汽車減振器調校

2022-12-30 01:14:14徐申敏XuShenmin

北京汽車 2022年6期

徐申敏Xu Shenmin

汽車減振器調校

徐申敏
Xu Shenmin

（奇瑞新能源汽車股份有限公司，安徽蕪湖 241002）

汽車操穩性能開發中操穩調校必不可少，其中重點為減振器調校，即調整減振器閥系使力學性能改變。通過主觀評價不同閥系方案，發現性能的優缺點，逐步調整閥系規格平衡車輛的操穩性和舒適性，獲得最佳操穩性能。主要介紹雙筒減振器的工作原理、力學性能和調校方法，為操穩調校提供指導。

操穩調校；減振器調校；減振器力學性能；減振器閥系

0 引言

汽車操縱穩定性是指在駕駛員不感到過分緊張、疲勞的條件下，汽車能夠遵循駕駛員通過轉向系及轉向車輪給定的方向行駛，且當遭遇外界干擾時，汽車能夠抵抗干擾保持穩定行駛的能力[1]。在汽車操穩性能調校中最重要的是減振器調校。

汽車減振器具有衰減振動和控制姿態的作用，可以降低螺旋彈簧由路面顛簸引起的振動，將動能轉換成熱能消散掉，減振器經過成熟調校可以平衡各方面性能優缺點，同時兼顧操控性和舒適性，達到理想狀態。

1 減振器原理

減振器是汽車吸收振動的主要器件，當汽車行駛在顛簸路面車身進行往復運動時，減振器活塞在缸筒內也往復運動，減振器內油液反復從一個腔通過窄小孔隙流入另一腔，此時孔壁與油液間摩擦以及液體分子間摩擦形成阻尼力，使車架振動能量轉化為熱能，擴散至大氣中。

目前比較常見的減振器為雙筒減振器，由內筒和外筒兩部分組成，內部閥系由壓縮閥和復原閥組成，分別控制減振器壓縮和復原運動，如圖1[2]所示。

圖1 減振器閥系壓縮閥和復原閥示意

圖1中復原運動，活塞向上移動，活塞上腔油壓升高，流通關閉，上腔油壓通過復原閥流入下腔，由于存在活塞桿，則由上腔流入的油液不足以充滿下腔容積，使下腔存在一定真空度，進而使內筒油液推開補償閥流入下腔進行補充。

圖1中壓縮運動，活塞向下移動，活塞下腔油壓升高，油液流經流通閥流入活塞上腔，由于上腔活塞桿占有一部分空間，則上腔增加的容積小于下腔減小的容積，使一部分油液推開壓縮閥流入內筒。

2 減振器力學性能

減振器性能包括外特性和內特性，外特性是指減振器相對運動速度與阻尼力的關系，內特性是指阻尼力與流量的關系。減振器調校過程中主要關注外特性，可以通過減振器測功臺進行測試，如圖2所示，控制不同的拉伸和復原速度。

圖2 減振器測功臺

減振器外特性速度曲線按其運行速度不同可以分為3級，如圖3所示。

圖3 減振器力學曲線

圖3中1級速度特性曲線的減振器運動速度小于0.1 m/s，此時減振器內部工作油壓較低，不足以使壓縮閥及復原閥打開，油液主要通過節流閥片上的常通孔（槽口縫隙）流動，并且流量隨著閥片縫隙孔面積變化而變化。通過調整節流閥片常通孔大小使工作速度保持一定（流量恒定），則節流閥開槽數量、槽口寬度和節流閥片厚度決定阻尼力大小，液壓油經過常通孔節流，節流口流量面積越大，阻尼力越小。此階段對應車輛的初始側傾控制、中心區響應、路面過濾能力，具有小激勵下的柔和感。

圖3中2級速度特性曲線的減振器運動速度為0.1～0.6 m/s，此時減振器內部工作油壓較高，使復原閥及壓縮閥片打開，隨著閥片產生彈性變形其開度增大（閥片式結構的閥），油液不僅通過常通孔，也通過增大開度的節流孔流動。當工作速度保持一定（流量恒定）時，閥片閥口開度對減振器阻力起主要作用，槽口縫隙及大常通孔（活塞或壓縮閥體上的孔）大小對減振器阻尼力影響較小。隨著節流片和調節片彎曲變形，閥片厚度和剛度發生變化，厚度越厚、剛度越大，則阻尼力越大。此階段對應車輛中等沖擊下衰減控制、非中心區車輛響應和車身姿態控制。

圖3中3級速度特性曲線的減振器運動速度大于0.6 m/s，此時減振器內部工作油壓很高，使復原閥或壓縮閥片打開到最大限度（被限位），閥口開度對減振器阻尼力起次要作用，大常通孔（活塞或壓縮閥體上的孔）對減振器阻尼力起主導作用。此時閥片開口至最大，活塞孔節流產生高速阻尼力，可通過活塞或閥體上的孔徑和孔數進行調節，閥體孔面積越大產生的阻尼力越小。此階段對應車輛大沖擊下的隔離感、車身受到大激勵時車身控制、極限操控時車身姿態控制，主要影響車輪跳動的約束以及車輪快速經過大路面起伏時的車身姿態。

3 減振器調校

汽車底盤調校順序依次為輪胎、彈簧、穩定桿、減振器和襯套等，其中減振器調校時間最長，主要調整閥系組合并關注力學性能變化，不同閥系組合的實車表現完全不一致。減振器閥系包括彈簧式、閥片式、閥片彈簧式等[3]，本文主要介紹閥片式復原閥調校方法，其閥系主要包括活塞、節流、閥片、墊片、臺階、高速墊片等，如圖4所示。至于壓縮閥的各調校方法比較類似，通常不改變補償，只調整壓縮部分。

在減振器調校開始階段，通過調整多組閥系參數得出不同力學性能的可調減振器，并進行實車對比，尋找較優組合，之后在此基礎上按照每次只調校1～2個閥系原則逐步進行，最后通過反復調校和主觀評價，達到實車最佳表現。

圖4 復原閥系組成

1）調校活塞

活塞處在復原閥系中間位置，連接復原和流通，主要調整內部活塞孔的大小和數目改變油液流量，內外兩側臺階高度基本固定，通常復原臺階比流通臺階高，例如0.62/0.92（56.65），0.62 mm為活塞背面（流通）臺階高度，0.92 mm為活塞正面（復原）臺階高度，56.65 m3為流量大小。

通常活塞在整個調校開始階段進行調整，通過調校油液流量大小尋找合適力值曲線，可調范圍小，優選流量最大的活塞，主要影響3級特性曲線。

2）調校高速墊片

高速墊片處在活塞正面第一個位置，厚度為固定值，主要調整其外徑大小，外徑越大，則能夠堵住的活塞孔面積越大，由活塞流出的油液流量越小，3級特性曲線越大。

調校高速墊片時，通過在流量最大的活塞上逐步調整外徑尺寸改變流量大小，優選小外徑方案與活塞配合，使流量最大化。例如，某復原高速墊片型號為Φ10×Φ15.5-0.6（50.3），其中內徑10 mm為活塞桿直徑固定值，外徑為15.5 mm，厚度為0.6 mm，流量為50.3 m3，如果增大內徑至Φ10×Φ20-0.6（13.7），則流量減少至13.7 m3。

3）調校復原墊片

復原閥墊片位于高速墊片之后，調校過程中被稱為臺階高低，外徑基本固定且比較小，主要調校厚度大小，厚度越薄，則臺階變低，兩側閥片容易貼合使變形量減小，中速拐點上升，主要影響2級、3級特性曲線。例如，某復原墊片型號為Φ10×Φ16-0.15，其中內徑尺寸為10 mm，外徑為16 mm，厚度為0.15 mm，經過調校變為Φ10×Φ16-0.3，厚度增加至0.3 mm。

4）調校節流閥片

節流閥片位于復原閥墊片之后，外徑尺寸與活塞復原通道外徑一致，節流閥片上有很多槽口供油液流出，主要通過調整開槽口數量改變節流量，節流調整范圍大，可調數目多，通常對于整車路感優化有很大提升，主要影響1級特性曲線。例如，某節流閥片型號為3×0.4-0.2（0.24）-Φ24，其具有3個0.4 mm槽口，厚度為0.2 mm，流量為0.24 m3，直徑為24 mm，經過調校后為15×0.9-0.2（2.72）-Φ24，具有15個0.9 mm槽口，流量增加至2.72 m3。

5）調校復原閥片

復原閥片位于節流閥片之后，通常由多個不同外徑、不同厚度的閥片組成，最少為3片，最多為10多片，閥片堆疊方式有寶塔型或三明治型。調校過程主要針對閥片外徑和厚度，通過不同組合方式實現不同的閥片剛度，常用厚度為0.15、0.2、0.25 mm，常用外徑為18、20、22 mm，主要影響2級、3級特性曲線。例如，某復原閥片型號為Φ10×Φ24-0.15，其中內徑為10 mm，外徑為24 mm，厚度為0.15 mm，經過調校后為Φ10×Φ18-0.4，外徑變為18 mm，厚度變為0.4 mm。

6）調校墊片

墊片位于閥片之后，與限位器貼合，調校過程中被稱為支點，其厚度基本不變，主要調校外徑大小，外徑越大，則其余閥片圍繞支點不容易變形，且3級特性曲線的復原力越大。如果支點影響效果明顯，曲線復原力會有大幅度變化。例如，某墊片型號為Φ10×Φ14-0.5，其內徑為10 mm，外徑為4 mm，厚度為0.5 mm，經過調校后為Φ10×Φ16-0.5，外徑變為16 mm。

活塞背面流通部分與復原調整方法類似，主要調整節流和閥片組合，使1級、2級和3級特性曲線對應調整。

減振器不同運行速度與整車行駛表現關系見表1。