減震器布置對懸掛系統(tǒng)的減震性能影響

陳宇航

摘要：隨著人民生活水平日益提高，對于品質(zhì)的追求也越來越高，汽車也日益成為人民生活當(dāng)中必需品，而汽車行業(yè)之間的競爭也越來越激烈，對于品質(zhì)的追求也越來越高，汽車懸掛系統(tǒng)的好壞直接反應(yīng)著乘坐的舒適程度，也直接反應(yīng)著轎車的穩(wěn)定性，本文主要探索了減震器布置對懸掛系統(tǒng)的減震性能的影響。首先筆者論述了什么是減震器，其次論述了減震器的工作原理，最后闡述了減震器布置對懸掛系統(tǒng)的減震性能的影響。筆者希望通過本文能對提高汽車乘坐的舒適度提供一些借鑒。

關(guān)鍵詞：減震器布置；懸掛系統(tǒng)；減震性能

1.什么是減震器

何為減振器？ 減振器就是指用來抑制彈簧吸震后反彈時(shí)的震蕩及來自路面的沖擊的一種減震裝置。當(dāng)汽車行駛在不平路面上的時(shí)候，即使吸震彈簧能夠把來自路面的震動(dòng)過濾緩沖掉，但是彈簧由于自身的原因還是存在往復(fù)的運(yùn)動(dòng)，而這時(shí)減震器就是來抑制彈簧的反復(fù)跳躍運(yùn)動(dòng)的的。要注意減振器不能過軟，否則車在行駛的過程中會上下顛簸。但是減振器也不能過硬，否則會產(chǎn)生過大的阻礙力量，那樣有礙彈簧有效運(yùn)轉(zhuǎn)。

2.減震器的工作原理

減震器是如何運(yùn)轉(zhuǎn)的呢？在懸架系統(tǒng)中，當(dāng)彈性元件受一定程度的沖擊時(shí)她會產(chǎn)生一些震動(dòng)，為保證汽車在行駛過程中的平穩(wěn)性，把懸架中與彈性元件兩者并聯(lián)在一起來安裝減震器，就可以減輕車聲的振動(dòng)幅度。在多數(shù)情況下汽車懸架系統(tǒng)中采用減震器為液力減震器，它們的運(yùn)作原理如下：當(dāng)車架和車橋間的震動(dòng)會產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)，在此時(shí)減震器內(nèi)的活塞就會出現(xiàn)上下移動(dòng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這樣減震器內(nèi)部的的油液就會重復(fù)地從一個(gè)腔通過不同的孔隙進(jìn)入到其他的腔內(nèi)。此時(shí)孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內(nèi)摩擦對震動(dòng)會產(chǎn)生阻礙力，使汽車震動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為油液的熱能，再經(jīng)過減震器吸收散發(fā)到大氣中。在油液通道截面和等因素不變時(shí)，阻礙力會隨車架與車橋之間的相對運(yùn)動(dòng)而速度增減，這也與油液粘度存在一定的關(guān)聯(lián)。

減震器和彈性元件這兩者肩負(fù)著緩沖擊和減震的工作任務(wù)，當(dāng)阻礙力非常大的時(shí)候，會把懸架彈性變壞，嚴(yán)重的會損壞減震器的連接件。所以這就需要我們調(diào)節(jié)彈性元件與減震器之間的矛盾，主要方法有以下幾種：

首先，在壓縮行程（車橋和車架相互靠近），減震器阻尼力較小，以便充分發(fā)揮彈性元件的彈性作用，緩和沖擊。這時(shí)，彈性元件起主要作用。

其次，在懸架伸張行程中（車橋和車架相互遠(yuǎn)離），減震器阻尼力應(yīng)大，迅速減震。

其三， 當(dāng)車橋（或車輪）與車橋間的相對速度過大時(shí)，要求減震器能自動(dòng)加大液流量，使阻尼力始終保持在一定限度之內(nèi)，以避免承受過大的沖擊載荷。

在汽車懸架系統(tǒng)中廣泛采用的是筒式減震器，且在壓縮和伸張行程中均能起減震作用叫雙向作用式減震器，還有采用新式減震器，它包括充氣式減震器和阻力可調(diào)式減震器。

3.減震器布置與懸掛系統(tǒng)的減震性能之間的關(guān)系

減震器的布置對懸掛系統(tǒng)的減震性能存在一定的影響。一般來說，汽車的前后懸掛系統(tǒng)包括彈簧和減震器兩個(gè)部分，按照結(jié)構(gòu)來分，多見有 以下結(jié)構(gòu)形式，麥佛遜，雙A臂（雙橫桿），拖曳臂，扭力梁和多連桿。

麥佛遜式懸掛多用于前輪，是獨(dú)立懸掛的一種，而且是結(jié)構(gòu)非常簡單的一種，布置緊湊，節(jié)省空間，前輪定位變化小，具有良好的行駛穩(wěn)定性。所以，大部分的轎車前懸均采用這種結(jié)構(gòu)，差別主要在選材和減震器、彈簧的調(diào)校上面。 但麥弗遜式懸架在使用中也有缺點(diǎn)，就是行駛在不平路面時(shí)，車輪容易自動(dòng)轉(zhuǎn)向，故駕駛者必須用力保持方向盤的方向，當(dāng)受到劇烈沖擊時(shí)，減震器易造成彎曲，因而影響轉(zhuǎn)向性能，所以很多不吝惜空間和成本的豪華轎車上面并沒有采用此種形式。

雙A臂懸掛擁有上下兩個(gè)搖臂，起橫向力由兩個(gè)搖臂同時(shí)吸收，支柱只承載車身重量。因此橫向剛度大。由于上下使用不等長搖臂（上長下短），讓車輪在上下運(yùn)動(dòng)時(shí)能自動(dòng)改變外傾角并且減小輪距變化減小輪胎磨損。并且也能自適應(yīng)路面，輪胎接地面積大，貼地性好。但是由于多了一個(gè)上搖臂，所以需要站用較大的空間，本田的轎車前懸喜歡采用這種結(jié)構(gòu)，civic為人所稱道的操控性，前懸的雙A臂有一定的功勞。

拖曳臂式懸掛系統(tǒng)是專為后輪設(shè)計(jì)的懸掛系統(tǒng)，像標(biāo)致車系、雪鐵龍車系、歐寶車系等歐洲轎車比較喜歡采用這種懸掛系統(tǒng)。拖曳臂式懸掛系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)是左右兩輪的空間較大，而且車身的外傾角沒有變化，避震器不發(fā)生彎曲應(yīng)力，所以摩擦小，乘坐性佳，當(dāng)其剎車時(shí)除了車頭較重會往下沉外，拖曳臂懸吊的后輪也會往下沉平衡車身，而其缺點(diǎn)是無法提供精準(zhǔn)的幾何控制，不過如果調(diào)校得當(dāng)，可以用最少的成本和空間達(dá)到最好的效果，所以現(xiàn)在的小車多采用這種形式的后懸掛。

扭力梁懸掛是一種半獨(dú)立懸掛方式，這種懸掛結(jié)構(gòu)簡單，傳力可靠，但兩輪受沖擊震動(dòng)時(shí)會互相影響。對細(xì)小的震動(dòng)能夠較好地過濾，而對于大坑洞的反應(yīng)會比較生硬，大眾集團(tuán)的車型多采用此種后懸掛，不過最新的PQ35平臺均改成了多連桿式。

多連桿懸掛系統(tǒng)，又分為5連桿和4連桿。多連桿后懸掛能實(shí)現(xiàn)主銷后傾角的最佳位置，大幅度減少來自路面的前后方向力，從而改善加速和制動(dòng)時(shí)的平順性和舒適性，同時(shí)也保證了直線行駛的穩(wěn)定性，在車輛轉(zhuǎn)彎或制動(dòng)時(shí)，5連桿后懸掛結(jié)構(gòu)可使后輪形成正前束，提高了車輛的控制性能，減少轉(zhuǎn)向不足的情況。很多豪華轎車的前懸也使用了4連桿前懸 它通過運(yùn)動(dòng)學(xué)原理巧妙地將牽引力、制動(dòng)力和轉(zhuǎn)向力分離，同時(shí)賦予車輛精確的轉(zhuǎn)向控制。

由此可見，雖然多連桿有很多先天的優(yōu)點(diǎn)，似乎是最好的方式，但是一下多了這么多受力點(diǎn)，調(diào)校會比較困難，而且在占用空間和成本上沒有優(yōu)勢，所以我們在購車時(shí)不必太在意是否采用了多連桿，如果是A級以下額車型，前麥佛遜，后拖曳臂是非常好的搭配，B級以上則各車廠有不同的喜好，原則上只要和整車風(fēng)格協(xié)調(diào)一致，我們大可不必非要認(rèn)定一種懸掛方式，如果追求性能，那么可以去專業(yè)改裝店做深度調(diào)校。它并不是用來支持車身的重量而是用來抑制彈簧吸震后反彈時(shí)的震蕩和吸收路面沖擊的能量。

4.結(jié)束語

綜上所述，減震器對于提高汽車行駛時(shí)的舒適度至關(guān)重要，減震器合理布置有助于懸掛系統(tǒng)的減震性能的提高。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙亮. 車輛懸架系統(tǒng)中新減振元件設(shè)計(jì)和減振控制算法研究[D]. 湖南大學(xué) 2008

[2] 陳禹行. 布式驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車直接橫擺力矩控制研究[D]. 吉林大學(xué) 2013

[3] 張濟(jì)民. 基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的預(yù)測控制在擺式客車傾擺系統(tǒng)的應(yīng)用研究[D]. 西南交通大學(xué) 2004.