当以一固定的速度压缩或拉伸减振器时其所产生的阻力就称为阻尼。
日本车的规定是以运动速度为0.3m、s的阻力大小来表示减振器的阻尼性能,称为阻尼系数。较硬的减振器就是运动时可产生比较大的阻力。
当让减振器以非常慢的速度压缩或拉伸时,它的阻力只有来自机构内部的摩擦力,阻尼油几乎不产生阻力。但是当运动速度增加时,阻力的增加会与减振器运动变化率的平方成正比,也就是说运动速度增为2倍时阻力会增为4倍。
减振器的阻力可分为压缩和回弹两种,压缩阻力和弹簧的弹力有相加的效果,运动时可增加弹簧的硬度,而回弹阻力则是发生在弹簧受路面冲击压缩后的反弹行程,它是用来抵挡弹簧压缩后再将轮胎压回地面的力量,减缓反弹的冲击并保持车辆的平衡。普通的减振器,吸震行程的阻力通常远小于回弹行程,因为吸振行程的阻力太大时会影响乘坐舒适性,对道路用车来说,冲击和反弹时的阻尼力量比值大约是1:3,对赛车来说则为1:21:1.5。
避震器的改装 悬吊是大多数人改装计画的第一步,而悬吊的改装通常都是由换装一套较硬的避震器开始着手。
上一期我们曾经说过弹簧最主要的功用是用来消除行经不平路面的震动,既然有了可消除震动的弹簧,那麽又要避震器做什麽呢?避震器它并不是用来支持车身的重量而是用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡和吸收路面冲击的能量。假如你开过避震器坏掉的车,你就可以体会车子通过每一坑洞、起伏后馀波荡漾的弹跳,而避震器正是用来抑制这样的弹跳。
没有避震器将无法控制弹簧的反弹,车子遇到崎岖路面时将会产生严重的弹跳,过弯时也会因为弹簧上下的震荡而造成轮胎抓地力和循迹性的丧失。最理想的状况是利用避震器来把弹簧的弹跳限制在一次。
阻尼 当我们以一固定的速度压缩或拉伸避震器其所产生的阻力就称为阻尼。这阻力来自於避震器作动时,活塞会把阻尼油加压使其通过小孔径的阀门,如果改变阀门的孔径就可以改变阻尼的大小。
在日本自动车规格(JASO C602)规定以作动速度0.3m/s时的阻力大小来代表避震器的性能,我们称为阻尼系数,单位为Kgf,所谓较硬的避震器就是作动时可产生比较大的阻力。当我们让避震器以非常慢的速度压缩或拉伸时,它的阻力只有来自机构内部的摩擦力,阻尼油几乎不产生阻力。
但是当作动速度增加时,阻力的增加会和避震器作动速度变化率的平方成正比,也就是说作动速度增为2倍时阻力却会增为4倍。 避震器的阻力可分为压缩和回弹两部份,压缩阻力和弹簧的硬度有加成效果,作动时可增加弹簧的强度,而回弹阻力则是发生在弹簧受路面冲击压缩后的反弹行程,这也是避震器存在的最大理由,它是用来抵挡弹簧压缩后再将轮胎压回地面的力量,减缓反弹的冲击并保持车辆的平稳。
一般道路用的避震器,吸震行程的阻力通常远小於回弹行程,因为吸震行程的阻力太大时会影响行路舒适性,对道路用车来说冲击时和反弹时的阻尼力量比值大约是1:3,但对赛车来说则为1:2~1:1.5,较高的比值会降低舒适性,但却可改善行经不规则路的循迹性。 避震器与车身重量的转移 进弯和出弯时车身重量转移(Weight Transfer)的速度会影响操控的平衡,这影响会持续直到重量转移完成,而车身重量转移的速度是由避震器所控制,改变避震器在压缩和拉伸行程的速度可改变车身动量转移的速度。
避震器越硬重量转移的速度越快,重量转移越快则车身子的转向反应也越快。 过弯时转动方向盘,轮胎会产生一个滑移角(Slip Angle),进而产生转向力,这力量作用在滚动中心(Roll Center)和重心(Center of Gravity),然后导致车身重量转移,车身产生滚动(Roll)。
此时弯外轮的转向力会随着滑移角的增大及车身重量的转移而加大,车子在达到最大转向力及完成重量转移后会建立一个过弯姿势(Take a set),由於避震器控制重量转移的速度,因此也会影响建立过弯姿势的速度。由於转向反应对操控很重要,因此我们希望过弯姿势的建立越快越好,但也不可太快,必须有时间让车手去感觉过弯姿势的建立,并感受循迹性的极限,如果重量转移太快会让车手来不及去感觉,因此设定一个车身重量转移的速度让热车手去感觉极限的接近,并且有所反应是车辆悬吊设定时的重要课题。
我们常说车队会依不同的车手而有不同的车辆设定,对悬吊系统设定来说,不同的车手由於驾驶技术和习惯的不同,对转向反应的感觉速度及反应速度也会不同,因此需要不同的悬吊设定,以求得车手的充分发挥。 『一手太』原则 入弯时转动一次方向盘(方向盘在广东话称为太盘),就会产生一次车身的重量转移变化,建立一转向力与轮胎抓地力平衡的过弯姿势,所谓的过弯极限是出现在转向力等於轮胎的抓地力。
有人在入弯后会连续的转动方向盘,这实在是天大的错误,因为这会造成车身在不平衡状态下过弯,如此车手将无从去驱使车辆逼进极限,降低了过弯的速度并存在着失控的危机。 过弯时应该尽量遵循所谓『一手太』原则,判定弯道角度后将方向盘一次打到定位,让车身尽速建立平衡的过弯姿势,出弯后也是一手太让转移的车身重量回复直行时的状态。
若在弯中遇到突发状况则必须Smooth的修正,避免突然加剧已处於极限边缘的重量转移,让它变得不可控制,造成车身的失控。 避震器的难题 避震器的阻尼作用是把震动冲击的能量转换成热能。
假如悬吊产生大幅度的运动,相对的避震器也会产生相当大的阻力来抑制它,这阻力来自避震器的活塞会把油压入通过小的阀门,如此会把阻力变成热。避震器内部产生的热会使阻尼油加温,油加热后黏度会变稀(这反应就如同引擎机油一般)。
变稀后的阻尼油会使通过油阀门的阻力变低,降低了阻尼力,我们称为『阻尼衰退』(Shock Fade)。为了避免阻尼衰退,可由加大避震器或增加阻尼油的容量来改善。
所以所谓的高性能的避震器通常都具有是较大的筒径,及较大的阻尼。避震器的另一个问题是阻尼油的气泡问题,避震器作动时活塞为会对阻尼油造成搅动的效果,造成组泥油产生气泡,气泡的产生会造成阻尼的丧失。
为了对抗气泡,以除了使用品质较佳的阻尼油外,制造商通常利用田填。
接杆、连接孔、橡胶、衬套等是否有损坏、脱焊、破裂或脱落之处。
若上述检查正常,则应进一步分解减震器,检查活塞与缸筒间的配合间隙是否过大,缸筒有无拉伤,阀门密封是否良好,阀瓣与阀座贴合是否严密,以及减震器的伸张弹簧是否过软或折断,根据情况采取修磨或换件的办法修理。另外,减震器在实际使用中会出现发出响声的故障,这主要是由于减震器与钢板弹簧、车架或轴相碰撞,胶垫损坏或脱落以及减震器防尘筒变形,油液不足等原因引起的,应查明原因,予以修理。
减震器在进行检查修复后应在专门试验台上进行工作性能试验,当阻力频率在100±1mm时,其伸张行程和压缩行程的阻力应符合规定,表明减震器基本正常。
液压减震器 汽车悬架系统中广泛采用液力减震器。
其原理是,当车架与车桥做往复相对运动儿活塞在减震器的缸筒内往复移动时,减震器壳体内的油液便反复地从内腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔。此时,液体与内壁的摩擦及液体分子的内摩擦便形成对振动的阻尼力。
充气式减震器 充气式减震器是60年代以来发展起来的一种新型减震器。其结构特点是在缸筒的下部装有一个浮动活塞,在浮动活塞与缸筒一端形成的一个密闭气室种充有高压氮气。
在浮动活塞上装有大断面的O型密封圈,它把油和气完全分开。 工作活塞上装有随其运动速度大小而改变通道截面积的压缩阀和伸张阀。
当车轮上下跳动时,减震器的工作活塞在油液种做往复运动,使工作活塞的上腔和下腔之间产生油压差,压力油便推开压缩阀和伸张阀而来回流动。由于阀对压力油产生较大的阻尼力,使振动衰减。
阻力可调式减震器 装有阻力可调式减震器的汽车的悬架一般用刚度可变的空气弹簧作为弹性元件。其原理是,空气弹簧若气压升高,则减震器气室内的压力也升高,由于压力的改变而使油液的节流孔径发生改变,从而达到改变阻尼刚度的目 减振器是汽车使用过程中的易损配件,减振器工作好坏,将直接影响汽车行驶的平稳性和其它机件的寿命,因此我们应使减振器经常处于良好的工作状态。
可用下列方法检验减振器的工作是否良好。 1.使汽车在道路条件较差的路面上行驶10km后停车,用手摸减振器外壳,如果不够热,说明减振器内部无阻力,减振器不工作。
此时,可加入适当的润滑油,再进行试验,若外壳发热,则为减振器内部缺油,应加足油;否则,说明减振器失效。 2.用力按下保险杠,然后松开,如果汽车有2~3次跳跃,则说明减振器工作良好。
3.当汽车缓慢行驶而紧急制动时,若汽车振动比较剧烈,说明减振器有问题。 4.拆下减振器将其直立,并把下端连接环夹于台钳上,用力拉压减振杆数次,此时应有稳定的阻力 ,往上拉(复原)的阻力应大于向下压时的阻力,如阻力不稳定或无阻力,可能是减振器内部缺油或阀门零件损坏,应进行修复或更换零件。
[1-2]。
减振器用来衰减弹簧缓和冲击时的振动,以改善汽 车的行驶舒适性。
如果没有减振器,弹簧的反弹将无法 控制,汽车在遇到崎岖路面时将会产生严重的弹跳,转弯时也会因为弹篛上下的振动而造成轮胎抓地力(附着 力)和循迹性的丧失。减振器的基本参数是减振器的阻尼,即以一固定的 速度压缩或拉伸减振器时所产生的阻力,阻尼的大小与 阀门孔径、车架和车桥的相对速度以及阻尼油的黏度等因素有关。
但是,且尼的大小并不能决定汽车在转弯侧 倾的程度大小,只能控制汽车产生侧倾的速率,即用多少时间完成侧倾。减振器的阻尼力可分为压缩和回弹两部分,压缩阻 力和弹簧的硬度有加成效果(压缩阻力可增加弹簧的硬 度);而回弹阻力则是发生在弹簧受路面冲击压缩后的反弹行程,这也是减振器的最大功用所在,用来抵挡弹 簧压缩后再将轮胎压回地面的力量,减缓反弹的冲击并保持车辆的平稳。
一般道路用的减振器,压缩行程的阻 力通常远小于回弹行程,因为压缩行程的阻力太大时会影响行车舒适性。对道路用车来说,压缩时和反弹时的 阻尼力比值大约是1:3对赛车来说,阻尼力比值约 为1:2〜1:15。
较高的阻尼力比值会降低舒适性, 但是可改善汽车行经不规则路面时的循迹性。
悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动,为改善汽车行驶平顺性,悬架中与弹性元件并联安装减振器,为衰减振动,汽车悬架系统中采用减振器多是液力减振器,其工作原理是当车架(或车身)和车桥间受振动出现相对运动时,减振器内的活塞上下移动,减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内。
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。在油液通道截面和等因素不变时,阻尼力随车架与车桥(或车轮)之间的相对运动速度增减,并与油液粘度有关。
减振器与弹性元件承担着缓冲击和减振的任务,阻尼力过大,将使悬架弹性变坏,甚至使减振器连接件损坏。 因面要调节弹性元件和减振器这一矛盾。
(1) 在压缩行程(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),减振器阻尼力应大,迅速减振。 (3) 当车桥(或车轮)与车桥间的相对速度过大时,要求减振器能自动加大液流量,使阻尼力始终保持在一定限度之内,以避免承受过大的冲击载荷。
在汽车悬架系统中广泛采用的是筒式减振器,且在压缩和伸张行程中均能起减振作用叫双向作用式减振器,还有采用新式减振器,它包括充气式减振器和阻力可调式减振器。 1。
活塞杆;2。 工作缸筒;3。
活塞;4。 伸张阀;5。
储油缸筒; 6。 压缩阀;7。
补偿阀;8。 流通阀;9。
导向座;10。 防尘罩;11。
油封 双向作用筒式减振器示意图 双向作用筒式减振器工作原理说明。在压缩行程时,指汽车车轮移近车身,减振器受压缩,此时减振器内活塞3向下移动。
活塞下腔室的容积减少,油压升高,油液流经流通阀8流到活塞上面的腔室(上腔)。上腔被活塞杆1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,一部分油液于是就推开压缩阀6,流回贮油缸5。
这些阀对油的节约形成悬架受压缩运动的阻尼力。减振器在伸张行程时,车轮相当于远离车身,减振器受拉伸。
这时减振器的活塞向上移动。活塞上腔油压升高,流通阀8关闭,上腔内的油液推开伸张阀4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容积,主使下腔产生一真空度,这时储油缸中的油液推开补偿阀7流进下腔进行补充。由于这些阀的节流作用对悬架在伸张运动时起到阻尼作用。
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