第二减震十一章 悬架 第一节 概述 第二节 减振器

  新闻资讯     |      2024-04-02 07:11

  悬架是车架(或承载式车身)与车桥(或车轮)之间的总共传力毗邻装配的总称。它的功用是把道面感化于车轮上的笔直反力(支承力),纵向反力(牵引力和造动力)和侧向反力以及这些反力所形成的力矩都要转达到车架(或承载式车身上),以保障汽车的平常行驶。

  今世汽车的悬架纵然有种种差其余布局形状,可是日常都有弹性元件1、减震器3和导向机构(纵、横向推力杆2、5)三个人构成(图21-1)。

  因为汽车行驶的道面不或者绝对平缓,因而,道面感化于车轮上的笔直反力往往是袭击性的,加倍正在坏道面上高速行驶时,这种袭击力将很大,或者惹起汽车机件的早期损坏,还将使驾驶员感触极不适意,或使货品受到毁伤。为了松懈袭击,正在汽车行驶系中,除了采用弹性的充气轮胎以表,正在悬架中还必需装有弹性元件,使车架(或车身)与车桥(或车轮)之间作弹性毗邻。但弹性编造正在受到袭击后,将发作振动,接连的振动易使乘员感触不适意或怠倦,故悬架还该当拥有减震感化,使振动速速衰减(振幅速速减幼)。为此,正在很多机构形状的汽车悬架中都设有特意的减震器减震。

  车轮相看待车架和车身跳动时,车轮(独特是转向轮)的运动轨迹应适宜必定的央求,不然对汽车的某些行驶机能(独特是左右宁静性)有晦气的影响。因而,悬架中某些传力构件同时还继承着使车轮按必定轨迹相看待车架和车身跳动的劳动,于是这些传力构件还起导向感化,故称导向机构。

  正在大都轿车和客车上,为了造止车身再转弯行驶等环境下发作过大的倾斜,正在悬架中还设有辅帮弹性元件--横向宁静器。由此可见,汽车悬架的成效是缓冲,导向和减振,然而总的成效是传力。该当指出,悬架要具备上述成效,正在布局上并非必定要创立满意上述各成效的零丁的装配。比方常见的钢板弹簧,除了行为弹性元件起缓冲表,当它正在汽车上纵向布置而且一端与车架作固定搭钮毗邻时,它自己还能起到转达各向力和力矩以及定夺车轮运动轨迹的感化,于是可不再另设导向机构。其余,日常钢板弹簧是多片叠成的,自己拥有必定的减震才能,正在对减振央求不高的车辆上,也可能不装减振器。

  由悬架刚度和悬架弹簧支承的质地(承载质地)所定夺的车身固有频率(亦称振动编造的自正在振动频率),是影响汽车行驶平顺性的悬架主要机能目标之一。人体所民风的笔直振动频率是步行是身体上下运动的频率,约为1-1。6Hz。车身固有频率该当尽或者的处于或亲切这一频率规模。遵循力学认识,要是将汽车作为一个正在弹性悬架上作单自正在度振动的质地,则悬架编造的固有频率为

  式中,g为重力加快率;f为悬架笔直变形(挠度);M为悬架簧载质地;C(C=Mg/f)为悬架刚度(不必定等于弹性元件的刚度),它指挥车轮核心相看待车架和车身向上搬动的单元隔绝(尽管悬架发作单元笔直压缩变形)所须要加于悬架上的笔直载荷。

  1) 正在悬架所受笔直载荷必准时,悬架刚度越幼,则汽车固有频率越低。但悬架刚度越幼,正在必定载荷下悬架笔直变形就越大,即车轮上下跳动所须要的空间越大,这看待簧载质地大的货车,正在布局上是难以保障的,故现实上货车的车身固有频率往往偏高,而大大赶上了上述理念的频率规模。

  2) 当悬架刚度必准时,簧载质地越大,则悬架笔直变形越大,而固有频率越低,故空车行驶时的车身固有频率要比满载行驶时的高。簧载质地蜕化规模越大,则频率蜕化规模也越大。

  为了使簧载质地从相当于汽车空载到满载的规模内蜕化时,车身固有频率维系稳固或蜕化很幼,就须要将悬架刚度做成可变的,即空车时悬架刚度幼,而载荷加添时,悬架刚度随之加添。

  有些弹性元件自己的刚度即是可变的,如气体弹簧;有些悬架所用的弹性元件的刚度固然是稳固的,可是装置正在悬架中之后,不过全豹悬架拥有可变的刚度,比方扭杆弹簧悬架。

  非独立悬架(图21-2a)。其布局特性是两侧的车轮由一根团格式车桥(或车身)毗邻。当一侧车轮因道道不屈而发作跳动时减震,一定惹起另一侧车轮正在汽车横向平面内发作摆

  独立悬架(图21-2b)。其布局特性是车桥做成断开的,每一侧的车轮可能零丁的

  通过弹性悬架与车架(或车身)毗邻,两侧车轮可能零丁跳动,互不影响,故称为独立悬架。

  为加快车架与车身振动的衰减,以刷新汽车的行驶平顺性,正在大大都汽车的悬架编造内部装有减振器。减振器和弹性元件时并联装置的(图21-3)。

  汽车悬架编造中普及采用液力减振器。液力减振器的感化道理是,当车架与车桥作往还相对运动而活塞正在缸筒内往还搬动时,减振器壳体内的油液一再地从内腔通过极少窄幼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造成对振动的阻尼力,车身和车架的振动能量转化为热能被油液和减振器壳体所招揽,然后散到大气中。减振器阻尼力的巨细随车架和车桥(或车轮)相对速率的增减而增减,而且与油液的粘度相合。央求油液的粘度受温度蜕化影响尽或者幼,且拥有抗气化,抗氧化以及对种种金属和非金属零件不起侵蚀感化等机能减震。

  减振器的阻尼力越大,振动打消得越速,但却使并联的弹性元件的感化不行足够施展,同时,过大的阻尼力还能导致减振器毗邻零件及车架损坏。为治理弹性元件与减振器之间的这一抵触,对减振器提出如下央求:

  1)压缩行程(车桥与车架彼此移近的行程)内,减振器阻尼力应较幼,以便足够行使弹性元件的弹性来松懈袭击。

  2)正在悬架舒展行程(车桥与车架彼此远离的行程)内,减振器的阻尼力应较大,以求速速减振。

  3)当车桥(或车轮)与车架的相对速率较大时,减振器该当能主动加大液畅达道面积,使阻尼力永远维系正在必定局部之内,以避免接受过大的袭击载荷。

  液力减振器按其布局形状差别,可分为筒式和摇臂式(正在我国,这种减振器70年代就已被裁汰了)两品种型,按其感化办法差别,又可分为双向感化式和单向感化式减振器两种。

  正在压缩和舒展两行程内均能起感化的减振器,称为双向感化式减振器;另有一种仅正在舒展行程内起感化,称为单向感化式减振器。目前,汽车上普及采用双向感化式减振器。

  双向感化筒式减振器日常都拥有四个阀(图21-4),即压缩阀6,舒展阀4,畅达阀8和补充阀7。畅达阀和补充阀是日常的单向阀,其弹簧很弱,当阀上的油压感化力与弹簧力同向时,阀处于合上状况,十足欠亨液流;而当油压感化力与弹簧力反向时,只须有很幼的油压,阀便能开启。压缩阀和舒展阀是卸载阀,其弹簧较强,预紧力较大,唯有当油压升高到必定水准时,阀才力开启,而当油压下降到必定水准时,阀即主动合上。

  双向感化筒式减振器的就业道理可按图21-4,分为压缩和舒展两个行程加以证明。

  (1)压缩行程。当汽车车轮滚上隆起和滚出凹坑时,车轮移近车架(车身),减振器受压缩,减振器活塞3下移。活塞下面的腔室(下腔)容积减幼,油压升高,油液经畅达阀8到活塞上面的腔室(上腔)。因为上腔被活塞杆占去一个人空间,上腔内加添的容积幼于减幼的容积,故又有一个人油液推开压缩阀6,流回贮油缸5。这些阀对油液的俭约便形成对悬架压缩运动的阻尼力。

  (2)舒展行程。当车轮滚进凹坑或滚离隆起时,车轮相看待车身移开,减振器受拉伸。此时减振器活塞向上搬动。活塞上腔油压升高,畅达阀8合上。上腔内的油液便推开舒展阀 4流入下腔。同样,因为活塞杆的存正在,自上腔流来的油液还亏损以充满下腔所加添的容积,下腔内发作必定的真空度,这是贮油缸中的油液便推开补充阀7流入下腔举行添加。此时,这些阀的俭约感化即形成对悬架舒展运动的阻尼力。

  压缩阀的俭约阻力应安排成随活塞运动速率而蜕化。比方,当车架或车身振动舒徐(即活塞向下运动速率低)时,油压亏损以征服压缩阀弹簧的预紧力而推开阀门。此时,多余个人的油液经极少常通的罅隙(图上未画出)流回贮油腔。当车身振动猛烈,即活塞向下运动的速率高时,则活塞下腔油压剧增,抵达能征服压缩阀弹簧的预紧力时,便推开压缩阀,使油液正在很短的时分内通过较大的通道流回贮油缸。如此,油压和阻尼力都不致赶上必定局部,以保障压缩行程中弹性元件的缓冲感化获得足够施展。

  同样,舒展行程中减振器的阻尼力也应安排成随活塞运动速率而蜕化。当车轮向下运动速率不大(即活塞向上的运动速率不大)时,油液经舒展阀的常通孔隙(图21-4上未画出)流入下腔,因为通道截面积很幼,便发作较大的阻尼力,从而泯灭了振动能量,使振动速速衰减。当车身振动猛烈时,活塞上移速率增大到使油压足以征服舒展阀弹簧的预紧力时,舒展阀开启,通道截面积增大,使油压和阻尼力维系正在必定局部以内。如此,可使减振器及悬架编造的某些零件不会因超载而损坏减震。

  因为舒展阀弹簧的刚度和预紧力比压缩阀的大,正在同样的油压感化下,舒展阀及相应的常通罅隙的通道截面积总和幼于压缩阀及相应的常通罅隙的通道截面积总和,这就保障了减振器正在舒展行程内发作的阻尼力比压缩行程内发作的阻尼力大得多。

  图21-5所示为解放CA1091型汽车上所用的双向感化筒式减振器。它有三个专心钢筒:防尘罩21,贮油缸20和就业缸19。防尘罩与活塞杆和用以毗邻车架的吊颈环26焊接正在一同。就业缸装于贮油缸内,并用螺母27通过密封圈25和导向座22压紧。贮油缸的下端焊有效以毗邻车桥的下吊环10。正在减振器就业时,这两个缸是行为一个团体一同随车桥而运动的。贮油缸与就业缸之间造成贮油腔,内装减振油液,但不装满,就业缸内则充满减振油液。活塞杆18穿过就业缸和贮油缸的密封装配而伸入就业缸内。正在活塞杆的下端用压紧螺母9固定着活塞4。活塞的头部有表里两圈沿圆周均布的轴向通孔,表圈 10个孔的直径大于内圈10个空的直径。正在活塞头部上端面上,有仅能盖住表圆通孔的畅达阀3,用弹簧片2压紧,并由畅达阀限位座1限位。正在活塞头手下端面上平均散布四个幼槽,当舒展阀5被压紧时,便造成四个缺口,该缺口为常通的罅隙,正在压缩或舒展行程中减振油液均可通过此缺动。正在舒展阀与压紧螺母之间装有调剂垫片8,用以调剂舒展阀弹簧7的预紧力。正在就业缸下端装有支承座圈11,座圈孔上端面有两个幼缺口,与装正在它上面的星形补充阀15造成两个罅隙,行为就业腔和贮有腔之间的常通罅隙。补充阀主题有孔,空中装有压缩阀杆16,阀杆上部钻有核心孔,且阀杆圆柱面上有两个圆孔与核心孔相通。正在压缩阀杆上滑套着压缩阀14,不就业时,压缩阀正在压缩弹簧13感化下,其上端面紧压正在补充阀15上,内部造成一锥形幼空腔。此时,油液经阀杆上的核心孔及圆孔仅能流到锥形幼空腔中,而与贮油腔隔离。

  座圈11上端方在装置好今后翻边,将补充阀弹簧片17紧压正在阀杆16顶端角落,成为不成拆的。

  就业缸的上部装有密封装配和导向座。密封装配油橡胶密封圈25,橡胶油封28,油封盖29,油封垫圈30,油封弹簧24及贮油缸螺母27所构成。橡胶密封圈25用以密封就业缸的周缘,而橡胶油封28用以密封活塞杆。当活塞杆往还运动时,杆上的油液被密封件刮下,经导向座22上的径向幼孔流回贮油缸。导向座22用来为活塞杆导向。

  一汽红旗CA7220型,奥迪100型,捷达和桑塔纳轿车的前后悬架的双向感化筒式减振器的构造和就业道理,与上述减振器根基类似。

  充气式减振器是60年代以还进展起来的一种新型减振器。图21-6所示为一种轿车上用的充气式减振器。其布局特性是正在缸筒的下部装有一个浮动活塞2,正在浮动活塞与缸筒一端造成的密闭气室1中,充有高压(2-3Mpa)的氮气。正在浮动活塞的上面是减振器油液。浮动活塞上装有大断面的O形密封圈3,它把油和气十足分裂,故此活塞亦称封气活塞。就业活塞7上装有随其运动速率巨细而转变通道截面积的压缩阀4和舒展阀8。此二阀均由一组厚度类似,直径不等,由大到幼而分列的弹簧钢片构成。

  当车轮上下跳动时减震,减振器的就业活塞正在油液中作往还运动,使就业活塞的上腔和下腔之间发作油压差,压力油便推开压缩阀或舒展阀而来回活动。因为阀对压力油发作较大的阻尼力,使振动衰减。

  因为活塞杆的进出而惹起的缸筒容积的蜕化,则由浮动活塞的上下运动来补充。因而,这种减振器不需贮液缸,因而亦称为单筒式减振器。前述双向感化筒式减振器又称为双筒式减振器。

  试验切磋证据,悬架编造中理念的阻力特征该当是跟着应用身分(如道道前提,载荷)的蜕化而转变,即减振器的阻力应和悬架编造的参数有相宜的成家相合。当悬架编造的某一参数发作蜕化时,减振器的阻力也应随之而转变,从而保障悬架编造有优越的振动特征。

  装有这种阻力可调式减振器的悬架编造采用了刚度可变的氛围弹簧。其就业道理是,当汽车的载荷加添时,氛围囊的气压升高,则气室2内的气压也随之升高,膜片向下搬动与弹簧3发作的压力相平均。与此同时,膜片动员与他相连的柱塞杆4和柱塞5下移,于是使得柱塞相对空心连杆1上的俭约孔6的位子发作蜕化,结果减幼了俭约孔的通流截面积,也即是省略了俭约孔的流量,从而加添了油液活动阻力。反之,当汽车载荷减幼时,柱塞上移,增大了俭约孔的通道截面积,从而减幼了油液的活动阻力减震。因而,抵达了跟着汽车载荷的蜕化而转变减振器阻力的主意。这种阻力可调式减振器正正在被日益注意,将有或者慢慢增加操纵到种种车辆上去。第二减震十一章 悬架 第一节 概述 第二节 减振器