汽車減震器為什么能保證汽車平穩(wěn)行駛。它是什么原理?和彈簧又有什么區(qū)別呢?
自20世紀以來,人們打破了傳統(tǒng)的通過增強梁、柱、墻,來提高抗振動能力的觀念。巧妙地結合了結構的動力性能,研發(fā)出各種類型的阻尼器,并運用到航天航空、槍炮、軍工、汽車等行業(yè)。
而我們今天要說的汽車減震器,是為改善汽車的行駛舒適性,衰減車架與車身振動的零部件。在實際應用中,汽車懸架系統(tǒng)里的減震器和彈簧是配合使用的,其中彈簧充當?shù)氖莾δ艿慕巧6鴾p震器則通過消耗熱能的方式,來起到減振的作用。
汽車制造商在生產(chǎn)汽車時,往往選用的是雙筒式液力減震器。從圖中我們可以看到,這種減震器的內部,分為儲油缸和工作缸兩個缸體。并且減震器的下端與車橋相連,保持固定不動,上端則是一根與車架相連,可以上下移動的活塞桿。
在活塞上設有伸張閥和流通閥,這些閥門用于控制上腔和下腔之間油液流動。同時活塞又將工作缸分為上腔和下腔,下腔的兩個閥門壓縮閥和補償閥。通過相互配合調節(jié)油液,在下腔與儲油缸之間的流動,從而決定了壓縮和回彈阻尼的大小。
當汽車在不平的路面行駛,造成彈簧被壓縮時,彈簧會把振動產(chǎn)生的能量暫時存儲起來。要注意,這個時候彈簧并沒有消耗這些能量,此時減震器同樣會被壓縮,這個時候活塞將向下運動,上腔溶劑增大同時下腔容積減小,這時流通閥門會打開。下腔的油液就會通過流腔閥門進入上腔,同時一部分油液打開壓縮閥門進入儲油缸,這兩個閥門對油液的節(jié)流作用,使得減震器產(chǎn)生了阻尼作用。
同樣地,當汽車在不平的路面行駛,造成彈簧被伸張,也就是被復原時,此時減震器同樣會被伸長。這時活塞會上行,上腔溶劑會減小,下腔容積將增大。這時伸張閥門打開,上腔的油液會通過伸張閥進入下腔。于此同時一部分油液將通過補償閥,由儲油缸進入下腔。
通過分析壓縮和伸張兩個過程我們不難發(fā)現(xiàn),彈簧在壓縮行程將振動能量吸收儲存起來,然后在伸張行程釋放。而減振器無論壓縮行程還是伸張行程,均在消耗振動能量,這個過程就是大家俗稱的“減振”。
而不管減震器在壓縮還是伸張過程中,減震器腔內的油液都在,反復地通過閥系內部的截流小孔,從一個腔經(jīng)過流入另一個腔內。此時孔壁與油液間的摩擦,和油液分子間的內摩擦,就會對震動產(chǎn)生阻尼力。最終汽車震動產(chǎn)生的能量,將轉化為油液熱能,然后傳遞到缸筒并散發(fā)到大氣中,如此一來就達到了耗能、減振的目的。
當減震器高強度工作后,它里面的油液的溫度必然會升高。而物理常識告訴我們,機油的黏度會隨著溫度的升高而下降,這就會造成減震器阻尼變小,因此為了減少油溫上升,對阻尼效果產(chǎn)生的不利影響。我們可以在減震器中,加入一個會隨溫度熱脹冷縮的閥門。這樣的話,當油液溫度升高后,閥門的開度將自動關小。同時阻尼效果也會變強,整個減震器的性能,也就不會隨溫度變化而變化了。
作為汽車的一個零件,減震器也面臨損壞的情況。那我們又該怎么判斷減震器是否出問題了呢?首先如果減震器內部的液壓油,從活塞桿的上部漏出,那就說明減震器已經(jīng)失效了。另外當穿過崎嶇坎坷的道路時,如果車輪發(fā)出“砰”的聲響,那么同樣表明車輪上的減震器無效。最后當汽車轉向時,如果車體的側傾明顯增大,甚至會發(fā)生側滑,這就表明減振器的阻尼力太小,減震器同樣時存在問題的。
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