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减震系统究竟是如何工作的,避震效果靠什么

时间:2021-07-12 15:35  

  在每一辆机动车上,不管是小汽车还是摩托车,避震器是少不了的器件。之前的几篇科普文中,我们分几篇文章,介绍了车子的悬架系统,但是依然还是有很多车友会特别详细的询问关于车子避震系统的问题。所以,我们从今天开始就在此分几篇文章,给各位车友们详细的科普一下车子避震器的相关力量知识。今天我们首先来从宏观的层面了解一下车子的避震器究竟是如何做到给车子避震的?

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  减震系统究竟是如何工作的,避震效果靠什么

  现如今车子能够平稳地在路上行驶,除了要具有良好的车身结构之外,避震器更是扮演了至关重要的角色。其实避震器的概念早在几百年前,人们已经开始研究并且投入使用了,但是早期的避震器,其实结构非常简单,并没有现如今的成熟避震器系统的概念,而是仅仅有一根弹簧(或者是一根类似弹簧的弹性梁结构)来提高乘坐的舒适性和耐用度。

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  在回归到现代的车子上面,在传统的弹簧和避震筒的组合设计上,弹簧依旧扮演了支撑车身和吸收不平坦路面对轮胎造成的冲击,也包括车子在加减速、刹车、转弯对弹簧的施压力。简单来说,弹簧在物理学上叫做先储存冲击力的能量,当车子快回到水平姿态时,再释放能量使车子回到正确轨道。弹簧的变形量是根据物理学的F=KX而定,其中F是受力,K是材料弹性系数,X为变形量。举例来说,假设弹簧的K值是固定的,受力50KG时造成20mm的压缩,之后每增加50KG的压力就会增加20mm的形变量,有公式就能看出,对于弹簧施力越大,就得被压缩更多来保持轮胎跟地面的接触,维持车子的循迹性。但是由于弹簧的形变量有限,所以弹簧的行程,受力的范围也仅限于此。

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  当车子过弯是弹簧被压缩到“触底”的情况,压力就会传到胎面,胎面也超出极限后就会丧失循迹性,所以弹簧的软硬度和行程长短都非常重要,以避免触底的情况发生。弹簧在吸震的过程中不断地回弹,使车身会产生弹跳,这对于车子行驶的温度性影响极大,因此我们就需要避震筒来限制弹簧的跳动,增加避震器整体的刚性,避震筒的阻尼就是这里面的最关键因素。

  一般避震筒内含有粘度极高的油液,这些油液就是液压油,当弹簧伸缩时会连带避震筒内的活塞推挤液压油,让油通过小孔的阀门时产生的阻力,这阻力就能产生阻尼,当避震筒以慢速伸缩,阻力值来自机构的摩擦力,液压油几乎没有阻尼力的产生。开始当弹跳速度变大时,阻尼力就会呈2倍数增加。此外,阀门孔径的大小和液压油的粘度都能改变阻尼力,一般较硬的避震器,液压油很难通过较小的孔径而产生较大阻尼力,弹簧就不容易被伸缩,来增加轮胎循迹性,但是却降低了行车的舒适性。

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  避震桶会将冲击力转换成热能,这些热能会使液压油升温,加热到一定温度后会开始变稀,导致通过阀门孔径的阻力变小,这就是避震器的热衰减。为了避免这种现象,看加大避震筒的阻尼油空间以提高油量,或者改成倒叉式的避震筒,让阻尼油空间原理刹车系统来减少热传递。

  阻尼力又会分成“压缩”和“回弹”两个不同的行程,压缩阻尼能够抑制弹簧吸震的速度,而回弹阻尼则在弹簧受路面冲击后,减缓轮胎再压回路面的反弹力,以保持行车的平稳度,若压缩阻尼太大则会影响乘坐舒适性,所以一般道路版避震器的压缩阻力远远小于回弹阻力,无论软硬的差距,避震筒只能允许弹簧每次被冲击时回弹一次,然后回到基准点,这也就是避震器存在的真实价值所在。

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  好了,今天的科普文我们从宏观的角度来总体分享了避震器的弹簧和避震筒的功能和作用,并且让车友们了解了阻尼力的作用,下面的几篇文章中,我们将会再次细分,来详细科普弹簧、避震筒结构、阻尼软硬的调校等等,这些都是车友们询问比较多的,希望能够帮车友们解惑。


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