□霍汝鋒

一、車輛懸架的意義及種類

(一)車輛懸架的意義。車輛懸架是車身、車架和車輪之間的連接系統(tǒng)。這個懸架系統(tǒng)包括防震器、防傾桿、懸架彈簧、連桿等，這些部件可以在車輛地行駛過程中起到重要作用，它們可以緩沖車輛受到的壓力和沖擊力，使車輛正常平穩(wěn)行駛。懸架在車輛中起到很大的作用，它可以將車架和車輪連接起來，車輛在很多方面都受懸架系統(tǒng)的影響。這個懸架系統(tǒng)既可以達到人們對汽車舒適度的要求，還可以使車輛平穩(wěn)工作達到安全的效果。

(二)車輛懸架的種類。車輛懸架可以分為兩種，包括非獨立懸架和獨立懸架。非獨立懸架的相連物是一個整體，當(dāng)車輛的一側(cè)發(fā)生震動時，另外一側(cè)也跟著產(chǎn)生相應(yīng)動作。非獨立懸架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較簡單而且所需要的費用較低，但是難以達到人們對舒適度的要求。一般大型貨車應(yīng)用非獨立懸架系統(tǒng)。而獨立懸架的兩側(cè)可以單獨運動，不受另一側(cè)的影響。獨立懸架的重量比較小，這樣就可以減輕車輛受到的壓力;把車輛的發(fā)動機等部件位置降低后可以提高車輛的穩(wěn)定性;獨立懸架由于兩側(cè)運動不受影響可以使車身的傾斜度和震動性有所降低;但是這樣的獨立懸掛所需要的費用較高而且占據(jù)的空間較大?，F(xiàn)在大部分小轎車應(yīng)用獨立懸架系統(tǒng)。

二、減震器的種類及應(yīng)用

(一)減震器的種類。按照減震器的材料可將減震器分為吊飾減震器、空氣彈簧減震器、管道減震器、鋼絲繩減震器、塑料減震器等。按照使用形態(tài)可分為液壓減震器和充氣式減震器。每一種減震器又有不同的類型，比如橡膠減震器包括壓縮型減震器、剪切型減震器、復(fù)合型減震器和圓筒形減震器。

(二)減震器的應(yīng)用。目前減震器廣泛應(yīng)用于各種機械、汽車、飛機及其他航空器中。減震器的主要作用就是減少震動，減少因震動而帶來的損失。減震器在車輛當(dāng)中既要承受車輛帶來的壓力，緩解因重力作用而帶來的鎮(zhèn)壓，又要調(diào)節(jié)車輪胎上下的不規(guī)則運動?，F(xiàn)在在鐵路中火車的行駛速度越來越快，在行駛過程中對各部位零件的壓力和磨損也越來越厲害，因而對抗震的要求也越來越高。在鐵路中火車需要減震器來減少壓力，鐵路軌道也需要用減震器來減少火車對鐵軌的沖擊力。在一些工程中如橋梁減震器的加入，能夠減少橋墩的壓力、還可以迎合因熱脹冷縮而引起的變化。除此之外在我們的房屋建筑中，減震器也起著相當(dāng)重要的作用，能夠起到抗震的效果。

三、減震器的工作過程

液力減震器的工作過程即為車架和車橋運動時減震器內(nèi)的活塞隨車架和車橋的運動而產(chǎn)生的向上向下移動，減震器內(nèi)部的油滴可以循環(huán)不斷地從一個空隙流進其他的空隙，這樣循環(huán)增加了摩擦力，從而降低了對震動產(chǎn)生的阻力。筒式減震器包括復(fù)原閥、補償閥、壓縮閥和流通閥，當(dāng)筒式減震器工作的時候復(fù)原閥和壓縮閥決定了減震器工作原理。工作原理包括復(fù)原行程和壓縮行程。不同的行程使油液進入不同的閥內(nèi)，并產(chǎn)生相應(yīng)的壓力。當(dāng)減震器處于復(fù)原行程時，油液可以循環(huán)進入復(fù)原閥和補償閥，當(dāng)減震器處于壓縮行程時，油液可以循環(huán)進入流通閥和壓縮閥。在復(fù)原行程過程中形成復(fù)原節(jié)流壓力，在壓縮行程過程中形成壓縮節(jié)流壓力。

四、減震器的設(shè)計

(一)設(shè)計的特點。阻尼器的種類很多，有空氣阻尼器、電磁阻尼器、液壓阻尼器等等。凱越車上使用的是液壓阻尼器。彈簧在受到外力沖擊后會立即縮短，在外力消失后又會立即恢復(fù)原狀，這樣就會使車身發(fā)生跳動，如果沒有阻尼，車輪壓到一塊小石頭或者一個小坑時，車身會跳起來，令人感覺很不舒服。有了阻尼器，彈簧的壓縮和伸展就會變得緩慢，瞬間的多次彈跳合并為一次比較平緩的彈跳，一次大的彈跳減弱為一次小的彈跳，從而起到減震的作用。

(二)阻尼設(shè)計的原則。減震器有最佳的阻尼系數(shù)，車輛懸架和減震器的作用略有差異，車輛懸架在承受車身重量的同時，可以減弱因地面的坎坷而造成的震動，而減震器所起到的作用是抑制震動。在車輛行駛的過程中，如果車輛對路面產(chǎn)生的沖擊力受懸架系統(tǒng)阻尼比的影響，它們之間在一定條件下成正比。當(dāng)懸架系統(tǒng)阻尼比太小時對于調(diào)節(jié)舒適度增加了困難。通常情況下，壓縮行程的懸架阻尼比對于復(fù)原形成來說要稍微小一些，這是因為在壓縮行程的過程中為了更加充分地運用部件的緩沖作用，而盡可能減小減震器對地面的沖擊力。

(三)減震器阻尼的特性。在通常情況下，減震器阻尼是用線性分段來展現(xiàn)給我們的，這是因為減震阻尼大都是非線性的。減震器是有一定使用年限的，為了延長它的使用年限，減震器第一次開閥時的速度要小一些。在平坦的道路上行駛的時候不需要開閥，當(dāng)?shù)孛婵部缆窙r較差的時候，為了保護車輛，防止減震器的撞擊我們要把開閥速度調(diào)的高一些。減震器可以不開閥，同時它也有最大開閥速度，當(dāng)開閥速度處于初次開閥和最大開閥之間時，節(jié)流閥的開度與速度成正比。除此非線性特點之外壓縮行程和伸張行程初次開閥速度點和最大開閥速度點也可以畫出一條光滑的曲線。為了堅定所設(shè)計模型是否合理可以進行仿真檢驗，可以將車輛以一個確定的速度行駛在道路上，逐漸加速并且記錄下來，畫出相應(yīng)的曲線，之后與之前的仿真曲線進行比較，便可查看仿真模擬的效果。

(四)減震器阻尼設(shè)計過程。減震器阻尼設(shè)計有常通節(jié)流設(shè)計、節(jié)流閥片設(shè)計和其他設(shè)計。常通節(jié)流設(shè)計可以根據(jù)減震器速度處于初次開閥和最大開閥之間時的特點，建立一個設(shè)計目標函數(shù)，常通節(jié)流設(shè)計和節(jié)流閥片設(shè)計都與目標函數(shù)有很密切的關(guān)系。當(dāng)設(shè)計目標達到最大或最小點時，相對應(yīng)的速度即為常通節(jié)流的最優(yōu)速度，同時當(dāng)閥片厚度達到設(shè)計目標的最大或最小點時，相對應(yīng)的閥片厚度即為最優(yōu)厚度。減震器設(shè)計時要注意合理的搭配，要想設(shè)計出合理的、適用的減震器，首先要建立模型進行仿真操作，只有先通過仿真操作才能使用較好的懸掛系統(tǒng)使車輛的震動得到改善。在進行模型仿真操作時要綜合多方面的因素，既要考慮地面所引起的震動幅度大小，又要考慮懸架的變形對震動所產(chǎn)生的影響，然后將原先整理好的子系統(tǒng)模板經(jīng)過恰當(dāng)?shù)姆绞浇M裝起來，連接成整個的車型。模板(包括前懸架、后懸架、轉(zhuǎn)向系、前輪胎、后輪胎等)將其經(jīng)過轉(zhuǎn)換變?yōu)樽酉到y(tǒng)(前懸架系統(tǒng)、后懸架系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、前輪胎系統(tǒng)、車身系統(tǒng)等)，再經(jīng)過信號交換器即可成為整車模型。

五、結(jié)語

了解了車輛懸掛減震系統(tǒng)的功能、應(yīng)用以及減震器的設(shè)計，就可以根據(jù)車輛懸掛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點和非線性阻尼減震特點來建立一個模擬仿真模型，通過模擬仿真模型得到分線短的曲線，可以將實際車輛行駛在道路上記錄并且畫出相應(yīng)曲線，將這兩條曲線進行對比，如果符合度高則該設(shè)計合理，可以進行實際的阻尼設(shè)計。要想使設(shè)計出的車輛懸架得到最佳的阻尼搭配，必須使減震器模擬仿真曲線和最佳阻尼的要求相符合，只有這樣才能使設(shè)計更加準確、可靠。

［1］蔡萌，顧亮．車輛懸架減震優(yōu)化設(shè)計方法仿真［J］．計算機仿真，2014，11

［2］趙銀．新型結(jié)構(gòu)磁流變減震器的設(shè)計與仿真研究［D］．湘潭大學(xué)，2011

［3］牟鳳平．摩托車后減震器阻尼特性數(shù)學(xué)模型的建立及其測試平臺搭建［D］．江蘇科技大學(xué)，2012

［4］朱鵬程，張冰蔚，劉愛紅．摩托車減震器動態(tài)復(fù)原阻尼特性測控系統(tǒng)設(shè)計［J］．測控技術(shù)，2011，4