根据结构形式的不同,减振器可分为摇臂式和筒式两种。若按其作用原理,减振器又可分为单向作用式和双向作用式。摇臂式减振器虽然能在比较大的工作压力(10~20MPa)下工作,但其工作特性受活塞磨损和工作温度变化的影响较大,因而现已被淘汰。筒式减振器虽然工作压力仅为2.5~5MPa,但其质量小,工作可靠,适合大批量生产,特别是工作性能稳定,故而在现代汽车上得到了广泛的应用。
筒式减振器又分为单筒式(图3-121)、双筒式(图3-122)和充气式三种。
1.单筒式减振器
单筒式减振器在密封、混合液氧化、泡沫多、油液正常消耗后的补充等方面存在的问题,都不易解决,故这种单筒式减振器大多用于轻型摩托车上。双筒式减振器,特别是双筒充气液力减振器具有工作性能稳定、干摩擦阻力小、噪声低、总长度短等优点,故能得到普遍采用。
2.双筒式减振器
双筒式双向作用减振器一般都具有4个阀(图3-122),即压缩阀6、伸张阀4、流通阀8和补偿阀7。流通阀和补偿阀是一般的单向阀,其弹簧弹力很小,当阀上的油压作用力与弹簧弹力同向时,阀处于关闭状态;而当油压作用力与弹簧力反向时,则只要有很小的油压,阀便能开启。压缩阀和伸张阀是卸荷阀,其弹簧刚度较大,预紧力较大,只有当油压增到一定程度时,阀才能开启;当油压降低到一定程度时,阀即自行关闭。
图3-121 单筒减振器简图
1—弹簧 2—阻尼器 3—上吊环 4—下吊环
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图3-122 双向作用筒式减振器示意图
1—活塞杆 2—工作缸筒 3—活塞 4—伸张阀 5—储油缸 6—压缩阀 7—补偿阀 8—流通阀 9—导向座 10—防尘罩 11—油封
双向作用筒式减振器的工作原理可分压缩、伸张两个行程加以说明。
(1)压缩行程
当汽车车轮滚上凸起或滚出凹坑时,车轮移近车架(车身),减振器受压缩,减振器活塞3下移,活塞下面的腔室(下腔)容积减小,油压升高,油液经流通阀8流到活塞上面的腔室(上腔)。由于上腔被活塞杆1占去一部分,上腔内增加的容积小于下腔减小的容积,故还有一部分油液推开压缩阀6,流回储油缸5。这些阀对油液的节流便造成对悬架压缩运动的阻尼力。
(2)伸张行程
当车轮滚进凹坑或滚离凸起时,车轮相对车身移开,减振器受拉伸。此时减振器活塞向上移动。活塞上腔油压升高,流通阀8关闭,上腔内的油液便推开伸张阀4流入下腔。同样,由于活塞杆的存在,自上腔流来的油液还不足以充满下腔所增加的容积,下腔内产生一定的真空度,这时储油缸中的油液便推开补偿阀7流入下腔进行补充。此时,这些阀的节流作用即造成对悬架伸张运动的阻尼力。
压缩阀的节流阻力应设计成随活塞运动速度而变化。例如,当车架或车身振动缓慢(即活塞向下的运动速度低)时,油压不足以克服压缩阀弹簧的预紧力而推开阀门。此时多余部分的油液便经一些常通的缝隙(图上未画出)流回储油缸。当车身振动剧烈,即活塞向下运动的速度高时,则活塞下腔油压骤增;当达到能克服压缩阀弹簧的预紧力时,便推开压缩阀,使油液在很短的时间内通过较大的通道流回储油缸。这样,油压和阻尼力都不致超过一定限度,以保证压缩行程中弹性元件的缓冲作用得到充分发挥。同样,伸张行程中减振器的阻尼力也应设计成随活塞运动速度而变化。当车轮向下运动速度不大(即活塞向上的运动速度不大)时,油液经伸张阀的常通孔隙(图上未画出)流入下腔,由于通道截面积很小,便产生较大的阻尼力,从而消耗了振动能量,使振动迅速衰减。当车身振动剧烈时,伸张阀开启,通道截面积增大,使油压和阻尼力保持在一定限度以内,这样可使减振器及悬架系统的某些零件不会因超载而损坏。
由于伸张阀弹簧的刚度和预紧力比压缩阀的大,在同样的油压力作用下,伸张阀及相应的常通缝隙的通道截面积总和小于压缩阀及相应的常通缝隙的通道截面积总和。这就保证了减振器在伸张行程内产生的阻尼力比压缩行程内产生的阻尼力大得多。
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