)f)的管內(nèi)壓的管內(nèi)壓作用(zuyng)(zuyng)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 但高速運作時，阻尼力增加帶來的壓力提高 超過孔阻尼力（Orifice DampingOrifice Damping），所以 實際P2P2顯為減少 油封附加油封附加(fji)(fji)壓力檢測壓力檢測P1P1P2P2頂點頂點減震器內(nèi)部壓力測量設(shè)備示意沖程回彈 P1P1P2P2油封連桿導(dǎo)向器壓力器第12頁/共24頁第十二頁，共24頁。REB.COMP.CLS CLS 活塞(husi)(husi)閥

14、P1P1P2P2A(Reb)=A tube - A rodA(Reb)=A tube - A rodA(Comp)=A rodA(Comp)=A rodLVC LVC 活塞(husi)(husi)閥P1P1P2P2 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 orifice damping）引起的負(fù)壓 在連續(xù)壓縮時產(chǎn)生P2P2負(fù)壓導(dǎo)致(dozh)(dozh)的無阻尼力現(xiàn)象 (loop lag) (loop lag) 加上氣體壓力提升P2P2的絕對壓力 貯庫上部油面作用壓力增加導(dǎo)致(dozh)(dozh)向By pass-1By pass-1的油壓性能提高

15、 采用氣體是的采用氣體是的LagLag改善改善 乘車舒適感乘車舒適感 & & 噪音性能的提高噪音性能的提高 降低降低嗖嗖嗖嗖聲噪音聲噪音 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發(fā)出的聲音與阻尼力發(fā)生時的 P(P1-P2)P(P1-P2)的絕對值及P2P2負(fù)壓的程度成正比 加上氣體壓力，提高P2P2的絕對壓力 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 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 & & 氣體式都PP相同，所以阻尼力相同 在氣體式中低壓側(cè)為“P2+Pgas”P2+Pgas”，提高飽和濃度，抑制氣化 ( (約減少10dBA)10dBA)By pass- 1By pass- 1P2P2P3P3壓力平衡改善REB.COMP.油品種類氣體種類第13頁/共24頁第十三頁，共24頁。如上，低速區(qū)間(q jin)(q jin)和高速區(qū)間(q jin)(q jin)阻尼力產(chǎn)生及控制因素不同，導(dǎo)致低速區(qū)間(q jin)(q jin)和高速區(qū)間(q jin)(q jin)的阻

17、尼力變化具有不連續(xù)性，這種不連續(xù)性稱之為吹泄點。低速時油流高速時油流DiscDisc-s活塞 Disc吹泄點隨著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 圖圖7 CL 7 CL 活塞活塞(husi)(husi)閥的油流閥的油流 圖圖8 CL 8 CL 活塞活塞(husi)(husi)閥阻尼力特性線性圖閥阻尼力特性線性圖第14頁/共24頁第十四頁，共24頁。壓縮側(cè)面的產(chǎn)生(chnshng)(chnshng)阻尼力的底閥（Body ValveBody Valve），與此同理, ,下圖表示底閥（Body ValveBody Va

18、lve）的結(jié)構(gòu)。 圖圖 9 CL 9 CL 底閥（底閥（Body ValveBody Valve）的油流）的油流第15頁/共24頁第十五頁，共24頁。 低阻尼力有助于乘車舒適性，所以這種特性有其好處，但在不連點上，有力的劇變，所以對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(yo dng)(yo dng)，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，成為影響乘車舒適性的原因。 為了解除這種不利影響，在運作速度低時，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)(Lower Velocity Valve)的二階段

19、閥門。圖 10 LVC 活塞(husi)閥的油流圖 11 LVC 活塞(husi)閥阻尼力特性線性圖 主V/V吹泄點副 V/V吹泄點隨著低速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16頁/共24頁第十六頁，共24頁。LVC LVC 活塞活塞(husi)(husi)閥的油流閥的油流LVC LVC 活塞活塞(husi)(husi)閥阻尼力特性線性圖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

20、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）低速時油流高速時油流副 V/V吹泄點主 V/V吹泄點 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 吹泄點 : : 從低速區(qū)間變化到高速區(qū)間時 發(fā)生的不連續(xù)點. . * * 缺點 : : 力的劇變對乘車舒適性 的不利影響。 極低速(LVC)(LVC)閥 : : 為了消除如上缺點 使用(shyng)(shyng)添加極低速閥門 (Lower Velocity Valve) (Lower Velocity Valve)的二階段

21、 閥。CL CL 活塞閥的油流活塞閥的油流CL CL 活塞閥阻尼力特性線性圖活塞閥阻尼力特性線性圖第17頁/共24頁第十七頁，共24頁。1. 1. 活塞(husi)(husi)閥類型 圖圖 12 12 活塞活塞(husi)(husi)閥的種閥的種類類 阻尼阻尼(zn)(zn)閥閥RE 型SN 型CL 型LVC 型第18頁/共24頁第十八頁，共24頁。2. 2. 底閥（BODY VALVEBODY VALVE）類型(lixng)(lixng) 圖圖 14 14 底閥（底閥（Body ValveBody Valve）的種類）的種類(zhngli)(zhngli)RE 型CL 型第19頁/共24頁第十九頁，共24頁。3. 3. 閥門(f mn)(f mn)特性分類(fn li)閥門(f mn)結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點閥門單純支持形態(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較高的壓縮（Comp.）阻尼力時使用用于ECS用阻尼器在低速中需要高阻尼力時使用乘車舒適性、轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性優(yōu)秀第20頁/共24頁第二十頁，共24頁。CL-CL CL-CL 閥RE-RE RE-RE 閥 優(yōu) 點 與