阻尼减震器(设计 | 乘用车减振器阻尼调教解析)

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阻尼减震器
驾驶员在驾驶乘用车时,能明显的感受到不同汽车具有不同舒适性。这主要的影响因素就是减振器,减振器的阻尼系数不同,悬架的软硬程度就不同。通常减振器的阻尼系数大,则悬架“硬”,则司机在驾驶时能感到脚底下车轮在跳动,不平路面的冲击直接反应到车身上,坐舱内的噪声很大;减振器的阻尼系数小,则悬架“软”,车辆动态通过性较差,行驶过程中,底盘时常被擦挂。减振器阻力值是否偏大或者偏小,设计人员应当进行调教匹配。
一、某乘用车原减振器参数解析
请输入正文
1.1  原减振器阻尼系数C
根据力学分析,如果将汽车看成一个在弹性悬架上作单自由度振动的质量,则悬架系统的固有频率为:
式中n为偏频,C为悬架刚度,m为簧载质量。
将有关数据代入后得出:
前悬架单轮空载偏频:n0=1.38Hz;
前悬架单轮满载偏频:n1=1.25Hz;
由于减振器阻尼是线性阻尼,即阻尼力是速度的一次方函数。
阻尼系数C实际上是F-v的斜率,故可以按下式求得:
拉伸状态下
压缩状态下
1.2  原减振器相对阻尼系数ψ
由于前悬架采用麦弗逊悬架,其减振器的安装见图2
减振器安装存在杠杆比i=1.12,所以减振器相对阻尼系数为
将相关参数代入后得拉伸时的相对阻尼系数ψ 值:
拉伸状态下:
压缩状态下:
    不论相对阻尼系数ψ多大,系统都能起减振作用。然而当相对阻尼系数ψ值大到一定程度时,则振动消逝,所以汽车减振器在拉伸状态下,其相对阻尼系数ψr值推荐在0.25-0. 5的范围内,而压缩状态下的相对阻尼系数ψp值推荐为拉伸状态下ψr值的0.25-0.6倍。
    该车型的减振器拉伸相对阻尼系数ψr= 1.11值远远大于推荐值,存在悬架“太硬”的现象,必须重新匹配减振器阻尼系数。
二、减振器阻尼调教匹配
调整原车型减振器阻尼值:
1) 选取拉伸行程的相对阻尼系数为ψr =0.35
2) 选取压缩行程的相对阻尼系数为
调整后的减振器阻尼参数为:
设减振器试验速度V=0.3m/s时 
压缩阻力Fp=295N
则 V=0.6m/s时
压缩阻力Fp=295+△F=295+56= 351N
调整后的结果:
减振器试验速度V=0.3m/s时
拉伸阻力Fr=830N  压缩阻力Fp=295N
V=0.6m/s时   
拉伸阻力Fr=969N  压缩阻力Fp=351N
拉伸行程的相对阻尼系数为      ψr =0.35
压缩行程的相对阻尼系数为      ψp=0.14
     通过试验,发现重新匹配阻尼后的减振器性能明显优于原车。
三 、总结
    悬架太“硬”的车型,调教匹配的时候应减小减振器阻尼系数;悬架太“软”的车型,调教匹配的时候应增加减振器阻尼系数。现代乘用车的最小离地间隙很低,部分车型可低至125mm左右,当驶过一凸起障碍物时,往往会磕碰底盘。此时,在匹配减振器阻尼力时,采取压缩阻尼力大于拉伸阻尼力的方法,使车身瞬间抬高以避免磕碰底盘。
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CAERI-RDCenter
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