1、 镇 江 高 专 ZHENJIANG COLLEGE 毕 业 设 计 (论 文 ) 汽车行驶系常见减振器的结构与故障分析 The car traveling common damper structure and failure analysis 系 名： 机械工程系 专业班级： 汽车 101 学生姓名： 学 号： 100105111 指导教师姓名： 指导教师职称： 高级工程师 2012 年 12 月 20 日 1 目 录 第一章 减振器概述 1.1减振器工作的基本原理 .4 1.2现代减振器的分类 .4 1.3最常见的液压减震器 .5 第二章汽车行驶系常见减振器的构造 2.1 常见减振器的作
2、用与分类 .6 2.2 常见减振器的工作原理与结构分析 .6 2.3 双向作用筒式减振器的结构与工作原理 .7 2.4 常见减振器性能分析 .9 第三章汽车行驶系常见减振器的故障分析 3.1 常见减振器故障的现象 .10 3.2 常见减振器故障的判定方法 .10 3.3 常见减振器故障的维修方法 .11 3.4 双向作用筒式减振器故障的分析 .12 第四章 汽车行驶系常见减振器维修案例分析 4.1 夏利轿车悬架系统的保养和维修 案例分析 .13 4.2东风日产逍客减振器异响 .15 结论 .16 致谢 .17 参考文献 .18 2 汽车行驶系常见减振器的结构与故障分析 专业班级：汽车 10 学
3、生姓名： 指导教师： 职称：高级工程师 摘要 现代汽车的悬架一般是由弹性组件、减震器和导向机构三部分组成。减振器是悬架系统中的重要部件之一，它影响着整车的舒适性、操作稳定性、安全性等重要性能。 汽车在行驶过程中， 悬架系统中由于弹性元件受冲击产生振动 。 为衰减振动，汽车悬架系统中采用 了 减振器 ，汽车通常采用的减振器为双向作用筒式 减振器，当车架 与车桥 间受振动出现相对运动时，减振器内的活塞上下移动，减振器腔内的油液便反复地从一个腔经过不同的孔隙流入另一个腔内 ，把机械能转化为热能从而起到了减震的效果。 论 文 首先介绍了常见减振器的功用、基本结构组成及工作原理以及常见减振器的性能分析。
4、论文的第三章介绍了 汽车行驶系中常见减振器的基本故障，怎样来排除故障的一些检测手段，详解了双向筒式减震器的故障分析。 论文的第四章详细讲解了常见 减振器维修案例 并分析产生这些故障的原因，介绍了 夏利轿车悬架系统的保养和维修 与 东风日产旗下的逍客经常出现减振器异响的案例分析。 关键词 ： 悬架 减震器 衰减振动 The car traveling common damper structure and failure analysis Abstract The modern automobile suspension Usually is composed of three parts of
5、 the elastic member, the damper, and guide means. The damper is one of the important components in the suspension system, it affects the vehicles comfort, operational stability, security and other important properties. Car suspension system in the process of moving 3 the elastic element under the im
6、pact vibration. Attenuation of vibration, the vehicle suspension system, damper, shock absorber of the car is usually used for double-acting shock absorber, by the vibration of the relative motion between the frame and axle, the shock absorbers the piston moves up and down the fluid of the damper ca
7、vity is repeated from one chamber flows through the different pore another cavity, the mechanical energy is converted into heat plays a damping effect. The paper first describes the common absorber function, performance analysis of the basic structure, composition and works as well as the common sho
8、ck absorbers. The second chapter describes the car running gear shock absorber failure and repair methods. Chapter explain in detail the common damper maintenance cases and analyze the reasons for these failures. Key words Suspension Shock absorber Attenuation of vibration 4 引 言 汽车行驶的路面不可能完全平坦的，路面作用
9、于车轮上的垂直反力往往是具有冲击性的，尤其在坏路面上高速行驶，这种冲击力将达到很大的数值。为了缓和冲击，在汽车行驶行驶中，除了采用弹性的充气轮胎之外，在悬架中还装有弹性组件，使车架和车桥之间作弹性联系。但弹性系统在受 在受到冲击后将产生振动。持续的振动使乘员感到不舒服和疲劳，因此悬架还应当减震作用，使振动迅速衰减。为此在许多结构形式的汽车悬架中都设有专门的减振器。 第一章减振器概述 1.1 减振器的基本原理 为加速车身振动的衰减，改善汽车行使平顺性，大多数轿车的悬架内都装有减震器。减震器和弹性元件是并联安装的。其中采用最广泛的是液力减震器，又称筒式液力减振器，现简称为筒式减振器。根据结构形式不
10、同，减振器分为摇臂式和筒式两种。而筒式减震器工作压力仅在 2.5 5MPa，但是它的工作性能稳定而在现代的汽车上得到广泛的应用。又可以 分为单筒式、双筒式和充气筒式三种。减震器的阻尼力越大，振动消除得越快，但却使并联的弹性元件的作用不能充分发挥；还可能导致连接件及车架损坏。通常为了保证伸张过程内产生的阻尼力比压缩行程内产生的阻尼力大得多，所以伸张阀弹簧刚度和预紧力比压缩阀大；在同样油压力作用下，伸张阀及相应的通常缝隙的同道截面积总和小于压缩阀及相应的通常缝隙的通常截面积总和。这样也保证了悬架在压缩行程内，减震器的阻尼力较小，以便充分利用弹性元件的弹性来缓和冲击；在伸张行程内，减震器的阻尼力应较
11、大，以求迅速减振。由于汽车行驶的路面状况不同，所 用的减震器要求也会有所不同。 1.2 现代减振器的分类 5 下面简单介绍几种比较先进的减震器： （ 1）磁悬浮式减震器。磁悬浮减震器的弹性介质是两块同极相对的高强度永久磁铁。两磁铁间的排斥力即为减震器的弹性力，它随着两磁铁间的距离减小而增大。它具有很好的非线性刚度特性，而且可根据负载自动调整弹簧刚度特性及车身高度，能进一步改善汽车的行驶平顺性；由于城市路况较好，路面对轿车车轮的冲击绝大数属于小位移激振，大位移激振较少。这就要求减震弹簧的小变形时较软，而大变形时较硬，具有非线性刚度特性。另外，由于汽车的负载在每次行驶 都不相同，车上的水平负载分布
12、不同，这会使车身高度，水平度发生变化。虽然现在有很多弹簧都能满足这些要求，但是磁悬浮减震器的技术要求比油气弹簧低，维护方便，耐用，这是油气弹簧所不及的。 （ 2）橡胶减震器。虽然说采用橡胶作为隔振、吸声和冲击的弹性元件，迄今至少已有五十多年的历史了，但是它的作用是得到肯定的。橡胶减震器所采用的弹性材料减震橡胶，属于高分子聚合材料，具有特殊的性能，由于软长的链状分子的排列结构，使得不需要很复杂的形状就能获得优良的弹性性能。在一定范围内，可以把橡胶减震器作为线性看。橡胶减震器是通 过橡胶物体的物理变形来吸收冲击振动的，技术上比较成熟。 （ 3）可调阻尼减震器。可调阻尼减震器可以分为有级可调阻尼减震
13、器和无极可调阻尼减震器，阻尼减震器有两种调节方法，一种是通过改变节流孔的大小调节阻尼，另一种是通过改变减震液的粘性调节阻尼。它们是根据汽车在路面上的行驶情况，对减震器的阻尼进行相对应的调节。 这种减震器技术要求高，舒适性强，平顺性好等优点。但是结构复杂，成本高，维修费用也高。 1.3 最常见的液压减震器 汽车悬架系统中广泛采用的液力减震器。液力减震器的作用原理是，当车架与车身作往复相对 运动时，减震器中的活塞在缸筒内也是往复运动，于是减震器壳体内的油液便反复地从一个内腔通过一些窄小的空隙流入另一内腔。此时，孔壁与油液间的摩擦及液体分子内摩擦便形成对振动的阻尼力，使车身和车架的振动能量转化为热能
14、，被油液和减震器壳体吸收，然后散到大气中。 减振器与弹性元件承担着缓冲击和减振的任务，阻尼力过大，将使悬架弹性变坏，甚至使减振器连接件损坏。因而要调节弹性元件和减振器这一矛盾。 6 (1) 在压缩行程（车桥和车架相互靠近），减振器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。这时，弹性元件起主要 作用。 (2) 在悬架伸张行程中（车桥和车架相互远离），减振器阻尼力应大，迅速减振。 (3) 当车桥（或车轮）与车桥间的相对速度过大时，要求减振器能自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受过大的冲击载荷。 在汽车悬架系统中广泛采用的是筒式减振器，且在压缩和伸张行程中均能起减振
15、作用叫双向作用式减振器，还有采用新式减振器，它包括充气式减振器和阻力可调式减振器。 第二章 汽车行驶系常见减振器的构造 2.1 常见减振器的作用与分类 现代汽车的悬架虽有不同结构形式，但一般都是由弹性组件 、减振器和导向机构三部分组成。 减振器是悬架系统中的重要部件之一， 减振器减振器的作用主要是用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡及来自路面的冲击。在经过不平路面时，虽然吸震弹簧可以过滤路面的震动，但弹簧自身还会有往复运动，而减震器就是用来抑制这种弹簧跳跃，减轻车身振动，确保良好的行驶平顺性，抑制车辆跳动，改善轮胎对地面的接地性，保证车辆的安全性。最终是机械能转化为热能从而起减震的效果。 减振器 如
16、果按作用原理分，可分为单向作用和双向作用式两种形式： a 单向作用减振器一般用于轻型摩托车上，仅在复原行程时产生阻尼力。 b 双向 作用减振器大量用于各类汽车减振器，复原压缩时均能产生抑制振动的阻尼力。在汽车悬架系统中广泛采用的是筒式减振器，且在压缩和伸张行程中均能起减振作用叫双向作用式减振器，还有采用新式减振器，它包括充气式减振器和阻力可调式减振器 2.2 常见减振器的工作原理与结构分析 汽车悬架系统中广泛采用液力减振器，其基本的工作原理是利用液体流动的摩擦阻力来消耗冲击振动的能量。当车架与车桥作往复相对运动时，减振器内的7 油液反复的从一个内腔通过一些窄小的空隙流入另一个内腔。此时，空隙与
17、油液间的摩擦以及油液分子间的内摩擦便形成了对车 架振动的阻尼力，从而使车架、车身的振动能量转化热能，并被油液和减振器壳所吸收，然后散发到大气中。 在汽车悬架中，减震器总是和弹簧配合使用，当我们压下车身的一角时，实际压缩的是弹簧，同时相应的摆臂摆转。当松开车身后，在弹簧力下车身要反弹，此时减震器对弹簧的反弹起到阻尼作用，即在反弹后趋于稳定。如果没有减震器，弹簧在反弹后会再次被压缩再反弹，表现为车身多次反弹后趋于稳定。所以说减震器是为汽车悬架的弹簧在反弹时起到阻尼减震的作用。下图为汽车悬架中减震器和弹簧组合安装图 图 1 汽车悬架中减震器和弹簧组合安装图 2.3双向作用筒式减振器的结构与工作原理
18、汽车 中最常见的减振器一般为双向作用筒式减振器，也就是在压缩和伸张两行程内均能起减振作用的减振器。图 2为双向作用筒式减振器结构示意图， 8 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 图 2 双向作用筒式减振器结构示 意图 下面介 绍双向作用筒式减振器压缩和伸张两行程时的工作原理，它是怎样起到减振作用的。 双向作用筒式减振器伸张行程：活塞杆作拉伸运动，活塞上腔的减振器油在油压的作用下，通过活塞上的阀孔及节流孔流向活塞下腔，同时由于活塞杆的伸出使工作缸内部增大了相应的容积，使活塞下腔产生一定的负压，从而使
19、贮油缸里的减振器油推开底阀（压缩阀）上的补偿阀进入工作缸以补偿由于活塞杆移出的空间；与此同时工作缸上腔有一少部分油液通过活塞杆与导向器之间的间隙泄漏到导向器与油封之间的腔内，在通过导向器上的泄流孔流入贮油缸 双筒式减振器压缩行程：活塞杆作压缩运动，活塞下腔的减振器油在油压的作用下，打开活塞上的流通阀流向活塞上腔，由于一般流通阀弹簧很软，因此，打开所需的力是很小的。因此可以认为此时活塞上下腔的压力是相同的；同时由于活塞杆的进入工作缸使减振器油通过压缩阀进入贮油缸，由于压缩阀的作用，此过程使活塞腔内产生一定油压；与此同时工作缸内有一少部分油液通过活塞与导向器之间的间隙泄漏到导向器与油封之间的腔内，
20、在通过导向器上的泄流孔流9 入贮油缸（见图 3）。图 3 压缩与伸张示意图 2.4 常见减振器性能分析 减振器的性能与很多因 素有关，在油液通道截面和等因素不变时，阻尼力随车架与车桥之间的相对运动速度增减，并与油液粘度有关。 减振器与弹性元件承担着缓冲击和减振的任务，阻尼力过大，将使悬架弹性变坏，甚至使减振器连接件损坏。因面要调节弹性元件和减振器这一矛盾。 (1)在压缩行程（车桥和车架相互靠近），减振器阻尼力较小，以便充分发挥弹性元件的弹性作用，缓和冲击。这时，弹性元件起主要作用。 (2)在悬架伸张行程中（车桥和车架相互远离），减振器阻尼力应大，迅速减振。 (3)当车桥（或车轮） 与车桥间的相对速度过大时，要求减振器能自动加大液流量，使阻尼力始终保持在一定限度之内，以避免承受过大的冲击载荷。 现在汽车广泛才用的是双向作用筒式减震器。下面就以双向作用筒式减震器为例作一下分析。双向作用筒式减震器在压缩行程时，指汽车车轮移近车身，减震器受压缩，此时减震器内活塞向下移动。活塞下腔室的容积减少，油压升高，
