摘 要:減振器作為現(xiàn)代汽車懸架系統(tǒng)中的重要組成部分,其通過內(nèi)部復(fù)雜的閥系結(jié)構(gòu)來控制油液的流動,使其內(nèi)部產(chǎn)生阻尼,進(jìn)而實現(xiàn)減震效果,其中減振器內(nèi)部的閥系決定了整車底盤性能(操穩(wěn)、轉(zhuǎn)向、舒適性)重要的影響因素,文章以兩種常見的閥系為例,從結(jié)構(gòu)上、工作原理、阻尼特性、性能(主觀、客觀)等幾個不同的維度進(jìn)行驗證。
關(guān)鍵詞:懸架 減振器 彈簧 阻尼 操穩(wěn) 舒適性
0 引言
隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高,消費(fèi)者對車輛行駛平順性和乘坐舒適性的要求越來越高。減振器的阻尼特性直接影響底盤性能,其中減振器通過其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)設(shè)計,在吸收和消散路面沖擊能量、減少車身振動方面發(fā)揮著不可替代的作用。本文對兩種減振器閥系阻尼特性的進(jìn)行研究分析,為減振器調(diào)校前期的閥系選擇提供有力的依據(jù),為后期的性能目標(biāo)達(dá)成起重要的保障。
1 減振器工作原理及閥系結(jié)構(gòu)
1.1 減振器工作原理
目前現(xiàn)代的轎車減振器大部分都是采用雙筒減振器,其能承受一定的側(cè)向力,抗彎性能較好,價格便宜,性能較好,是乘用車主流的減振器結(jié)構(gòu)形式。
減振器內(nèi)部中的閥系包括活塞閥和底閥,一般情況下也稱復(fù)原閥(活塞閥)和壓縮閥,見圖1。
減振器是利用機(jī)械原理將振動能量轉(zhuǎn)化成熱量,它和彈簧一起使用構(gòu)成懸架系統(tǒng)重要性能部件。
復(fù)原的工作原理:活塞向上運(yùn)動,迫使油液從A腔經(jīng)活塞復(fù)原閥進(jìn)入B腔;底閥的進(jìn)口開啟,使得油液從C腔流回B腔來彌補(bǔ)減少的活塞桿體積;復(fù)原阻尼完全由活塞復(fù)原閥系產(chǎn)生。
壓縮的工作原理:活塞向下運(yùn)動,迫使油液從活塞的壓縮閥流入A腔;由于桿的體積占用部分腔體體積,迫使油液從底閥流入C腔;腔內(nèi)的氣體被壓縮以彌補(bǔ)體積的變化;底閥和活塞閥產(chǎn)生壓縮組阻尼力。
1.2 減振器閥系介紹
減振器閥系是實現(xiàn)減振器功能的零部件總成,其由活塞閥系與底閥閥系兩部分組成,這兩種閥系基本組成部件為節(jié)流閥片、壓縮閥片、活塞閥體(底閥體)等。
但隨著對壓縮范圍要求的提高,活塞閥也被開發(fā)用于壓縮行程的阻尼調(diào)節(jié)。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同以及活塞閥是否可通過閥片組合調(diào)節(jié)壓縮行程的阻尼,比如CMV-3閥系、MTV+閥系等、其的結(jié)構(gòu)如下。
CMV-3(RLVC)和MTV+閥系在硬件的差異主要集中在復(fù)原閥上,底閥是一致的,具體差異如下:
1、MTV+活塞的兩面都可進(jìn)行閥片組合的裝配,因此可調(diào)節(jié)壓縮和復(fù)原兩個行程阻尼,而CMV-3的復(fù)原閥只能控制復(fù)原;
2、CMV-3采用的活塞+活塞分配閥的形式,導(dǎo)致減振器的開閥點變多,而MTV+采用的組合活塞結(jié)構(gòu),相較于CMV-3的活塞結(jié)構(gòu),MTV+組合活塞比較復(fù)雜(活塞內(nèi)部為斜孔),導(dǎo)致兩面阻尼均可調(diào);
3、整體上MTV+閥系噪音水平控制較好,特別是在高溫高頻情況下,整個運(yùn)行范圍內(nèi),能將噪音控制在70db內(nèi),測試結(jié)果見圖4。
2 減振器閥系阻尼特性
一般情況下討論減振器阻尼特性主要關(guān)注減振器相對速度與阻尼力的關(guān)系。在相對速度較低時,阻尼力的大小主要與節(jié)流閥的開口大小有關(guān);在中速時,閥片組合的數(shù)量和厚度是影響阻尼力的主要因素;在相對速度較高時,一般所有閥片皆打開,阻尼力的大小主要受活塞孔大小的影響。
低速點調(diào)節(jié):主要與節(jié)流閥片的開口有關(guān),隨著速度的增加,節(jié)流閥片的開口影響逐漸減小。如升高低速點阻尼值(復(fù)原、壓縮),減小節(jié)流閥開口尺寸或減少節(jié)流閥開口數(shù)量。
中速點調(diào)節(jié):主要與調(diào)整閥片的多少及厚度有關(guān),隨著速度的增加,調(diào)整閥片的多少及厚度影響逐漸減小。如升高中速點阻尼值(復(fù)原、壓縮),增加調(diào)整閥片的數(shù)量或某幾片閥片的厚度,有時還得結(jié)合壓縮、復(fù)原的浮動閥體的臺階高度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
高速點調(diào)節(jié):高速點時,一般所有閥片皆已打開,起阻尼作用的只有壓縮、復(fù)原的浮動閥體上的閥孔大小影響。如升高高速點的阻尼值,減少壓縮、復(fù)原的浮動閥體上的閥孔大小或減少壓縮、復(fù)原的浮動閥體上的閥孔的數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。
兩種閥系阻尼調(diào)校范圍見圖5。
3 性能驗證
3.1 主觀評價
針對兩種閥系在兩個車型進(jìn)行減振器調(diào)校后,使其性能達(dá)到最優(yōu)的狀態(tài);通過主觀評價,對比結(jié)果見表1。
評價結(jié)論:MTV+閥系在操穩(wěn)和舒適性方面明顯要優(yōu)于CMV-3閥系,主要表現(xiàn)在水泥路面抖動變少,路感的隔振能力明顯增強(qiáng),并在過減速帶時的圓潤感或者柔和感明顯提升,沖擊強(qiáng)度也有明顯的改善;整體舒適性能提升幅度比操穩(wěn)要大。
3.2 客觀測試
針對兩種不同的閥系并在同一樣車、相同測試工況、相同的測試點及相同的速度下(保證單一變量)進(jìn)行整車舒適性客觀測試。測試的工況主要在減速帶(速度30km/h)和瀝青路面(60km/h),測試點為前后座椅導(dǎo)軌,具體測試結(jié)論如下。
結(jié)論:整體MTV+的閥系的客觀測試數(shù)據(jù)上都要優(yōu)于CMV-3的閥系。
4 結(jié)論
通過上述的分析,減振器閥系的選型決定底盤屬性在操控和舒適性的平衡高度,優(yōu)秀的閥系設(shè)計能夠明顯提升乘坐舒適性,通過精準(zhǔn)的減振器閥系組合控制,減少車身和簧下的抖動,提升乘客在行駛過程中感受到更加平穩(wěn)和舒服駕乘體驗。
參考文獻(xiàn):
[1]金帥,王保苓,劉向,等.減振器阻尼特性對車輛性能影響的仿真分析[J].北京汽車,2021(05):16-19+32.
[2]黃燕飛.饋能減震器阻尼特性對懸架性能影響及仿真分析[J].時代汽車,2021(20):10-11.
[3]陳明遠(yuǎn).位移相關(guān)減震器建模及其對車輛平順性的影響研究[D].長春:吉林大學(xué),2016.
[4]韋利寧,宋傳亮.車輛減速帶沖擊二次余震的原因分析及解決辦法[J].河南科技,2019,08.