悬架的种类--内部培训

悬架产品培训内部使用2006.2[本地法人用]-目录-Ⅰ.悬架类型Ⅱ.减震器概述Ⅲ.减震器性能Ⅳ.阻尼阀Ⅵ.阻尼力区间Ⅶ.各个系统零件名称Ⅷ.减震器&减震支柱零件及功能Ⅸ.制造过程Ⅴ.减震器形式1.前悬架是连接车架和车轴之间，以支撑车的重量，吸收轮胎的震动，同时设置部分转向机构的装置，根据前车轴的形式可以如下划分。1.非独立悬架(SolidAxleSuspension)2.独立悬架(IndependentSuspension)1)横臂式(WishBoneType)2)麦弗逊式(StrutTypeorMcphersonType)Ⅰ.悬架类型两侧车轮安装于一整体式车桥上，车轮再通过弹簧安装到车身上→安装于公共汽车、卡车前后车桥，部分轿车后车桥非独立悬架(SolidAxleSuspension)该形式采用断开式车桥，两侧车桥活动互不相干，以此改善乘车舒适感和安全性。1)横臂式悬架:由上下控制臂(UpperandLowerControlArm),转向节(SteeringKnuckle),螺旋弹簧(CoilSpring)构成，弹簧对轮胎运动进行缓冲而上下运动。在该形式中，发生在轮胎的刹车力或回转力(CorneringForce)都由控制臂支撑，弹簧只承受垂直载荷。按照弹簧的排列和所使用的弹簧种类的不同，此形式又划分为很多种。独立悬架(IndependentSuspension)2)滑柱式或麦弗逊式(StrutTypeorMcphersonType)悬架:与转向节(SteeringKnuckle)形成整体安装减震器的滑柱(Strut)和下横臂、连接悬吊臂和下部的球节(BallJoint)及弹簧构成。滑柱的上部通过顶端连接板连接到车体上，顶端连接板与滑柱轴承相接。车身重量由车身通过悬架滑柱支撑，转向后滑柱与转向节一并旋转。与横臂式相比，结构简单，构成要素少，易于维护，可以降低簧下重量，所以，车辆行驶性能(RoadHolding)及乘车舒适感良好。螺旋弹簧滑柱关节下横臂传动轴横梁横臂稳定杆2.后悬架一般使用车轴悬架式的情况较多，但轿车为了提高乘车舒适感和稳定性，而使用独立悬架，一般可以划分成1.非独立悬架(SolidAxleSuspension)2.独立悬架(IndependentSuspension)1)纵臂式(TrailingArm)2)5连杆式(5LinkType)3)扭转梁桥式(3连杆式;TorsionBeamAxleType)4)多连杆式用一个轴把左右轮连起来，再通过弹簧支撑车体的悬架方式，有钢板弹簧(LaminatedLeafSpring)、螺旋弹簧(CoilSpring)、空气弹簧(AirSpring)等等。非独立悬架系统(RigidAxleSuspensionType)1)纵臂式(TrialingArm)悬架:通过朝向车后的1个或2个臂支撑轮胎，由减震器、螺旋弹簧及扭力杆构成。此种形式构造简单，前轮定位变化和轮胎磨损少是其优点。此种形式多用作小型FF汽车的后悬架装置，在FR车上几乎不使用。独立悬架(IndependentSuspension)减震器纵臂管管与车身结合部分螺旋弹簧啮合部分2)5连杆式(5LinkType)悬架:是在FR汽车的后悬架上广泛使用的形式。此形式由承受前后负荷的左右各两个臂和承受横向负荷的横向推力杆（lateralRod）等5个连杆和螺旋弹簧及减震器构成，主要用在车轴固定式。减震器横振阻尼杆螺旋弹簧下横臂上横臂后轴3)扭力梁桥式(3连杆式;TorsionBeamAxleType)悬架装置:多用作FF汽车中高档车的悬架装置。由高强度钢板制成的U字型梁两端的拖动臂、横振阻尼杆（LateralRod)及减震器和螺旋弹簧、安装在轴梁上的扭力杆(Torsionbar)构成。此种形式减少传到车体的震动，因此转向稳定性和乘车舒适感良好。减震器横振阻尼杆扭力杆轴梁拖动臂螺旋弹簧4)多连杆悬架装置:此悬架装置减少弹簧负荷，提高了乘车舒适感及车辆行驶性能（roadholding）降低车底盘，有增大室内空间的效果。此种形式是把轮胎支持的臂斜向安装在车体上的形式，是处于拖动臂和摆动轴之间的悬架装置，虽然是半纵臂式的一种，但此形式具有多个连杆构成，所以叫做多连杆式。横梁梭杆螺旋弹簧边梁传动轴下臂关节撑杆减震器拖动臂梭杆下臂横梁[二连杆式][多连杆式]1.减震器功能减震器是为了消除路面输入带来的震动而使用的。即，利用流体把弹簧的弹性能量转换成热能，使车辆运动收敛最合理化，以给驾驶者舒适感和稳定感，有助于提高行驶稳定性。[图1]减震器的功能Ⅱ.减震器概述热能释放弹簧减震器冲击能振动能热能1)抑制行驶时传达给车身(Body)的大震动，以提高乘车舒适感(RideComport)。-缓冲传达给驾驶者和乘客的冲击，以提高乘车舒适感，降低疲劳。-保护装载的货物。-延长车身寿命，防止弹簧损坏。2)抑制行驶时车轮的快速震动，以防止轮胎离开路面，从而改善行使稳定性(RideHandling)。-改善行驶稳定性及调整性。-有效地把发动机爆燃压力传达到地面，以节约燃料费用。-提高刹车效果。-延长车体各个部分的寿命，节约车的维护费用。减震器的功能2.减震器减震原理图2-1的质量M变形Xo，然后放手，那么从放手的瞬间开始质量M开始振动,在无任何阻力的情况下，受到弹簧的弹力重复做如图2-3中(I)的特定固有振动频率的周期运动。一方面，在图2-2的情况中，安装了阻尼器“C”，所以在加上同样的变形后放手，就如图2-3中(II)，随着时间振幅减少，特定的周期运动被吸收。如此，在图2-1的状态下车辆驶过突出部位，车体开始持续振动，共振引起摆动，影响乘车舒适性和驾驶稳定性。此时，若要抑制振动，则要如图2-2安装D阻尼器“C”相应的抵抗力。抑制质量M的振动的抵抗力叫做阻尼力，起生成阻尼力作用的Damper叫做减震器。[图2]阻尼力效果mXomXoKKC[2-1][2-2][2-3]3.减震器的构造减震器由产生阻尼力的活塞阀和底阀（BodyValve)，储存油和气体（空气）的气缸本体和贮存管，传达车体运动的连杆，防止内部气体或油泄漏的油封构成。而且，以活塞阀为基准，其上称作活塞上室，其下称作活塞下室，贮存管和气缸本体之间的空间叫贮存室。活塞上下室总是由油灌满，贮存室的下层以油灌满，上层以空气或气体（氮气）灌满。[图3]减震器结构连杆贮存管(基壳）油封气缸管(管)活塞阀底阀活塞上室活塞下部贮存室(空气或气体)贮存室(油)贮存油面高度进入后油面高度减小运作时油面高度变化气压回弹压缩[表1]减震器各零件主要功能分类主要功能最终组装零件结合维持Tube残余应力油封防止漏油及异物流入形成适当的油膜以便连杆顺畅地上下运动贮存止回阀（内侧△贮存）结构密封连杆导向器连杆上下运动导向器抵抗横向、纵向力活塞阀产生回弹阻尼力(检查压缩底阀功能)确保活塞上室和活塞下室之间的油道连杆上下运动导向器抵抗横向、纵向力底阀产生压缩阻尼力(检查回弹底阀功能)确保活塞下室贮存间油道贮存管防止外力导致的管变形，确保阻尼力保管贮存油吸收连杆上下移动导致的体积变化（机器空气及N2气体）释放热能4.减震器分类减震器可以根据运作原理，贮存管有否，贮存室，安装类型，分很多种。▶按照运作原理可分为:双作用式/单作用式-双作用式:在车辆回弹和压缩启动时都产生阻尼力(大部分减震器属于此类.)-单作用式:在车辆单方向启动时产生阻尼力(主要是在伸长时产生阻尼力。适用于越野车。）活塞阀(回弹时产生阻尼力)底阀（BodyValve(压缩时产生阻尼力)[4-1]双作用式[4-2]单作用式▶按有无贮存的分类:TwinTube(孪生管)/MonoTube(单管)-TwinTubeType(孪生管式):有贮存管式(我公司主打产品)-MonoTubeType(单管式):此类型无贮库管，在下部用自由活塞把25～30Bar之间的空气与油分开。与孪生管式相比，油流发生的噪音较少，阻尼力性能优良，虽轻，但在减震器下端安置了气体室，因此基本长度较长，摩擦力较大，对外部冲击较薄弱。[5-1]孪生管式[5-2]单管式高压气体自由活塞▶按贮存室的分类:油式/气体式-油式:此式在贮存室上部灌满空气，贮存室的空气与油混合引起气化。气化在快速运作或连续运作时产生，也是噪音的原因之一。-气体式:此式在贮库室上部灌满了气体（氮气），弥补了油式的缺点，产生稳定的阻尼力，噪音较少。▶按照设置类型的分类:减震器/减震支柱-减震器:此式只产生阻尼力-减震支柱:不只产生阻尼力，也是悬架结构的一部分，起着定位车轮位置的功能，适用于麦弗逊支柱式悬架。[6-1]减震器[6-2]悬架支柱1.减震器的阻尼力原理▶原理:经过阀门的系统油(减震器用油)的流动产生阻尼力-低速区间的阻尼力:Disc-s形成一定面积的缝隙，此缝隙中有油经过时产生阻尼力(用缝隙的面积控制阻尼力)-中、高速区间的阻尼力:随着活塞杆的运作速度提高，单位时间内通过活塞阀的油量增加Disc-s和与此嵌套Disc随之弯曲形成截面积，通过该截面积的量产生阻尼力(Disc-s和嵌套的Disc厚度和Disc内接触面的差异控制阻尼力）Ⅲ.减震器性能2.减震器的阻尼力特性DF(回弹)DF(压缩)A回弹A压缩P1P2Aby-1kgfkgf㎠㎠kg/㎠kg/㎠㎠%FOFRT(EC)222755.83.838.119.71.335.2EFN/SFRT(EC)3291205.12.065.059.71.366.5分类阻尼力产生原理DF(reb)=(P1-P2)x(Apiston-Arod),P2≒-0DF(comp)=(P2-P3)xArod,P3≒+0负压产生及Looplag-Bypass-1,2油路中由于孔阻尼力（Orificedamping）产生负压-尤其由于Bypass-1的P2侧负压是Comp.Lag的主要原因⇒对策:适用气体式,增大Bypass截面积适用模型注)如上数据以1.0m/s阻尼力为基准阻尼力的产生及压力特性冲程Bypass-1Bypass-2回弹压缩P1P2P3内压曲线02468101214161820220102030405060708090100110120130140150160Length(mm)压力(kgf/㎠)20℃30℃40℃50℃60℃70℃80℃90℃100℃110℃120℃130℃140℃150℃160℃170℃内压曲线02468101214161820220102030405060708090100110120130140150160Length(mm)压力(kgf/㎠)20℃30℃40℃50℃60℃70℃80℃90℃100℃110℃120℃130℃140℃150℃160℃170℃减震器内部体积:Lmax时减震器内部总体积贮存体积:Lmax时减震器贮存体积油量及冲程(Lmax⇔Lmin)引起的体积变化油面高度:Lmax时贮库室油面高度小孔（puncture)温度:油的体积膨胀(0.008㎤/℃)，使贮存体积变成零的温度油封使用压力■内压特性主要变量[改善前]■内压特性改善效果分析[改善后]0510152025303540455000.10.20.30.40.50.60.70.80.911.11.21.31.41.51.6PISTONSPEED(m/sec)PRESSURE(kgf/㎠)阻尼力引发的管内压作用于油封的压力▶连杆导向器⇔连杆之间间隙部位的孔阻尼力导致的油封部的压力减少▶结果:维持气体密封压等减震器内部平衡压范围内的压力特性但高速运作时，阻尼力增加带来的压力提高超过孔阻尼力（OrificeDamping），所以实际P2显为减少■油封附加压力检测P1P2顶点减震器内部压力测量设备示意冲程回弹P1P2油封连杆导向器压力器REB.COMP.CLS活塞阀P1P2A(Reb)=Atube-ArodA(Comp)=ArodLVC活塞阀P1P2在回弹的行程中从活塞上室和贮库流入油产生孔阻尼力（orificedamping）引起的负压在连续压缩时产生P2负压导