汽車減震器的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)

王恩慧

摘 ?要：汽車減震器的發(fā)展歷程體現(xiàn)出了汽車工業(yè)發(fā)展的大致脈絡(luò)。汽車減震器是車輛最為重要的結(jié)構(gòu)之一，通過阻尼運(yùn)動(dòng)衰減振動(dòng)產(chǎn)生的能量來緩解汽車在行進(jìn)過程中產(chǎn)生的震動(dòng)，進(jìn)而提高安全性。同時(shí)汽車減震器還可以提供較高的舒適性。駕駛者對(duì)于車輛的舒適性、穩(wěn)定性、操縱性的要求越來越高，這就意味著汽車減震器需要不斷進(jìn)行更新和發(fā)展，進(jìn)而提高其技術(shù)水平。

關(guān)鍵詞：汽車減震器 ?現(xiàn)狀 ?發(fā)展趨勢(shì) ?有效策略

中圖分類號(hào)：U463.335.1 ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791（2021）04（c）-0078-03

The Present Situation and Development Trend of Automobile Shock Absorber

WANG Enhui

（68003 Unit， Zhangye， Gansu ?Province， 734000 ?China）

Abstract： The development of automobile shock absorber reflects the general development of automobile industry. Automobile shock absorber is one of the most important structures of vehicles. It can reduce the vibration of the vehicle in the process of moving by damping the energy generated by vibration， and then improve the safety. At the same time， automobile shock absorber can also provide high comfort. Drivers have higher and higher requirements for comfort， stability and handling of vehicles， which means that automotive shock absorbers need to be constantly updated and developed， so as to improve their technical level.

Key Words： Automobile shock absorber;Present situation;Development trend;Effective strategy

國內(nèi)外汽車減震器研發(fā)情況各不相同，走上了極富特色的研發(fā)之路。國企原來是在中高級(jí)轎車上大量采用進(jìn)口減震器，現(xiàn)階段則更多的是借鑒國外先進(jìn)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來進(jìn)行富有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的減振器的設(shè)計(jì)活動(dòng)和工業(yè)應(yīng)用活動(dòng)，取得了積極進(jìn)展。針對(duì)汽車減震器的發(fā)展現(xiàn)狀和歷程進(jìn)行實(shí)踐探究就顯得尤為重要。

1 ?汽車減震器的發(fā)展歷程以及主要產(chǎn)品

1.1 彈簧減震器

最為原始的汽車減震器便是彈簧減震器。最早的汽車減震系統(tǒng)便是由一個(gè)個(gè)彈簧來組成的，以彈簧作為主要的結(jié)構(gòu)彈簧，減震器更加穩(wěn)定和可靠。同時(shí)可重復(fù)使用，壽命相對(duì)較長(zhǎng)。但是彈簧減震器也有一個(gè)明顯的缺點(diǎn)，就是不能夠及時(shí)地吸收振動(dòng)能量，并且容易產(chǎn)生共振現(xiàn)象[1]。

1.2 液壓減震器

最早的液壓減震器出現(xiàn)于1908年。油液流經(jīng)橡膠制成的中空節(jié)流通道產(chǎn)生一定的阻尼，可以讓振動(dòng)衰減。20世紀(jì)30年代，具有穩(wěn)定可靠等特征的搖臂式的減震器出現(xiàn)，但是其活塞可能會(huì)由于溫度變化或者磨損等原因而受到損害，進(jìn)而影響減震效果。搖臂式減震器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大。液壓式減震器的型號(hào)眾多，并且在實(shí)際推廣和應(yīng)用研究的過程中也產(chǎn)生了更加豐富的應(yīng)用種類。

1.3 筒式液壓減震器

筒式液壓減震器是對(duì)于搖臂式減震器以及傳統(tǒng)的液壓減震器的改進(jìn)，其工作原理為活塞在缸筒內(nèi)移動(dòng)時(shí)會(huì)將內(nèi)腔中的油液流入另一個(gè)內(nèi)腔油液和內(nèi)腔產(chǎn)生摩擦。這會(huì)產(chǎn)生阻尼力，并且油液分組自身也會(huì)有摩擦，也會(huì)產(chǎn)生阻尼力，從而共同達(dá)到減震的效果[2]。筒式液壓減震器中最為常見的便是雙筒式液壓減震器，其質(zhì)量較輕，同時(shí)壽命較長(zhǎng)，制造成本相對(duì)較低。但是其也有明顯的缺點(diǎn)，就是在高速運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下可能會(huì)產(chǎn)生充油不及時(shí)的現(xiàn)象，對(duì)于工作環(huán)境而言會(huì)產(chǎn)生變化，還會(huì)形成較大的噪聲或者沖擊，不但不能起到減震的效果，反而會(huì)加劇震動(dòng)，對(duì)車輛本身造成損害。

1.4 充氣式液壓減震器

傳統(tǒng)的筒式液壓減震器存在著明顯的缺點(diǎn)，如充油不及時(shí)，減振效果就會(huì)發(fā)生畸變。在20世紀(jì)50年代中期充氣式液壓減震器應(yīng)運(yùn)而生。充氣式液壓減震器的鋼筒下部安裝一個(gè)浮動(dòng)的活塞，可以使之成為充有高壓氮?dú)獾拿荛]氣室，再配備以大斷面O型密封圈來隔離油氣[3]。此時(shí)汽車震動(dòng)可以使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，在活塞的上下腔都產(chǎn)生油壓差壓力，由推開壓縮閥和伸張閥而來回流動(dòng)，依靠壓力油產(chǎn)生較大的阻尼，從而達(dá)到減震的效果。

2 ?國內(nèi)外汽車減震器發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國外汽車減震器發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段國外的液壓減震器的發(fā)展還相對(duì)較為先進(jìn)，正處于充氣式減振器、可調(diào)減振器、自適應(yīng)減振器的發(fā)展階段。以載荷感應(yīng)式和位置依存式的充氣式減震器以及可調(diào)節(jié)減振器為主，電流變減震器和電磁流變減震器這些自適應(yīng)減震器也有較好的應(yīng)用。國外的研究者們更加突出節(jié)能、降耗、提速等特征。而傳統(tǒng)的減震器也有一定的市場(chǎng)和空間，雙筒液壓減震器由于發(fā)展時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，技術(shù)相對(duì)成熟，因而市場(chǎng)的占有率相對(duì)較高。部分新型的可調(diào)減震器也處在積極的研發(fā)和市場(chǎng)應(yīng)用階段，日本、德國以及韓國等國家的車企都在進(jìn)行積極開發(fā)。例如：豐田、本田、日產(chǎn)、福特、通用、沃爾沃、戴姆勒等汽車生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)在其商品車輛上進(jìn)行應(yīng)用。這些著名的車企都組建了規(guī)模較為龐大的汽車結(jié)構(gòu)研究技術(shù)隊(duì)伍，并且重點(diǎn)針對(duì)相應(yīng)的保障工作進(jìn)行實(shí)踐探究[4]。完善的研發(fā)體系、成熟的推廣應(yīng)用體系，以及及時(shí)的反饋體系，都是國外在進(jìn)行汽車減震器研發(fā)過程中所形成的寶貴經(jīng)驗(yàn)，需要為國內(nèi)的相關(guān)企業(yè)所借鑒同時(shí)并加以運(yùn)用。

2.2 國內(nèi)汽車減震器發(fā)展現(xiàn)狀

中國國內(nèi)的汽車工業(yè)的起步相對(duì)較晚。技術(shù)更新?lián)Q代和應(yīng)用的頻率可能相對(duì)較快。但是汽車減震器在我國的發(fā)展時(shí)間相對(duì)較短?，F(xiàn)階段，很多車企在汽車上所安裝的減震器技術(shù)水平相對(duì)較低，甚至相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家20世紀(jì)90年代的技術(shù)水平，自身的技術(shù)積累相對(duì)不足。很多中高檔轎車所采用的減震器是進(jìn)口的減震器，國內(nèi)汽車生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的國產(chǎn)汽車使用的仍然是普通雙筒液壓減震器。提高汽車減震器研發(fā)和應(yīng)用水平已經(jīng)成為中國汽車懸架系統(tǒng)中迫切需要解決的問題。

近年來，中國的汽車減震器的研發(fā)水平在逐漸提高。在零部件的工藝標(biāo)準(zhǔn)以及整體的配裝活動(dòng)中都有許多突破性的進(jìn)展，國家和企業(yè)制定了減震器以行業(yè)制造標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)在CKD方面取得了極大的進(jìn)展。汽車減震器配套的零部件生產(chǎn)廠家的數(shù)量在逐漸增多，同時(shí)上下游供應(yīng)鏈整合水平也在逐漸提高，這意味著配套設(shè)施不斷完善，形成了汽車減震器制造專用設(shè)備的生產(chǎn)廠家。中國具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)并且獨(dú)立生產(chǎn)的獨(dú)立懸掛減震器，并已經(jīng)被國外的部分汽車廠商所采用，且自產(chǎn)的汽車減震器已經(jīng)在汽車行業(yè)中取得了一定的應(yīng)用成果，在減震器的理論研究和實(shí)踐研究的基礎(chǔ)上，也取得了一些建設(shè)性的成就。

3 ?汽車減震器的發(fā)展趨勢(shì)

汽車減震器在發(fā)展的過程中，需要根據(jù)市場(chǎng)條件技術(shù)積累理論發(fā)展的實(shí)際情況來發(fā)展規(guī)劃，制訂相應(yīng)的綱要計(jì)劃，才能進(jìn)一步提高發(fā)展水平和效率，市場(chǎng)對(duì)于汽車減震器的要求在逐漸細(xì)化和嚴(yán)格。針對(duì)汽車減震器的研究活動(dòng)需要不斷地調(diào)整研發(fā)的方向，側(cè)重于具體的研發(fā)重點(diǎn)來開展技術(shù)攻關(guān)和實(shí)踐運(yùn)用等，向新型減震器的研發(fā)方向來進(jìn)行發(fā)展。同時(shí)彰顯出信息化、智能化、高效化等特征[5]。將信息技術(shù)、傳感器技術(shù)以及AI技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)進(jìn)行更加深入的實(shí)踐運(yùn)用。著作學(xué)科交叉，產(chǎn)業(yè)融合，切實(shí)提高汽車減震器研發(fā)的體系化、工業(yè)化的程度。

3.1 對(duì)自適應(yīng)可調(diào)減震器進(jìn)行實(shí)踐研究和應(yīng)用

汽車減震器發(fā)展趨勢(shì)之一便是自適應(yīng)可調(diào)減震器，該可調(diào)減震器主要由傳感器、控制器以及執(zhí)行機(jī)關(guān)這3個(gè)部分組成。該減震器所產(chǎn)生的阻尼可以實(shí)現(xiàn)更加高效的分級(jí)調(diào)節(jié)活動(dòng)，同時(shí)還能夠進(jìn)行連續(xù)調(diào)節(jié)。自適應(yīng)可調(diào)減震器所產(chǎn)生的阻尼可以進(jìn)行更加高效的利用。減震器的可調(diào)節(jié)特征可以通過來調(diào)節(jié)阻尼特性，由電控執(zhí)行器實(shí)現(xiàn)，或者是通過電控執(zhí)行器調(diào)節(jié)改變節(jié)流閥流通面積來實(shí)現(xiàn)。最關(guān)鍵要素是根據(jù)汽車震動(dòng)的實(shí)際情況來對(duì)阻尼進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，從而達(dá)到最佳的減震效果，提高減震效率。該型減震器雖然已經(jīng)進(jìn)行了市場(chǎng)的應(yīng)用，但是技術(shù)積累還在進(jìn)行之中，技術(shù)不夠完善，針對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的研究工作仍然在持續(xù)進(jìn)行中。因此，在汽車減震器發(fā)展的過程中將會(huì)針對(duì)該型減震器進(jìn)行更多的技術(shù)攻關(guān)和實(shí)踐研究工作，從而提高研發(fā)的效率，為市場(chǎng)提供種類更加豐富的新型減震器。

3.2 針對(duì)復(fù)合型減震器進(jìn)行研究和運(yùn)用

普通的液壓減震器或其他的減震器存在各種各樣的優(yōu)點(diǎn)或缺點(diǎn)，如果可以對(duì)于已有的減震器進(jìn)行融合式的研究，使其形成復(fù)合型減震器，相信可以趨利避害，提高減震器的工作效率，使其性能更加優(yōu)異，同時(shí)使用壽命更長(zhǎng)。復(fù)合型減震器的研究是普通雙筒液壓減震器發(fā)展的必然結(jié)果，復(fù)合型減震器融合了普通液壓減震器的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也克服了其缺點(diǎn)，將多種類的減震器技術(shù)進(jìn)行交叉運(yùn)用，從而形成復(fù)合型減震器是未來汽車減震器發(fā)展的大致趨勢(shì)。充氣式雙桶液壓減震器技能提高普通液壓減震器的外部特性，同時(shí)也能極大地提高減震器的連接速度。目前正在研發(fā)的充氣式雙筒液壓減震器正是其中的集大成者，其噪音會(huì)更小，降噪性會(huì)更加明顯，同時(shí)靜摩擦力也會(huì)更小，在某種程度上也會(huì)提高汽車減震器的穩(wěn)定性。相信在接下來的實(shí)踐研究的過程中復(fù)合型減震器會(huì)取得更積極的研究進(jìn)展。

3.3 借助新型原理設(shè)計(jì)新型減震器

針對(duì)汽車減震器的理論研究活動(dòng)正在持續(xù)推進(jìn)，可以借助電磁原理來設(shè)計(jì)相應(yīng)的新型減震器。電磁流變液體以及電磁流變彈性技術(shù)的蓬勃發(fā)展使得電磁流變的理論研究工作更加深入，電磁流變?cè)诶碚撋峡梢匀我饪刂谱枘岽笮?。一?jīng)運(yùn)用相信可以取得廣闊的應(yīng)用前景。但是相關(guān)的理論研究工作也有一定的漏洞亟待補(bǔ)充，理論研究并不夠深入，和汽車減震器生產(chǎn)實(shí)踐的要求存在相當(dāng)大的距離，但是電磁流變減震器的研究工作仍然需要持續(xù)進(jìn)行。在此基礎(chǔ)上完善理論框架，并且開展更多的實(shí)踐探索活動(dòng)。這會(huì)使得汽車減震器的研究工作帶來翻天覆地的變化，使得汽車減震器的精度更高，性能更加優(yōu)良，同時(shí)可以保障汽車行駛安全和駕駛乘座人員安全，提高整體的穩(wěn)定性、安全性、可操作性[6]。

3.4 注重傳感器的應(yīng)用和優(yōu)化提高減震器研發(fā)水平

在進(jìn)行汽車減震器研發(fā)的過程中，需要運(yùn)用到大量的傳感器來測(cè)量溫度、壓力、流量、位置、氣體濃度，以及具體的光亮度、干濕度、距離、速度等。汽車傳感器是汽車電子控制系統(tǒng)的信息源，這也是各個(gè)領(lǐng)域研究的核心內(nèi)容。汽車減震器上所安裝的傳感器的數(shù)量不同，最少有幾只，最多可能有數(shù)十只，應(yīng)注重傳感器微型化、多功能化、集成化、智能化研究工作，進(jìn)而為減震器的研究提速。汽車減震器的敏感度和減震效果的提高離不開具體材料的支持，新型敏感材料的加速研發(fā)，微電子、光電子、生物化學(xué)信息處理等學(xué)科的發(fā)展都可以為汽車減震器的發(fā)展按提供有益的借鑒和幫助。有望研究出一批更加新穎、更加先進(jìn)的傳感器，如診斷傳感器、智能傳感器、模糊傳感器、焦平面陣列紅外探測(cè)器。這些傳感器安裝在新型汽車減震器的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)，可以進(jìn)一步提高汽車檢測(cè)器的工作效率和敏感度。在某種程度上可以大幅縮短汽車減震器更新?lián)Q代的周期，同時(shí)還能最大限度地減小汽車減震器的體積以及成本。

3.5 注重技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化提高發(fā)展效能

科技是沒有國界的，不同國家汽車減震器相關(guān)的研究技術(shù)可以做到互相借鑒、互相參考。在接下來的研究的過程中，汽車減震器的技術(shù)交流活動(dòng)將會(huì)大大加強(qiáng)，但是與之對(duì)應(yīng)而來的問題也需要積極地進(jìn)行解決，首先便是技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的問題。各國和國際聯(lián)盟的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同，比如日本、歐盟、美國等國家或國際聯(lián)盟。他們內(nèi)部的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)各不相同，在進(jìn)行技術(shù)研究和科技攻關(guān)的過程中產(chǎn)生了一些問題。這需要進(jìn)行很好的銜接，制定國際化的標(biāo)準(zhǔn)，并且對(duì)于現(xiàn)階段的標(biāo)準(zhǔn)和體系進(jìn)行不斷的優(yōu)化，才能提高汽車減震器發(fā)展的效率和水平。因此，對(duì)于具體的指數(shù)和相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行優(yōu)化，如補(bǔ)償閥、彈簧片、壓縮閥、流通閥限位座、上下吊環(huán)等。設(shè)定具體的數(shù)值和標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)研發(fā)可以進(jìn)一步提高整體的效能。

4 ?結(jié)語

總之，針對(duì)汽車減震器的運(yùn)動(dòng)仿真應(yīng)用分析功能研究以及具體的市場(chǎng)環(huán)境進(jìn)行實(shí)踐研究可以進(jìn)一步提高研究活動(dòng)的針對(duì)性。進(jìn)行汽車減震器發(fā)展研究的最終目的是提高汽車的安全性、穩(wěn)定性，在追求可操作性和舒適性的過程中要尤其重視安全問題。在接下來的實(shí)踐研究的過程中，應(yīng)重點(diǎn)提高汽車減震器的精度、性能以及壽命等特征。相信伴隨著時(shí)間的推移，會(huì)有越來越多的新型理念付諸于實(shí)踐，在運(yùn)用階段不斷地提高汽車減震器的研發(fā)效率和研發(fā)水平，使得相關(guān)行業(yè)的蓬勃發(fā)展。

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