减振器调校方法的研究

李欢 孙晓帮 曾庆东 郭金宇

摘 要：减振器调校在悬架调校中至关重要，不仅直接影响车辆的平顺性，而且影响车辆的操纵稳定性。针对减振器调校方法的研究，首先研究了减振器的工作原理和工作特性，然后分析了减振器调校的目的和评价指标，最后研究了减振器内特性的调校方法，并且给出了减振器调校意见，对减振器的调校具有指导意义。

关键词：减振器调校;内特性;平顺性

中图分类号：U463.3  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）15-39-03

Abstract： The adjustment of shock absorber is very important in the adjustment of suspension， which not only directly affects the ride comfort of vehicle， but also affects the handling stability of vehicle. For the research of the adjustment method of the shock absorber， the working principle and working characteristics of the shock absorber are studied. Then the purpose and evaluation index of shock absorber adjustment are analyzed. Finally， the adjustment method of the internal characteristics of the shock absorber is studied， and the adjustment opinion of the shock absorber is given， which has a guiding significance for the adjustment of the absorber.

Keywords： Shock absorber adjustment; Internal characteristics; Ride comfort

CLC NO.： U463.3  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）15-39-03

引言

汽车已经是人们的日常生活中必不可少的交通工具，因此人们对汽车的行驶平顺性、操纵稳定性和乘坐舒适性提出越来越高的要求。减振器作为悬架系统的主要部件，在悬架系统中发挥着重要的作用。减振器在设计匹配后需完成调校，以使汽车达到最优的平顺性和操纵稳定性，因此减振器调校在汽车悬架减振器设计和装配以及试验过程中具有重要作用。

1 减振器的工作原理和工作特性

1.1 减振器的工作原理

当车身和车桥出现相对位移时，减振器内的活塞上下移动，减振器腔内的油液从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔[1]，此时孔壁与油液之间的摩擦对振动形成阻尼力，将振动部件的能量转化、吸收为热能耗散，从而达到衰减振动的目的。其工作原理为：

（1）压缩行程

在压缩行程时车身与车桥相互靠近，减振器受压缩，减振器活塞下移，活塞下腔容积减少、油压升高，油液经阀系上下流动，阀系对油液节流造成压缩运动的阻尼力。

（2）复原行程

在复原行程时车身与车桥相对移开，减振器受拉伸，减振器活塞上移，活塞上腔容积减少、油压升高，油液经阀系上下流动，阀系对油液节流造成复原运动的阻尼力。

1.2 减振器的工作特性

减振器阻尼特性分为内特性和外特性两种[2]。其中，外特性是由内特性所决定的，而内特性是由减振器结构参数及油液参数决定的，是指减振器内部参数随位移或速度的变化关系。减振器的外特性是指减振器相对位移与其产生的阻尼力关系或减振器相对速度与其产生的阻尼力关系。

2 减振器调校的目的和评价方法

減振器调校目的在于优化汽车的平顺性和操纵稳定性，减振器的调校的评价主要根据悬架的主观评价和客观评价，主观评价即人的乘坐舒适性，客观评价主要通过测量车身加速度进行评价。以主观评价或客观评价的结果为依据进行减振器调校。

3 减振器内特性调校法

主要是采用台架试验，针对减振器内部结构，如减振液密度参数、活塞杆直径参数、减振器的不同阀系参数、活塞阀与工作缸不同间隙以及不同充气压力参数等内部结构，研究减振器内特性与阻尼力的关系，从而实现减振器阻尼力大小的改变，达到减振器阻尼力的调校。本文利用减振器示功机进行台架实验，实验结果用减振器示功图表示，主要从以下五个方面研究减振器内部结构参数对阻尼力的影响：

3.1 不同减振液密度

选择除密度不同外三只完全相同的减振器，分别设置减振液的密度为：400kg/m3、800kg/m3、1200kg/m3，试验速度设为0.52m/s，得到的减振器示功图如图1所示。

从图1可以看出随着减振液密度的增加，减振器在复原行程和压缩行程的阻尼力均增加，说明活塞在相同的速度下，减振液密度越高，导致复原行程和压缩行程的阻尼力越大。因此，在调校减振器时，可以通过增加减振器的密度来同时提高复原行程和压缩行程阻尼力。

3.2 不同活塞杆直径

选择除活塞杆直径不同外三只完全相同的减振器，分别设置活塞杆直径为：D=12mm、D=16mm、D=22mm，试验速度设为0.52m/s，得到的减振器示功图如图2所示。

从图2可以看出随着活塞杆直径的增加减振器在复原行程和压缩行程的阻尼力均减小，说明活塞在相同速度下，活塞杆直径越大，复原行程和压缩行程阻尼力越小。因此，在减振器调校时，可通过增大活塞杆直径，来减小复原行程和压缩行程的阻尼力。

3.3 不同阀系

减振器阀系包括复原阀、压缩阀、流通阀和补偿阀，其中复原阀主要影响复原行程的阻尼力，压缩阀主要影响压缩行程的阻尼力[3]，由于复原阀和压缩阀结构相似，本文以复原阀为例研究，复原阀由带有常通孔的槽片和若干圆片组成。本文从槽片常通孔数量、圆片数量、阀片预紧力角度分析对阻尼力的影响。

3.3.1 槽片常通孔数量

选择类型、尺寸相同的5个槽片，分别设置常通孔个数为1、2、3、4、6，每个常通孔的位置都呈中心对称分布，试验速度设为0.52m/s，不同常通孔得到的减振器示功图如3所示。

从图3可以看出随着复原阀常通孔个数的增加，复原行程的阻尼力减小，压缩行程的阻尼力几乎不变。因此，在减振器调校时，可以只增加复原阀常通孔数量来减小复原行程阻尼力，使压缩行程阻尼力不变，还可以同时增加复原阀和压缩阀常通孔数量使复原行程和压缩形成的阻尼力同时减少。

3.3.2 圆片数量

选择类型、尺寸相同圆片，分别设置圆片数量为1、2、3、4进行实验，试验速度设为0.52m/s，得到的减振器示功图如4所示。

从图4可以看出随着复原阀圆片个数的增加，复原行程的阻尼力增加，压缩行程的阻尼力几乎不变。因此，在减振器调校时，可以只增加复原阀圆片数量来增加复原行程阻尼力，使压缩行程阻尼力不变，还可以同时增加复原阀和压缩阀圆片数量使复原行程和压缩形成的阻尼力同时增加。

3.3.3 阀片预紧力

分别设置复原阀的预紧力为125N、150N，试验速度设为0.52m/s，得到的减振器示功图如图5所示。

从图5可以看出增加复原阀系的预紧力，复原行程的阻尼力增加，压缩行程阻尼力几乎不变。因此，在减振器调校时，可以只增加复原阀片预紧力来增加复原行程阻尼力，使压缩行程阻尼力不变，还可以同时增加复原阀片和压缩阀片的预紧力使复原行程和压缩形成的阻尼力同时增加，但是，阀片预紧力不宜过大，安装螺母时，会导致阀片破损。

3.4 活塞阀与工作缸不同间隙

选择除间隙不同外完全相同的四只减振器，分别设置间隙大小为c=0.04mm、c=0.3mm、c=0.5mm、c=1.0mm，试驗速度设为0.52m/s，得到的减振器示功图如图6所示。

从图6可以看出随着活塞阀与工作缸间隙的增加减振器在复原行程和压缩行程的阻尼力均减小。因此，在减振器调校时，可以通过增大减振器与工作缸之间的间隙来减小复原行程和压缩行程的阻尼力[4]。

3.5 不同充气压力

为了消除减振器出现泡沫化现象、阻尼力空程和不连续现象。一般向减振器内部充入氮气气体，选择除充气压力完全相同的四只减振器，分别设置压力为p=0.1MPa、p=0.6MPa、p=1MPa、p=2MPa，试验速度设为0.52m/s，得到的减振器示功图如图7所示。

从图7可以看出随着充气压力的增加减振器在复原行程和压缩行程的阻尼力均减小。因此，在减振器调校时，可通过增加充气压力来降低复原行程和压缩行程的阻尼力。

4 结语

本文以减振器为研究对象，为了提高减振器的高精度、高性能、高稳定性，使驾驶者在驾驶时感到舒适性和稳定性从而对进行减振器调校方法的研究。本文主要针对基于减振器的内特性的调校方法研究[5]，从减振器减振液密度参数、活塞杆直径参数、减振器阀系参数、活塞阀与工作缸间隙参数和充气压力参数五个角度研究减振器内特性与阻尼力的关系，并且通过分析内特性与阻尼力的关系给予调校意见，能够有效指导调校人员进行调校工作。

参考文献

[1] 周杰，周梓荣.汽车减振器的发展.机械制造与研究，2012，41（3）： 81-84.

[2] 戴万云.双筒液压减振器减振特性与热特性分析的集成与参数优化[D].长春：吉林大学，2016.

[3] 周长城.汽车减振器设计与特性仿真.北京：机械工业出版社，2012.

[4] 康雨.基于汽车行驶平顺性的液压减振器建模与优化设计研究[D].湖南大学，2014.

[5] 王先云.液压减振器建模及在整车性能调校中的应用研究[D].吉林大学，2012.