关于汽车减振器的发展趋势阐述

关于汽车减振器的发展趋势阐述

余磊宏

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摘要：而汽车减振器的结构主要分为主动减振器和从动减振器。主动减振器虽然可以满足阻尼可变的要求，但其结构复杂，需要独立的控制单元和独立的供能系统，成本非常高，仅适用于豪华车型。传统的从动减振器在协调汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性方面则存在着很大的局限性，越来越不能满足车辆的要求，其根本原因就是阻尼不可变。总之，减振器的可变阻尼系数能够改善悬架系统的输出性能。

关键词：汽车减振器；发展趋势；措施

1减振器原理

减振器是汽车悬挂系统中不可或缺的一部分，它的作用是通过将车架振动能量转化为热能来吸收振动，从而提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适度。常见的减振器为双筒减振器，由内筒和外筒两部分组成。

减振器内部阀系由压缩阀和复原阀控制减振器压缩和复原运动。当活塞向上移动时，上腔油压升高，油液通过复原阀流入下腔，并由补偿阀补充下腔容积。这时，减振器处于复原状态，准备吸收下一次振动。而当活塞向下移动时，下腔油压升高，油液流经流通阀流入活塞上腔，部分油液推开压缩阀流入内筒。内筒内的油液受到压缩，从而吸收了振动。同时，复原阀关闭，防止油液流回下腔。当车辆行驶过程中，减振器不断地进行压缩和复原运动，从而吸收车辆行驶中的各种振动。虽然减振器看起来很简单，但其内部结构却十分精密，需要高精度的制造工艺和材料。减振器对车辆性能和舒适度的影响十分重要，因此车辆制造商需要精心设计和选择减振器，以满足不同车型的需求。

2可变阻尼减振器阀系设计

2.1活塞阀系的结构设计

活塞阀是一种重要的液压元件，广泛应用于各种液压系统中。它的主要结构包括枢轴阀片、压缩阀片组、活塞阀体、旁通孔和活塞皮等部分。这些部分协同工作，实现了阀门的开关控制和压力调节等功能。枢轴阀片是活塞阀系中直径最小的部分，主要用于给压缩阀片组做开阀支点。它的小直径设计提供了更好的灵敏度和更快的响应速度，使得液压系统能够更加精确地控制流量和压力。压缩阀片组是活塞阀系中的另一个重要组成部分，包含3至5个圆形阀片。这些阀片可以通过调整数量、直径和厚度等参数来调节压缩行程的阻尼力。这种设计使得液压系统能够更加灵活地应对不同的工作条件和要求。活塞阀体是活塞阀系中最大的部分，设置有6个复原旁通孔和3个压缩旁通孔，交叉均布在活塞阀体上。这些孔洞的设计可以使得液压系统在不同的压力和流量条件下，实现更加平稳的运行。活塞皮是活塞阀体外径包裹的一层材料，可以降低与工作缸筒内壁的摩擦力。这种设计不仅可以提高液压系统的效率，还可以减少活塞阀的磨损和故障率。

2.2频率响应阀系的结构设计

该液压阻尼器的活塞杆端头上设置有导油槽，衬套上设有三级台阶，衬套内部设有腔室，侧边设置可变节流口，底部设置节流进口，联通成油道。这样的设计可以使液体在阻尼器内部更加均匀地流动，从而提高阻尼器的工作效率。该液压阻尼器的弹簧阀片组包含2至3个圆形阀片，可通过调整阀片数量、直径、厚度，调试出行程段的阻尼力。这样的设计可以根据不同的工作条件和需要，灵活地调整阻尼器的阻尼力，使其能够更好地适应不同的工作环境。该液压阻尼器的频率响应阀体安装在弹簧阀片组下方，套装在衬套的最低一级台阶外径上。频率响应阀体内部有止动环和覆盖阀片，侧面设置油封槽用于安装油封。这样的设计可以有效地防止液压阻尼器在高频振动时失效，保证其正常工作。

2.3底阀系的结构设计

底阀系是一种常见的工业控制阀门，其结构由多个组件套装在一个铆钉上。这些组件包括弹簧帽、覆盖阀片、高速阀片和堆积阀片组件等。铆钉顶端冲压变形，使弹簧帽与铆钉固定连接，从而确保底阀系统的稳定性。底阀体中间设有节流口，靠近直径外侧设置有旁通口，这些设计可以有效地调节流量和压力。覆盖阀片是底阀系中的一个重要组件，其为中间含有3个均布腰孔的圆形阀片，起到单向流通阀的作用。高速阀片为小直径圆形阀片，对应底阀体上的节流口，通过改变高速阀片的直径大小，来调节该速度段的阻尼力。堆积阀片组件由数量为3～10片的调整阀片叠加组成，通过安装不同数量、不同直径的调整阀片，可以控制开阀力矩，实现阻尼力的调整。这些组件的设计可以使底阀系在不同的工业应用中起到良好的控制作用，确保生产过程的稳定性和效率。

2.4阀系的工作原理

传统汽车减振器阀系缺乏频率响应阀系，这意味着它们无法在不同频率振动下提供不同的阻尼水平。然而，汽车减振器的系统阻尼力是由活塞阀系和底阀系的节流通道产生的不同阻尼力相互作用形成的。这些阀系的阻尼系数不会随道路环境的改变而变化，因此可以适应不同工况的阻尼力。

然而，汽车在不同频率振动下需要不同阻尼水平，这是传统汽车减振器阀系无法满足的。因此，现代汽车减振器阀系采用了频率响应阀系，可以根据不同的振动频率提供不同的阻尼水平。这种阀系可以中和行驶稳定性和乘坐舒适性之间的矛盾，确保在任何路面和行驶条件下都能提供最佳的阻尼效果。因此，现代汽车减振器阀系不仅具有传统阀系的系统阻尼力，还具有频率响应功能，可以提供更加精准的阻尼调节。这种阀系可以提高汽车的行驶稳定性和乘坐舒适性，为驾驶员和乘客提供更加安全和舒适的行驶体验。

 频率响应阀系是一种常用于控制液压系统中压力变化的装置。其工作原理是通过活塞阀系复原行程的频率相关附加弹簧力来实现阻尼力的频率相关变化。具体来说，当活塞杆沿复原方向移动时，油液通过活塞杆端头中的导油槽引导至节流进口，压力室被充满。此时，灌装速度取决于节流进口和节流出口的面积比例。压力室产生的压力作用于频率响应阀体的底面，产生的力使频率响应阀体克服弹簧阀片组的阻力移动，并通过定心环对其进行预加载。产生的附加力通过间隔环传递到活塞阀系的复原阀片组上。这样，活塞阀体就可以实现一种往复运动，从而控制液压系统中的压力变化。需要注意的是，活塞阀体的运动最终受到止动环的限制，因此最大附加力受到限制，该位置称为“结束位置”。频率响应阀体这种往复运动是本阀系的关键技术，因为它可以通过控制阻尼力的变化来实现对液压系统中压力变化的精确控制。

在工业生产过程中，液压系统起着至关重要的作用。其中，液压缸是液压系统中常用的执行元件，其精度和性能直接关系到生产效率和产品质量。在液压缸的运动过程中，阻尼力的作用尤为重要。

液压缸的阻尼力是通过复原阀片组来实现的，它的大小和填充压力室的油液量有关。在低频复原时，油液填充压力室，复原阀片组的阀片弹簧力和频率响应阀体向上位移时产生的附加力的总和构成了阻尼力。随着附加力的增强，复原方向的阻尼力也会升高，实现低频高阻尼力的目的。

而在高频复原时，填充量越小，频率响应阀体的向上位移越小，产生的附加力也会随之变小。因此，复原方向的阻尼力升高的幅度也会变小，实现了高频低阻尼力的目的。

结论

可变阻尼减振器的基本结构和工作原理是通过改变减振器的阻尼系数来实现。它的结构由一个阻尼器和一个可变阻尼阀组成，阀芯上有多个圆形槽，当阀芯随着车辆行驶时旋转时，不同的槽会使液压油通过不同的通道，进而改变阻尼系数。为了比较可变阻尼减振器和传统从动减振器的阻尼特性，研究人员使用示功机采集了减振器的阻尼力数据。结果表明，可变阻尼减振器能够更好地满足行驶稳定性和乘坐舒适性的需求。这是因为可变阻尼减振器的主要特点是频率响应，而传统从动减振器的阻尼特性是恒定的。

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