减震器布置对悬挂系统的减震性能影响

陈宇航

摘要：随着人民生活水平日益提高，对于品质的追求也越来越高，汽车也日益成为人民生活当中必需品，而汽车行业之间的竞争也越来越激烈，对于品质的追求也越来越高，汽车悬挂系统的好坏直接反应着乘坐的舒适程度，也直接反应着轿车的稳定性，本文主要探索了减震器布置对悬挂系统的减震性能的影响。首先笔者论述了什么是减震器，其次论述了减震器的工作原理，最后阐述了减震器布置对悬挂系统的减震性能的影响。笔者希望通过本文能对提高汽车乘坐的舒适度提供一些借鉴。

关键词：减震器布置；悬挂系统；减震性能

1.什么是减震器

何为减振器？ 减振器就是指用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击的一种减震装置。当汽车行驶在不平路面上的时候，即使吸震弹簧能够把来自路面的震动过滤缓冲掉，但是弹簧由于自身的原因还是存在往复的运动，而这时减震器就是来抑制弹簧的反复跳跃运动的的。要注意减振器不能过软，否则车在行驶的过程中会上下颠簸。但是减振器也不能过硬，否则会产生过大的阻碍力量，那样有碍弹簧有效运转。

2.减震器的工作原理

减震器是如何运转的呢？在悬架系统中，当弹性元件受一定程度的冲击时她会产生一些震动，为保证汽车在行驶过程中的平稳性，把悬架中与弹性元件两者并联在一起来安装减震器，就可以减轻车声的振动幅度。在多数情况下汽车悬架系统中采用减震器为液力减震器，它们的运作原理如下：当车架和车桥间的震动会产生相对运动，在此时减震器内的活塞就会出现上下移动的运动状态，这样减震器内部的的油液就会重复地从一个腔通过不同的孔隙进入到其他的腔内。此时孔壁与油液间的摩擦和油液分子间的内摩擦对震动会产生阻碍力，使汽车震动能量转化为油液的热能，再经过减震器吸收散发到大气中。在油液通道截面和等因素不变时，阻碍力会随车架与车桥之间的相对运动而速度增减，这也与油液粘度存在一定的关联。

减震器和弹性元件这两者肩负着缓冲击和减震的工作任务，当阻碍力非常大的时候，会把悬架弹性变坏，严重的会损坏减震器的连接件。所以这就需要我们调节弹性元件与减震器之间的矛盾，主要方法有以下几种：

首先，在压缩行程（车桥和车架相互靠近），减震器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。这时，弹性元件起主要作用。

其次，在悬架伸张行程中（车桥和车架相互远离），减震器阻尼力应大，迅速减震。

其三， 当车桥（或车轮）与车桥间的相对速度过大时，要求减震器能自动加大液流量，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。

在汽车悬架系统中广泛采用的是筒式减震器，且在压缩和伸张行程中均能起减震作用叫双向作用式减震器，还有采用新式减震器，它包括充气式减震器和阻力可调式减震器。

3.减震器布置与悬挂系统的减震性能之间的关系

减震器的布置对悬挂系统的减震性能存在一定的影响。一般来说，汽车的前后悬挂系统包括弹簧和减震器两个部分，按照结构来分，多见有 以下结构形式，麦佛逊，双A臂（双横杆），拖曳臂，扭力梁和多连杆。

麦佛逊式悬挂多用于前轮，是独立悬挂的一种，而且是结构非常简单的一种，布置紧凑，节省空间，前轮定位变化小，具有良好的行驶稳定性。所以，大部分的轿车前悬均采用这种结构，差别主要在选材和减震器、弹簧的调校上面。 但麦弗逊式悬架在使用中也有缺点，就是行驶在不平路面时，车轮容易自动转向，故驾驶者必须用力保持方向盘的方向，当受到剧烈冲击时，减震器易造成弯曲，因而影响转向性能，所以很多不吝惜空间和成本的豪华轿车上面并没有采用此种形式。

双A臂悬挂拥有上下两个摇臂，起横向力由两个摇臂同时吸收，支柱只承载车身重量。因此横向刚度大。由于上下使用不等长摇臂（上长下短），让车轮在上下运动时能自动改变外倾角并且减小轮距变化减小轮胎磨损。并且也能自适应路面，轮胎接地面积大，贴地性好。但是由于多了一个上摇臂，所以需要站用较大的空间，本田的轿车前悬喜欢采用这种结构，civic为人所称道的操控性，前悬的双A臂有一定的功劳。

拖曳臂式悬挂系统是专为后轮设计的悬挂系统，像标致车系、雪铁龙车系、欧宝车系等欧洲轿车比较喜欢采用这种悬挂系统。拖曳臂式悬挂系统的最大优点是左右两轮的空间较大，而且车身的外倾角没有变化，避震器不发生弯曲应力，所以摩擦小，乘坐性佳，当其刹车时除了车头较重会往下沉外，拖曳臂悬吊的后轮也会往下沉平衡车身，而其缺点是无法提供精准的几何控制，不过如果调校得当，可以用最少的成本和空间达到最好的效果，所以现在的小车多采用这种形式的后悬挂。

扭力梁悬挂是一种半独立悬挂方式，这种悬挂结构简单，传力可靠，但两轮受冲击震动时会互相影响。对细小的震动能够较好地过滤，而对于大坑洞的反应会比较生硬，大众集团的车型多采用此种后悬挂，不过最新的PQ35平台均改成了多连杆式。

多连杆悬挂系统，又分为5连杆和4连杆。多连杆后悬挂能实现主销后倾角的最佳位置，大幅度减少来自路面的前后方向力，从而改善加速和制动时的平顺性和舒适性，同时也保证了直线行驶的稳定性，在车辆转弯或制动时，5连杆后悬挂结构可使后轮形成正前束，提高了车辆的控制性能，减少转向不足的情况。很多豪华轿车的前悬也使用了4连杆前悬 它通过运动学原理巧妙地将牵引力、制动力和转向力分离，同时赋予车辆精确的转向控制。

由此可见，虽然多连杆有很多先天的优点，似乎是最好的方式，但是一下多了这么多受力点，调校会比较困难，而且在占用空间和成本上没有优势，所以我们在购车时不必太在意是否采用了多连杆，如果是A级以下额车型，前麦佛逊，后拖曳臂是非常好的搭配，B级以上则各车厂有不同的喜好，原则上只要和整车风格协调一致，我们大可不必非要认定一种悬挂方式，如果追求性能，那么可以去专业改装店做深度调校。它并不是用来支持车身的重量而是用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡和吸收路面冲击的能量。

4.结束语

综上所述，减震器对于提高汽车行驶时的舒适度至关重要，减震器合理布置有助于悬挂系统的减震性能的提高。

参考文献：

[1] 赵亮. 车辆悬架系统中新减振元件设计和减振控制算法研究[D]. 湖南大学 2008

[2] 陈禹行. 布式驱动电动汽车直接横摆力矩控制研究[D]. 吉林大学 2013

[3] 张济民. 基于神经网络的预测控制在摆式客车倾摆系统的应用研究[D]. 西南交通大学 2004.