汽車減振器是懸掛系統(tǒng)的“靈魂組件”,一輛車的行駛特性在很大程度上由減振器決定。通過對阻尼力的調(diào)節(jié),能有效提升車輛的行駛質(zhì)感。同時,減振器還是一種與安全相關(guān)的部件,它與彈簧一起構(gòu)成懸架和車身之間的末端連接,減少懸掛彈簧的振動,減緩振動速度,優(yōu)化路面接觸。
阻尼減振器 如何減振?
減振器是安裝在車橋與車身之間的減振元件,它能迅速減弱簧載質(zhì)量上及車輪上的振動。減振器對駕駛安全性及舒適性有很大影響。其主要功能包括:
衰減車輛振動,保持車輛行駛平順;
與懸掛彈簧匹配,保證車身與車輪的彈性連接;
確保車輪的抓地、確保車輛的彎道性能、保證制動及車輛轉(zhuǎn)向。
目前運用最多的是液壓筒式減振器,根據(jù)液壓缸筒個數(shù)分類,可分為單缸減振器和雙缸減振器;根據(jù)作用行程分類,可分為單作用減振器和雙作用減振器;根據(jù)是否阻尼可調(diào)分類,可分為阻尼可調(diào)減振器和非阻尼可調(diào)減振器;根據(jù)節(jié)流閥組件結(jié)構(gòu)分類,可分為彈簧板閥式、彈簧滑閥式、彈性閥片式和彈簧閥片組合式減振器。
液壓減振器的核心部件主要是活塞、缸筒、閥門組和阻尼油液等組成。以雙筒式減振器為例,外層為儲油筒,內(nèi)層為工作缸,活塞和缸筒底部還有一個或多個閥門。當懸架振動時,活塞也在缸筒內(nèi)上下運動,迫使阻尼油液通過閥門組流動,閥門產(chǎn)生阻尼力阻止液體流動,從而衰減車身振動,而油液則將動能轉(zhuǎn)化為熱能。
在壓縮行程,車輛振動使減振器壓縮。上腔的體積增大,下腔的體積減小,下腔的工作壓力高于上腔,此時復原閥關(guān)閉,流通閥打開,下腔的工作液通過流通閥向上腔流動。壓入的活塞桿使油液流入儲油腔,底閥(壓縮閥)產(chǎn)生阻尼力阻止油液的流動,從而減緩活塞的向下運動。
回彈行程,車輛振動將使減振器伸張。拉出的活塞桿使油液從活塞上方流入下方,此時上腔的體積減小,下腔的體積增大,上腔的工作壓力高于下腔。此時流通閥關(guān)閉,復原閥打開,油液通過復原閥節(jié)流后向下腔流動產(chǎn)生復原(拉伸阻力)阻力,從而減緩活塞的向上運動。在這種情況下,底閥(壓縮閥)處于打開狀態(tài),油液無阻礙地從儲油腔單向流入工作腔,保持工作缸里的油液連續(xù)。
雖然這種減振器可以應付絕大多數(shù)工況,但在一些極端條件,或者說對舒適度、操控性有更高要求的場景下會略顯不足,那么通過調(diào)節(jié)減振器內(nèi)部的閥門開啟程度,就可以更自由更主動調(diào)節(jié)阻尼力,這就是連續(xù)可變阻尼控制。
連續(xù)可變阻尼減振器
傳統(tǒng)的液壓減振器內(nèi)部的閥門是固定的,阻尼力曲線在設定好以后無法改變。換而言之,車輛的駕駛特性,如舒適度就無法改變了。而連續(xù)可變阻尼控制加入電子控制的閥門,通過控制閥門的開閉程度,從而實現(xiàn)阻尼力的可調(diào)。
連續(xù)可變阻尼減振器的工作原理是通過電子控制單元(ECU)接收來自如車輪、懸掛系統(tǒng)和車身的傳感器信號,主要是車速、轉(zhuǎn)向角度、剎車狀況、加速度等信息,ECU利用這些信息計算出最佳的阻尼力設置,實時調(diào)節(jié)閥體位置,實現(xiàn)連續(xù)阻尼可變。
結(jié)構(gòu)上,傳統(tǒng)的連續(xù)可變阻尼減振器內(nèi)部有一個電子控制比例減振閥,其開閉由ECU控制。通過改變阻尼閥門的開度,可以調(diào)節(jié)油液流過閥門的速率,從而改變減振器的阻尼力。確保減振器能夠根據(jù)路況和駕駛狀況快速調(diào)整,提供最合適的阻尼力。
主要優(yōu)勢在于適應性強,可以根據(jù)路面狀況和駕駛行為實時調(diào)整阻尼力,無論是高速公路上的平穩(wěn)駕駛還是顛簸路面上的激烈行駛,都能保證最佳的舒適性和穩(wěn)定性;提高安全性,通過快速調(diào)整阻尼力,減振器能夠在緊急避險時減少車身傾斜和滑動,提高車輛的操控性和安全性;提升舒適性,減振器能夠減少因路面不平而傳遞到車內(nèi)的震動和噪音,提高乘坐舒適性。此外還能單獨可調(diào)的底盤特性,例如選擇更運動的懸架風格提升駕駛樂趣,亦或是全家出行,提供更舒適的乘坐感受。
目前市面上大部分的連續(xù)可變阻尼減振器都是單閥結(jié)構(gòu),而這個單閥的比例減振閥主要控制的是回彈阻尼,一個閥雖然成本低,但閥的開閉會同時影響復原和壓縮的響應,也就是說不能兼顧回彈和壓縮阻尼雙向可調(diào)。而解決起來也很簡單,裝2個比例減振閥,一個負責回彈阻尼,一個專注壓縮阻尼即可,這就是雙閥減振系統(tǒng)技術(shù)。雙閥門設計,兩個獨立閥門分別控制壓縮和回彈,雙閥門互不影響,調(diào)校范圍更廣,響應更快,能有效抑制加速抬頭、制動點頭,提升駕乘舒適性與操控穩(wěn)定性。
以奧迪Q3為例,其搭載的雙閥減振器,當車輛行駛在坑洼路面時,壓縮行程壓縮閥增大開度,允許更多油液快速通過,減少壓縮阻尼,從而更好地衰減振動,過濾顛簸?;貜椥谐炭刂朴鸵夯亓魉俣?,避免車身因彈簧反彈而過度晃動。通過2個閥門的獨立控制,從而就能實現(xiàn)更大的調(diào)節(jié)范圍和更好的駕乘體驗了。(朋月)