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奧麥CAR華北地區(qū)HRD避震總代理：汽車減震器的發(fā)展
奧麥CAR華北地區(qū)HRD避震總代理：汽車減震器的發(fā)展
一、發(fā)展背景
機(jī)車車輛減振器是機(jī)車車輛行走部件的關(guān)鍵部件，可以迅速衰減由路面?zhèn)鬟f給車體的振動(dòng)，提高行駛平順性;可以使司乘人員不易疲勞、貨物不易損壞，提高乘座舒適性; 可以降低對(duì)相關(guān)零件沖擊載荷，減少磨損，提高使用經(jīng)濟(jì)性; 可以改善輪胎接地性，抑制高速行駛跳動(dòng)，提高行駛安全性; 車輛在急加速、急剎車、急轉(zhuǎn)彎時(shí)，可以提高操作穩(wěn)定性。減振器性能的好壞直接影響列車的平穩(wěn)性、舒適性、車輛部件的使用壽命及行車安全。隨著高速機(jī)車車輛的發(fā)展與運(yùn)行，研制在結(jié)構(gòu)和性能上完全滿足高速機(jī)車車輛要求的液壓減振器已迫在眉睫。國(guó)外許多減振器制造廠商競(jìng)相設(shè)立開(kāi)發(fā)研究機(jī)構(gòu)，大量投資開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品、新工藝和新材料，并將科研成果迅速轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，使減振器制造業(yè)在全世界形成頗具規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。
二、 汽車減振器發(fā)展概述
減振器是車輛懸架系統(tǒng)的重要組成部件，用于緩和并衰減車輛行駛過(guò)程中由于車速、路面激勵(lì)所造成的沖擊振動(dòng)，每輛汽車都有前、后減振器和轉(zhuǎn)向減振器等。
減振器的發(fā)展已經(jīng)歷了 100 多年的歷史。早期的車輛采用懸架彈簧來(lái)消減路面帶來(lái)的沖擊。彈簧雖具有性能可靠的優(yōu)點(diǎn)，但它不能吸收振動(dòng)能量，還易出現(xiàn)共振現(xiàn)象。后來(lái)，人們將彈簧和橡膠塊聯(lián)合起來(lái)，用于吸收車輛產(chǎn)生的振動(dòng)能量，抑制車身振動(dòng)，但只能起單向作用。
1908 年，法國(guó)的 M． Handallle 研制出第一個(gè)實(shí)用的液壓減振器。他將橡膠制成帶有節(jié)流通道的中空結(jié)構(gòu)，用隔板將內(nèi)腔分為兩部分，其中充入油液，通過(guò)油液流經(jīng)節(jié)流通道所產(chǎn)生的阻尼作用而達(dá)到衰減振動(dòng)的目的。
20 世紀(jì) 30 年代，搖臂式減振器得到普遍應(yīng)用。雖然搖臂式減震器具有工作穩(wěn)定，可靠性好; 能夠在比較大的工作壓力( 10 ～ 20MPa) 條件下工作，但由于它的工作特性受活塞磨損和溫度變化的影響較大，再加上其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積較大等原因而逐漸被淘汰。
第二次世界大戰(zhàn)以后，筒式液壓減振器逐漸取代了搖臂式減振器。筒式液壓減振器的工作原理是: 當(dāng)車架與車橋做往復(fù)相對(duì)運(yùn)動(dòng)而活塞在減振器的缸筒內(nèi)往復(fù)移動(dòng)時(shí)，減振器殼體內(nèi)的油液便反復(fù)地從內(nèi)腔通過(guò)一些窄小的孔隙流入另一內(nèi)腔。此時(shí)，液體與內(nèi)壁的摩擦及液體分子的內(nèi)摩擦便形成對(duì)振動(dòng)的阻尼力。筒式液壓減振器根據(jù)作用液壓缸的個(gè)數(shù)又分為單作用式筒式液壓減振器和雙作用式筒式液壓減振器，雙筒式結(jié)構(gòu)目前仍是懸架減振器中最常見(jiàn)的形式。它具有成本低、壽命長(zhǎng)、質(zhì)量輕等突出優(yōu)點(diǎn)。其顯著缺點(diǎn)是在高速工況下易出現(xiàn)補(bǔ)償室向壓縮室充油不及時(shí)的問(wèn)題，從而導(dǎo)致減振器工作特性發(fā)生畸變，不但影響減振效果，還會(huì)造成沖擊和噪聲。
為了克服上述缺點(diǎn)， 20 世紀(jì) 50 年代出現(xiàn)了充氣式減振器。充氣式減振器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在缸筒的下部裝有一個(gè)浮動(dòng)活塞，在浮動(dòng)活塞與缸筒一端形成的一個(gè)密閉氣室中充有高壓氮?dú)?。在浮?dòng)活塞上裝有大斷面的 O 型密封圈，它把油和氣完全分開(kāi)。工作活塞上裝有隨其運(yùn)動(dòng)速度大小而改變通道截面積的壓縮閥和伸張閥。當(dāng)車輪上下跳動(dòng)時(shí)，減震器的工作活塞在油液中做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使工作活
塞的上腔和下腔之間產(chǎn)生油壓差，壓力油便推開(kāi)壓縮閥和伸張閥而來(lái)回流動(dòng)。由于閥對(duì)壓力油產(chǎn)生較大的阻尼力，使振動(dòng)衰減。在雙筒式減振器的補(bǔ)償室內(nèi)充入低壓氣體( 0．4 MPa ～ 0．6 MPa) ，可提高補(bǔ)償室的補(bǔ)償能力，解決充油不及時(shí)的問(wèn)題。同時(shí)，單筒式充氣減振器技術(shù)也發(fā)展起來(lái)。它采用了浮動(dòng)活塞結(jié)構(gòu)，在浮動(dòng)活塞與缸筒的一端所形成的補(bǔ)償室內(nèi)充入高壓( 2．0 MPa ～ 2．5 MPa) 氣體。與雙筒式減振器相比，單筒式充氣減振器的質(zhì)量顯著減輕，性能更好，但其制造精度要求和成本較高。
目前，國(guó)內(nèi)、外最廣泛使用的，制造工藝比較成熟和完善的減振器仍是筒式液壓減振器和充氣式減振器。
三、國(guó)內(nèi)、外汽車減振器的發(fā)展現(xiàn)狀
國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家減振器的發(fā)展也經(jīng)歷了從搖臂式液壓減振器到筒式液壓減振器，再到充氣式液壓減振器( 單筒充氣式液壓減振器和雙筒充氣式液壓減振器) 和阻力可調(diào)式液壓減振器( 手動(dòng)調(diào)節(jié)或電動(dòng)調(diào)節(jié)) 的過(guò)程，現(xiàn)在已研制出用電子系統(tǒng)控制的自適應(yīng)式液壓減振器( 可根據(jù)激振頻率和振幅來(lái)調(diào)節(jié)阻尼的減振器) ，這種減振器可根據(jù)不同路面條件和不同的行駛要求，通過(guò)多級(jí)匹配與調(diào)節(jié)，從而在特性曲線族中，獲得令人相當(dāng)滿意的特性曲線，從而優(yōu)化和提高車輛行駛的舒適性( 平順性) 和安全性，為底盤的優(yōu)化展示出新的前景。國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家懸架液壓減振器的設(shè)計(jì)制造是建立在廣泛的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化基礎(chǔ)之上的，在計(jì)算機(jī)技術(shù)十分發(fā)達(dá)的國(guó)家，大都有減振器 CAD 的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。然而既使在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)用的普通液壓減振器仍然占統(tǒng)治地位。
國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家減振器的發(fā)展也經(jīng)歷了一個(gè)從落后到先進(jìn)的曲折過(guò)程，其懸架減振器的結(jié)構(gòu)型式在不斷地改進(jìn)，性能也在不斷地提高。目前，國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家液壓減振器正朝著充氣式減振器、可調(diào)減振器( 如載荷感應(yīng)式、位移依存式、位置依存式等) 及自適應(yīng)減振器( 如電流變減振器、磁流變減振器等) 的方向發(fā)展。其雙筒充氣液壓減振器經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展已占有相當(dāng)大的市場(chǎng)比例，可調(diào)減振器及自適應(yīng)減振器也已有商品車出現(xiàn)。無(wú)論采用哪種結(jié)構(gòu)，減振器都是朝著各種高頻激振的阻尼力自動(dòng)控制、無(wú)級(jí)調(diào)整阻尼力機(jī)構(gòu)以及減振器溫度特性的進(jìn)一步改善，尤其是改善減振器的外特性和降低噪聲方向發(fā)展。目前，在國(guó)外先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家主動(dòng)懸架系統(tǒng)及自適應(yīng)減振器是車輛懸架特性和減振器外特性方面的重大變革。
由于我國(guó)轎車減振器的發(fā)展時(shí)間短，起點(diǎn)低，技術(shù)水平落后，因此在國(guó)產(chǎn)中、高級(jí)轎車上還大量使用進(jìn)口減振器。所以，提高我國(guó)懸架減振器的自主研制開(kāi)發(fā)水平，加速我國(guó)懸架減振器的發(fā)展，已經(jīng)成為車輛懸架系統(tǒng)一個(gè)極需解決的重大課題，懸架減振器已列為我國(guó)汽車工業(yè)發(fā)展規(guī)劃中優(yōu)先發(fā)展的重要項(xiàng)目之一。
我國(guó)減振器的發(fā)展同國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家相比還比較落后，大約只相當(dāng)于國(guó)外 20 世紀(jì) 70 年代末， 80 年代初的水平。我國(guó)液壓減振器經(jīng)過(guò)多年的研究發(fā)展，特別是最近十余年的發(fā)展，通過(guò)西安光興機(jī)電的組裝與技術(shù)及設(shè)備的引進(jìn)、消化和吸收獲得了長(zhǎng)足的發(fā)展，有了明顯的進(jìn)步與提高?，F(xiàn)在我國(guó)制定了減振器及其相關(guān)零部件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并且許多生產(chǎn)制造企業(yè)也建立了各自的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為減振器的設(shè)計(jì)、制造與驗(yàn)收提供了依據(jù);
為減振器制造各種專用設(shè)備( 如在單、雙動(dòng)壽命試驗(yàn)臺(tái)，旋壓封口機(jī)，流量試驗(yàn)臺(tái)，專用焊接設(shè)備，氣密性檢測(cè)設(shè)備，注油機(jī)，清洗機(jī)等) 的生產(chǎn)廠家也在不斷出現(xiàn); 同時(shí)為減振器提供各種配套零部件( 如粉末冶金件、橡膠件、油封、
彈簧、無(wú)油潤(rùn)滑軸承、閥片、減振器油、缸筒等) 的生產(chǎn)廠家其設(shè)計(jì)制造水平也在不斷提高。這些都促進(jìn)了我國(guó)減振器行業(yè)整體水平的提高。目前我國(guó)已經(jīng)能夠生產(chǎn)微型面包車用獨(dú)立懸掛減振器，并且己經(jīng)為部分國(guó)外引進(jìn)轎車配套生產(chǎn)獨(dú)立懸掛減振器; 在減振器的基礎(chǔ)理論研究方面國(guó)內(nèi)同樣進(jìn)行了大量的研究工作，有關(guān)主動(dòng)液壓減振器的研究工作也取得了一定的進(jìn)展，已研制出主動(dòng)液壓減振器的試驗(yàn)樣機(jī); 然而，目前在國(guó)產(chǎn)轎車、微型車及其他各種車型上廣泛使用的仍舊是普通雙筒液壓減振器。
總之，我國(guó)己有幾十年生產(chǎn)減振器的歷史和較大的生產(chǎn)規(guī)模，在借鑒和吸收國(guó)外設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)和制造技術(shù)的基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)減振器技術(shù)有了較大進(jìn)步，但總體上與國(guó)外尚存在較大差距。
四、汽車減振器的發(fā)展方向
隨著人類對(duì)汽車的舒適性的要求越來(lái)越高，汽車減振器主要將朝以下幾個(gè)方面發(fā)展:
1) 向復(fù)合型減振器方向發(fā)展
普通雙筒液壓減振器發(fā)展到一定階段以后，復(fù)合型減振器( 如充氣式雙筒液壓減振器) 將取長(zhǎng)補(bǔ)短，將會(huì)成為液壓減振器的下一個(gè)發(fā)展方向。充氣式雙筒液壓減振器可以有效地改善減振器的外特性，極大地提高減振器的臨界速度，特別是在消除減振器外特性畸變和降低噪聲方面具有明顯的優(yōu)越性，并且具有優(yōu)良的可靠性及較低的靜摩擦力，具有廣闊的發(fā)展前景。
2) 向自適應(yīng)可調(diào)減振器方向發(fā)展
自適應(yīng)可調(diào)減振器機(jī)構(gòu)通常由傳感器、控制裝置以及執(zhí)行機(jī)構(gòu)等組成，阻尼既可以分級(jí)調(diào)節(jié)也可以連續(xù)調(diào)節(jié)，通常是由電控執(zhí)行器改變節(jié)流閥通流面積或者調(diào)節(jié)減振器的阻尼特性。自適應(yīng)可調(diào)減振器技術(shù)發(fā)展的理想目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)根據(jù)振動(dòng)情況自動(dòng)對(duì)阻尼的連續(xù)調(diào)節(jié)，以達(dá)到最佳減振效果。目前已有這樣的產(chǎn)品推向市場(chǎng)，但還沒(méi)有完全推廣應(yīng)用。
3) 向新型減振器方向發(fā)展
近年來(lái)，電/磁流變液體和電/磁流變彈性體技術(shù)得到了較大發(fā)展，陸續(xù)有相應(yīng)的電磁流變減振器及專利報(bào)道。它們?cè)诶碚撋峡梢匀我饪刂谱枘崃Φ拇笮?。電磁流變減振器的理論和實(shí)踐目前仍處于起步階段，目前尚不完全成熟，其理論研究與生產(chǎn)實(shí)踐相比還有較大差距，有待各科研機(jī)構(gòu)、大專院校及企業(yè)作進(jìn)一步的研究開(kāi)發(fā)。
奧麥CAR華北地區(qū)HRD避震總代理出品
臺(tái)灣HRD絞牙避震器，一款性價(jià)比較高的臺(tái)產(chǎn)絞牙，高度軟硬可調(diào)，高低阻尼可調(diào)節(jié)，帶有封閉式塔頂，該產(chǎn)品做工和質(zhì)量都比較精細(xì)，采用HRD特有的倒置筒身的設(shè)計(jì)，在性能上非常不錯(cuò)，也比較方便調(diào)節(jié)。絞牙避震器可提高車身在彎道中的極限，提升操控性。
