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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等于,δ等于,ω等于,解得车身上下运动的位移方程：z等于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.