驾驶室减振装置结构设计(2)
1.1 题目来源及设计意义
作为轿车悬架系统的重要组成部件,减振器的主要作用是利用内部组件的阻尼力来衰减车辆在运动中产生的冲击振动，其性能的优劣直接影响到轿车运行的稳定性和平顺性。如图1.1所示为轿车减振器安装实物图，减振器安装在车体与车轮之间，它通过内部的阻尼运动衰减轿车振动过车各种中产生的能量，以减小车体振动的振幅和次数，从而延长弹性元件的使用寿命以及提高轿车舒适性。随着人们对汽车性能如舒适性和安全性等的要求越来越高，减振器的重要性也愈加凸显出来，因而研发出结构和性能满足更高要求的减振器，已成为汽车工业亟需解决的问题之一。
图1.1 轿车减振器安装实物图
轿车实际外部运行环境决定了减振器的要求。在不同的地区，因天气情况、道路状况等方面的差异，单一类型的减振器的适用性受到一定程度的限制。因而，本设计在充分分析现有减振器结构和性能的基础上，结合我国大多数城市道路的实际情况，提出了一种双筒式液压减振器设计方案。
1.2 减振器的发展历程和现状
1.2.1 减振器发展历程
迄今为止，汽车减振器经历了弹簧式减振器、液压式减振器和充气式减振器发展阶段。
最早的汽车减振系统以弹簧为主要结构，即将汽车悬架系统安装在于弹簧上，同时与一个摩擦阻尼器件相连接。紧接着又有其它类型的弹簧减振器相继出现，如加布里埃尔减振器、平衡弹簧式减振器、空气弹簧减振器等。弹簧减振器优点是稳定可靠，但由于弹簧不能吸收振动能量，且容易产生共振。
后来，液压减振器开始出现并得到广泛应用。它的本工作原理是，活塞在缸筒内上下移动，将一个内腔中的油液压入另一个内腔，利用油液与内腔产生的摩擦以及油液分组自身的摩擦产生的阻尼力实现减振的目的。双筒式液压减振器质量轻、使用寿命长、成本低，但在高速情况下容易产生充油不及时的问题，引起工作特性畸变。
为克服筒式液压减振器的缺点，20世纪50年代充气式减振器应运而生，其工作原理是，浮动活塞在缸筒运动，使缸筒成为充有高压氮气的密闭气室，并用大断面密封圈隔离油气，汽车的振动使活塞往复运动，并在活塞的上下腔之间产生压差，使压力油不断打开压缩阀和伸张阀而来回流动。充气式减振器可以有效降低噪音，保证活塞高速运动时的阻尼特性。由于减振支柱属于双筒结构，它除具有阻尼减振的功能外，还起到与控制臂一起对车轮进行导向的作用。
1.2.2 减振器国内外研究现状
目前，汽车减振器处于充气式减振器、可调减振器及自适应减振器发展阶段。国外发达国家已经研制出的自适应式液压减振器，它根据轿车振动频率与振幅的大小多级调节与匹配阻尼，因而能够适应不同的行驶要求与路面条件。如今的液压减振器已建立在广泛的标准化上，且其CAD 设计制造技术已经比较成熟，但它的无级调整阻尼机构、高频激振阻尼的自动控制及减振器温度特性还不完善，这也是今后汽车减振器的一个发展方向。
就目前国内外减振器的使用率来说，普通的液压减振器仍占主导地位。虽然我国汽车减振器发展时间短，起点低，但到目前为止，我国已经可以生产性能较好的独立悬挂减振器，且被部分国外汽车生产商所使用。不过，我国汽车减振器制造技术和研发水平与国外还有不小的差距，因而国内许多汽车生产厂家仍是依赖于进口减振器，尤其是中高档轿车。因此，我国汽车工业还需在提高汽车减振器研发水平和制造工艺上做更多的工作。