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【摘 要】半主动悬架系统以其价格优势，适于普及在中低端汽车上，本文分析了低端汽车的悬架结构及减震原理，通过分析、计算，提出自己的改进设计方案，并在实践中证明方案可行。
【关键词】悬架；减振器；阻尼
悬架一般由弹性元件、减振器、导向机构组成，如图1所示。车轮受到地面冲击，通过弹性元件的作用，延长车身受力时间，达到缓冲。车身受到作用力后，会发生简谐振荡，为此必须增设减振器，减振器的阻尼系数决定振幅衰减的快慢，同时，也正是阻尼作用，会干扰弹性元件的初始变形量。由于非主动悬架的弹性元件的刚度及减振器的阻尼系数为恒定值，对于某些路况，其减震效果可能无法满足乘员的要求。
图1 悬架结构（示意图）
一、可调阻尼减振器设计
忽略车身及轮胎的弹性变形，简化为单质量振动模型。当车轮遇到一个障碍物（凸包或凹坑）所发生的颠簸，可表述为车轮（包括车桥）瞬间发生一个初始垂直位移Z0（地面障碍物的垂直高度，或称振幅），这个振幅在车轮在离开障碍物时，相当于车身有一个初始变形位移Z0，车身在一段时间内近似看做简谐衰减振荡，其振动频率由弹性元件的刚度K决定，而振荡衰减率由阻尼系数决定，可用一个二阶齐次微分方程描述车身上下运动的轨迹，即： ，（式1）。式中，忽略轮胎质量及弹性，m为车身质量，c为减振器阻力系数，k为弹性元件刚度。令ω■=■，δ=■，ω=■，解得车身上下运动的位移方程：z=z0·e-δtcos（ωt+φ），（式2）。阻力系数过大或弹性元件刚度过大会影响弹性元件减震效果，动态改变弹性元件的刚度，会对原有悬架做较大的改动，不太适合低端汽车；反之，动态改变阻尼器的阻尼力系数，可以在很大程度适应路况改变的要求。基于以上原理，可在原有双向作用筒式减振器基础上进行适当改进，具体有：（1）活塞杆延长，内钻阶梯孔，小径段为油道，中径段做滑阀腔并径向钻孔与活塞上腔相同，大径段容纳调压弹簧；小径段做油道；（2）增加油嘴，左侧有螺纹，拧入活塞杆中，与防尘罩焊接密封；右侧留有六方及标准液压接头用于接控制油路；（3）增加控制滑阀，下部轴向孔通向活塞下腔，径向孔及环槽在滑阀下移到一定位置时与活塞杆径向孔相通，通向活塞上腔。（4）增加一个带孔（用于联通活塞下腔）的丝堵。改进结构示意如图2所示：
（a）原结构 （b）改进后结构
图2 双向作用筒式减振器改进前后对比图（示意图）
注：1-活塞杆、2-工作缸筒、3-活塞、4-伸张阀、5-储油缸筒、6-压缩阀、7-补偿阀、8-流通阀、9-导向座、10-防尘罩、11-油封。
通过控制油压大小，克服弹簧作用力，使滑阀上下移动，活塞上下腔经滑阀的油路处于“关闭/部分开通/全开通”等不同状态，从而控制阻尼的大小。其工作原理如图3所示：
图3 可调阻尼工作原理
二、结论
通过对原有的双向作用筒式减振器的改进，达到保留原悬架基本结构，并能够适应颠簸路面的需要。总之，对减振器进行小改进，并配套相关低价液压控制元件，可以改善普通汽车的平顺性，这种改进方案具有较高的实际应用价值。
参 考 文 献
[1]刘飞.车辆半主动悬架系统设计与试验研究[J].上海汽车.2009（6）
[2]王望予主编.汽车设计[M].北京：机械工业出版社，2006（1）
[3]余志生编著.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，1990（2）
【关键词】悬架；减振器；阻尼
悬架一般由弹性元件、减振器、导向机构组成，如图1所示。车轮受到地面冲击，通过弹性元件的作用，延长车身受力时间，达到缓冲。车身受到作用力后，会发生简谐振荡，为此必须增设减振器，减振器的阻尼系数决定振幅衰减的快慢，同时，也正是阻尼作用，会干扰弹性元件的初始变形量。由于非主动悬架的弹性元件的刚度及减振器的阻尼系数为恒定值，对于某些路况，其减震效果可能无法满足乘员的要求。
图1 悬架结构（示意图）
一、可调阻尼减振器设计
忽略车身及轮胎的弹性变形，简化为单质量振动模型。当车轮遇到一个障碍物（凸包或凹坑）所发生的颠簸，可表述为车轮（包括车桥）瞬间发生一个初始垂直位移Z0（地面障碍物的垂直高度，或称振幅），这个振幅在车轮在离开障碍物时，相当于车身有一个初始变形位移Z0，车身在一段时间内近似看做简谐衰减振荡，其振动频率由弹性元件的刚度K决定，而振荡衰减率由阻尼系数决定，可用一个二阶齐次微分方程描述车身上下运动的轨迹，即： ，（式1）。式中，忽略轮胎质量及弹性，m为车身质量，c为减振器阻力系数，k为弹性元件刚度。令ω■=■，δ=■，ω=■，解得车身上下运动的位移方程：z=z0·e-δtcos（ωt+φ），（式2）。阻力系数过大或弹性元件刚度过大会影响弹性元件减震效果，动态改变弹性元件的刚度，会对原有悬架做较大的改动，不太适合低端汽车；反之，动态改变阻尼器的阻尼力系数，可以在很大程度适应路况改变的要求。基于以上原理，可在原有双向作用筒式减振器基础上进行适当改进，具体有：（1）活塞杆延长，内钻阶梯孔，小径段为油道，中径段做滑阀腔并径向钻孔与活塞上腔相同，大径段容纳调压弹簧；小径段做油道；（2）增加油嘴，左侧有螺纹，拧入活塞杆中，与防尘罩焊接密封；右侧留有六方及标准液压接头用于接控制油路；（3）增加控制滑阀，下部轴向孔通向活塞下腔，径向孔及环槽在滑阀下移到一定位置时与活塞杆径向孔相通，通向活塞上腔。（4）增加一个带孔（用于联通活塞下腔）的丝堵。改进结构示意如图2所示：
（a）原结构 （b）改进后结构
图2 双向作用筒式减振器改进前后对比图（示意图）
注：1-活塞杆、2-工作缸筒、3-活塞、4-伸张阀、5-储油缸筒、6-压缩阀、7-补偿阀、8-流通阀、9-导向座、10-防尘罩、11-油封。
通过控制油压大小，克服弹簧作用力，使滑阀上下移动，活塞上下腔经滑阀的油路处于“关闭/部分开通/全开通”等不同状态，从而控制阻尼的大小。其工作原理如图3所示：
图3 可调阻尼工作原理
二、结论
通过对原有的双向作用筒式减振器的改进，达到保留原悬架基本结构，并能够适应颠簸路面的需要。总之，对减振器进行小改进，并配套相关低价液压控制元件，可以改善普通汽车的平顺性，这种改进方案具有较高的实际应用价值。
参 考 文 献
[1]刘飞.车辆半主动悬架系统设计与试验研究[J].上海汽车.2009（6）
[2]王望予主编.汽车设计[M].北京：机械工业出版社，2006（1）
[3]余志生编著.汽车理论[M].北京：机械工业出版社，1990（2）