减震器基本情况与发展趋势
汽车悬挂
10604050409 冯新
摘要：
减振器是汽车悬挂系统的重要组成部件。如果把发动机比喻为汽车的“心脏”，变速器为汽车的“中枢神经”，那么底盘及悬挂系统就是汽车的“骨骼骨架”。悬挂系统不仅决定了一辆汽车的舒适性与操控性同时对车辆的安全性起到很大的决定作用，从而成为衡量汽车质量及档次的重要指标之一。本综述主要围绕减震器的发展历史以及现状等文献进行综述。
关键词：减振器  历史  基本情况  发展
一、减振器的发展历史     
世界上第一个有记载、比较简单的减振器是1897由两个姓吉明的人发明的。他们把橡胶减震块与叶片弹簧的端部相连，当悬架杯完全压缩时，橡胶减振块就碰到连接在汽车大梁上的一个螺栓,产生止动。这种减振器再很多现代汽车悬架上仍有使用，但其减振效果很小。1898年
第一个适用的减振器由一个法国人特鲁芬研制成功并安装到摩托赛车上。该车的前叉悬置于弹簧上，同时与一个摩擦阻尼件相连，以防止摩托车的震颤。1899年，美国汽车哈特福特意识到这种阻尼件跨越应用到汽车上。第二年他制成了特鲁芬摩托阻尼件的变形结构，并把它装到哈德福特的乌兹莫别汽车上。它是一副用铰链连接在一起的杠杆，该汽车上的第一个减振器再铰链轴处装有橡胶垫，一个杠杆臂与车架连接，而另一个用螺栓与叶片弹簧连接。螺栓安装再铰链结点，能够通过调节通过对减振器的结构进行改变摩擦阻力的大小，从而得到所需要的缓冲程度。因此它们的设计的部件不仅仅是第一个汽车缓冲器，而且也是第一个“可调”减振器。哈特福特把装有这种减振器的汽车弄回到美国后不久，在新泽西城州的泽西城开办了一个哈特福特悬架公司。随后该减振器与前轮螺旋弹簧一起被安装到1906年生产的布鲁舒小型轻便汽车上。从此以后，减振器的结构发生了几种新的发展。加布里埃尔减震器它是由固定在汽车大梁上的罩壳和装再其里面的涡旋形钢带组成，钢带通过一个弹簧保持其张力，钢带的外端与车桥轴端连接，以限制由振动引起的弹跳量。弹簧式减振器这是加到叶片弹簧上的一种辅助螺旋弹簧。由于每一个弹簧都有相同的谐振频率，它们趋向于抵消各自的震颤，但同时也增大了悬架的刚性，所以很快就停止了使用。以及后来的空气弹簧和液力弹簧。
二、减振器的现状
现代汽车大部分都装有减振器，且减振器和弹性元件是并联安装的。现今汽车大部分采用的是液力减振器。液力减振器的作用原理是当车架与车桥作往复相对运动时，减振器中的活塞在钢筒内也做往复运动，于是减振器壳体内的油液便反复的从一个内腔通过一些窄小的孔隙流入另一内腔。此时，孔壁与油液间的摩擦及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身与车架的振动能转化为热能，被油液和减振器壳体所吸收，然后散到大气中。减振器的阻尼力的大小随车架和车桥相对速度的增减而增减，并且与油液的粘度有关。要求减振器所用油液的粘度受温度变化的影响尽可能小，且具有抗汽化、抗氧化以及对各种金属和非金属零件不起腐蚀作用等性能。
由于减振器的阻尼力越大，振动消除得越快，但却使并联的弹性元件的作用不能充分发挥；同时过大的阻尼力还可能导致减振器连接零件及车架损坏。为解决上述问题对减振器提出以下几种要求：
1.在悬架压缩行程（车桥和车架相互移近的行程）内，减振器的阻尼力应较小，以便充分利用弹性元件的弹性老缓和冲击。
2.在悬架伸张行程（车桥与车架相互远离的行程）内，减振器的阻尼力应较大，以求迅速减振。 
3.当车桥（或车轮）与车架的相对速度过大时，减振器应当能自动加大液流通道截面积，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。     
双向筒式减振器一般都有内外两个筒活塞在内筒中运动，由于活塞杆的进入与抽出，内筒中油的体积随之增大与收缩，因此要通过与外筒进行交换来维持内筒中油的平衡。所以其具有4个阀，其中流通阀和补偿阀是一般的单向阀，其弹簧很若。当阀上的油压作用力与弹簧力反向时，只要有很小的油压，阀便开启。而压缩阀和伸张阀则是卸载阀，弹性较强，预紧力较大，而只有当油压升高到一定程度时，阀才能开启；而当油压降低到一定程度时，阀即自行关闭。双向作用筒式液力减振器在悬挂的压缩和伸张两个行程内均能起到减振的作用。
充气式减振器也是运用较多的减振器。充气式减振器又称为单筒式减振器，其缸筒下部装有浮动活塞，工作原理与双筒式液力减振器类似。其优点是减少了一套阀门系统，仅有压缩阀和伸张阀，结构得到简化，浮动活塞下方构成的密闭气室内充有高压气体，可减少高
频震动。其缺点是对油封密闭性要求搞，充气工艺复杂，在缸体变形时，减振器即失效，不能修理，只能更换。
三、减振器的发展趋势
正在成为主流减振器的是阻力可调式减振器，特别是电子控制式减振器，其可通过传感器检测行驶状态，由计算机计算出最佳阻尼力，使减振器上的阻尼力调整机构自动工作，通过改变节流孔的大小等方式来调节减振器的阻尼力。
汽车行驶的平顺舒适性和操纵稳定性是衡量悬挂以及减振性能好坏的主要指标，但这两个方面是相互排斥的性能要求，因此要在操纵性和舒适性之间取得理想的最佳点是比较困难的。特别是在车辆进弯和出弯时，车身重量转移的速度会影响操控的平衡，这种影响会持续到重量转移完成，而车身重量转移的速度是由减振器所控制的，改变减振器在压缩和拉伸行程的软硬度可改变车身重量转移速度。减振器越硬，重量转移速度越快，重量转移越快，则汽车的转向反应越好，但随之也降低舒适性。因此，未来理想的减振阻尼既能满足平顺性要求又能满足操纵稳定性要求。大多数汽车会采用阻尼较软且价格相对便宜的减振器，以降低成本并获得普通驾驶状态下的柔软舒适的感觉，但在剧烈驾驶状态下，这类减
振器就无法胜任。要想获得高速驾驶的操控感觉，就需要采用阻尼较硬、品质较好且能与弹簧充分配合的减振器。
总之，未来优秀的减振器应该具有以下特点：有高精密度的柱栓，密闭性良好的油封，高品质的阻尼油（优质的阻尼油是阻尼衰退及气泡现象的治本之道），填充高压气体的气室设计，当然，最好是可调式的。
参考文献：
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