簡(jiǎn)述汽車減震器的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)

摘 要：汽車減震器是車輛的重要結(jié)構(gòu)之一，它通過(guò)阻尼運(yùn)動(dòng)衰減振動(dòng)中產(chǎn)生的能量，達(dá)到緩解汽車運(yùn)行中產(chǎn)生的振動(dòng)，提高汽車的舒適性及安全性的目的。人們對(duì)車輛的穩(wěn)定性和操縱性能要求越來(lái)越高的今天，汽車減震器的技術(shù)水平也需要不斷提升。文章簡(jiǎn)要介紹了汽車減震器從彈簧減震器-液壓減震器-充氣式液壓減震器的發(fā)展歷程，并介紹了國(guó)內(nèi)外汽車減震器的發(fā)展現(xiàn)狀；再依據(jù)汽車減震器技術(shù)現(xiàn)狀和人們對(duì)汽車減震器的要求，對(duì)汽車減震器未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：汽車減震器；技術(shù)現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

引言

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，汽車行駛過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)已經(jīng)成為制約汽車發(fā)展的重大障礙。汽車行駛過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)嚴(yán)重將降低汽車的舒適性、穩(wěn)定性安全性降低人們乘坐汽車時(shí)的享受，汽車零部件的使用壽命也會(huì)大大縮短。因此，在人們對(duì)汽車舒適和安全性要求越來(lái)越高的情況下，汽車減震器的重要性也愈加凸顯，并且研發(fā)結(jié)構(gòu)和性能滿足汽車高速運(yùn)行的減震器也已經(jīng)成為汽車領(lǐng)域繼續(xù)解決的問(wèn)題[1]。到目前位置，國(guó)內(nèi)外對(duì)汽車減震器已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究，而且研制出許多新產(chǎn)品、新工藝和新材料。文章簡(jiǎn)要論述汽車減震器的現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。

1 汽車減震器的發(fā)展歷程

1.1 彈簧減震器

最早的汽車減震系統(tǒng)以彈簧作為主要結(jié)構(gòu)，彈簧減震器的減震性能穩(wěn)定可靠，但是彈簧減震器的缺點(diǎn)是不能吸收振動(dòng)能量，且容易產(chǎn)生共振。其后，有研究人員在彈簧減震器中加入橡膠，使減震器具備吸收振動(dòng)能量的功能，達(dá)到更好地抑制車身振動(dòng)效果。但是彈簧和橡膠聯(lián)合制成的減震器只能起單向作用。

1.2 液壓減震器

第一個(gè)使用的液壓減震器出現(xiàn)于20世紀(jì)10年代，其原理為油液流經(jīng)橡膠制成的中空節(jié)流通道產(chǎn)生的阻尼可以讓振動(dòng)衰減。

30年代，搖臂式減震器出現(xiàn)并得到廣泛引用。搖臂式減震器具有穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)，而且能夠在工作壓力較高的環(huán)境下穩(wěn)定工作。搖臂式減震器的缺點(diǎn)為活塞磨損和溫度變化會(huì)影響減震效果、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大。

由于搖臂式減震器存在較多的缺點(diǎn)，搖臂式減震器在40年代逐漸被與筒式液壓減震器取代。筒式液壓減震器的工作原理為活塞在缸筒內(nèi)移動(dòng)時(shí)會(huì)將內(nèi)腔中的油液流入另一個(gè)內(nèi)腔，油液與內(nèi)腔產(chǎn)生的摩擦以及油液分組自身的摩擦?xí)a(chǎn)生阻尼力，從而達(dá)到減震的效果。筒式液壓減震器中應(yīng)用較為廣泛的是雙筒式液壓減震器，它具有質(zhì)量輕、適應(yīng)壽命長(zhǎng)且成本低的優(yōu)點(diǎn)，但是它的缺點(diǎn)也較為顯著，如減震器在高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下容易出現(xiàn)充油不及時(shí)的問(wèn)題，造成工作特性畸變，不僅不能減震，還會(huì)造成沖擊和噪聲[2]。

1.3 充氣式液壓減震器

由于筒式液壓減震器存在的缺點(diǎn)，性能更好的充氣式減震器在50年代應(yīng)運(yùn)而生。充氣式減震器的結(jié)構(gòu)為在缸筒下部安裝浮動(dòng)活塞，使之成為充有高壓氮?dú)獾拿荛]氣室，再配以大斷面O型密封圈隔離油氣。其工作原理為汽車振動(dòng)使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并在活塞的上下腔產(chǎn)生油壓差，壓力油推開(kāi)壓縮閥和伸張閥而來(lái)回流動(dòng)，依靠壓力油產(chǎn)生較大的阻尼達(dá)到減震的目的。在補(bǔ)償室內(nèi)沖入低壓氣體可提高補(bǔ)償能力，解決充油不及時(shí)的問(wèn)題。

2 汽車減震器發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外汽車減震器發(fā)展現(xiàn)狀

到目前為止，國(guó)外液壓減震器的處于充氣式減振器、可調(diào)減振器及自適應(yīng)減振器發(fā)展階段，如荷載感應(yīng)式和位置依存式等充氣式減震器和可調(diào)減震器、電流變減震器和電磁流變減震器等自適應(yīng)減震器。其中雙筒液壓減震器的發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)，市場(chǎng)占有率極高。而可調(diào)減震器等新式減震器也已經(jīng)投入市場(chǎng)，并有商品車輛出現(xiàn)。以上的減震器類型都是對(duì)無(wú)級(jí)調(diào)整阻尼力、高頻激振阻尼力以及減震器溫度特性的完善，并且在改善減震器的外特性和減低噪聲等兩個(gè)方面有較大的進(jìn)步。

2.2 我國(guó)汽車減震器發(fā)展現(xiàn)狀

汽車減震器在我國(guó)的發(fā)展時(shí)間短，而且起點(diǎn)也更低，總體技術(shù)水平僅處于發(fā)達(dá)國(guó)家80年代的技術(shù)水平，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家。因此，我國(guó)許多轎車的減震器使用過(guò)進(jìn)口減震器，尤其是中高檔轎車。而且許多國(guó)產(chǎn)汽車、微型車等眾多車型仍使用普通雙筒液壓減震器。因此，提高我國(guó)汽車減震器研發(fā)水平已經(jīng)成為我國(guó)汽車懸架系統(tǒng)中亟需解決的問(wèn)題，也是我國(guó)汽車行業(yè)發(fā)展規(guī)劃中需要優(yōu)先解決的問(wèn)題。

雖然我國(guó)汽車減震器技術(shù)水平較低，但是經(jīng)過(guò)10多年的發(fā)展，我國(guó)在CKD方面取得極大的進(jìn)步。一是我國(guó)減震器及其零部件的標(biāo)準(zhǔn)上有許多突破，國(guó)家和企業(yè)都制定了減震器及其零部件制造的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，為設(shè)計(jì)和制造汽車減震器提供了標(biāo)準(zhǔn)的參照依據(jù)。二是我國(guó)也出現(xiàn)了許多汽車減震器制造各種專用設(shè)備的生產(chǎn)廠家，如旋壓封口機(jī)、注油機(jī)和清洗機(jī)等等[3]；三是汽車減震器配套的零部件生產(chǎn)廠家的水平不斷提高，如封油、橡膠件、減震器油、粉末冶金件等廠家的水平提高。以上三個(gè)方面的發(fā)展都在提高我國(guó)汽車減震器的研發(fā)水平上發(fā)揮了重要的作用。到目前位置，我國(guó)已經(jīng)可以生產(chǎn)衛(wèi)星面包車獨(dú)立懸掛減震器，而且我國(guó)生產(chǎn)的獨(dú)立懸掛減震器被部分國(guó)外汽車生產(chǎn)商所使用。在減震器理論研究上，我國(guó)也做出許多努力，也舉得一些成就，如我國(guó)已經(jīng)研制出主動(dòng)液壓減震器的試驗(yàn)樣機(jī)。

3 汽車減震器發(fā)展趨勢(shì)

在人們對(duì)汽車減震器要求也來(lái)越高的背景下，汽車減震器在未來(lái)必然自適應(yīng)可調(diào)減震器、向復(fù)合型減震器以及新型減震器的方向發(fā)展。

3.1 自適應(yīng)可調(diào)減震器

自適應(yīng)可調(diào)減震器的結(jié)構(gòu)由傳感器、控制器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三個(gè)部分組成。減震器產(chǎn)生的阻尼不僅可以實(shí)現(xiàn)分級(jí)調(diào)節(jié)，還可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，減震器的可調(diào)特性可通過(guò)調(diào)節(jié)阻尼特性有電控執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)，或者電控執(zhí)行器調(diào)節(jié)改變節(jié)流閥通流面積實(shí)現(xiàn)。自適應(yīng)可調(diào)減震器的關(guān)鍵在于能否對(duì)阻尼實(shí)現(xiàn)不間斷的調(diào)節(jié)，既振動(dòng)器可依據(jù)汽車振動(dòng)情況連續(xù)的調(diào)節(jié)阻尼，從而達(dá)到最好的減震效果。自適應(yīng)可調(diào)減震器已經(jīng)投入市場(chǎng)應(yīng)用，但是由于技術(shù)的不完善，該技術(shù)還未被完全推廣應(yīng)用。

3.2 復(fù)合型減震器

復(fù)合型減震器的普通雙筒液壓減震器發(fā)展的必然結(jié)果。復(fù)合型減震器繼承了普通液壓減震器的優(yōu)點(diǎn)，也彌補(bǔ)了普通液壓減震器的缺點(diǎn)，因此復(fù)合型減震器必將成為汽車減震器未來(lái)發(fā)展的趨勢(shì)。例如充氣式雙筒液壓減震器，它不僅提高了普通液壓減震器的外特性，減震器的臨界速度也得到極大的提高，減震器出現(xiàn)外特性畸變的幾率更低，降噪性能更優(yōu)越，靜摩擦力小、穩(wěn)定性高。

3.3 新型減震器

新型減震器主要指借助電磁原理設(shè)計(jì)而成的減震器，由于電磁流變液體和電磁流變彈性技術(shù)的發(fā)展，電磁流變?cè)诶碚撋弦呀?jīng)可以任意控制阻尼的大小。但是該技術(shù)仍處于理論研究的起步階段，理論也不完善和不成熟，與減震器生產(chǎn)實(shí)踐也存在很大的差距。電磁流變減震器仍需要廣大科研機(jī)構(gòu)和科研人員進(jìn)行深入的開(kāi)發(fā)和研究，逐漸完善理論，并應(yīng)用于實(shí)踐，促進(jìn)汽車減震器行業(yè)的發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

無(wú)論汽車減震器是朝著自適應(yīng)可調(diào)減震器、復(fù)合型減震器、新型減震器中的任意方向發(fā)展，汽車減震器的最終發(fā)展目的都只有一個(gè)：提高汽車的穩(wěn)定性和安全性，尋找汽車的操縱性和舒適性的理想工作點(diǎn)，保障人員和汽車的安全。因此，未來(lái)汽車減震器必須具備高精度、高性能的特點(diǎn)，才能滿足人們對(duì)汽車的要求，讓使用者有更好的乘車體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1]陳王威，李云飛.汽車減震器的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào)，2013.

[2]藍(lán)鳳英，鄭瑩娜，李揚(yáng)，等.轎車減震器示功特性與減震器性能研究[J].自動(dòng)化儀表，2013.

[3]周玉存，賀麗娟，崔世海，等.汽車減震器的運(yùn)動(dòng)仿真和應(yīng)力分析[J].液壓與氣動(dòng)，2013.

作者簡(jiǎn)介：潘洪（1985-），女，江西省鄱陽(yáng)縣人，工作單位：國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作廣東中心，職務(wù)：專利審查員。