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[分享] 汽车底盘调校中的减振器调校

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发表于 2016-9-7 17:42:48 | 显示全部楼层 |阅读模式
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近年来,随着国内汽车自主研发浪潮的兴起,很多厂商纷纷开始了底盘调校的尝试,因为底盘的组件较多,生产品组装与设计部件累积公差造成误差,所以必须进行调校。需要调校的部件包括前后稳定杆的直径大小、前后弹簧刚度、减振器阻尼及各处衬套的刚度等。而减振器调校在底盘调校中至关重要,不仅直接影响乘坐舒适性,而且影响车辆的操纵稳定性。

汽车的操纵稳定性与舒适性是两个对立的统一体,随着汽车操纵性能的提高,一般都会带来舒适性的下降,如何在这两者之间找出一个平衡点,是汽车底盘设计的关键。底盘调校正是通过对硬点、弹簧刚度、稳定杆刚度、减振器阻尼、衬套和转向系统等性能进行优化匹配,使操控性和舒适性得到相对最佳的分配,最大限度地满足设计要求。如今,底盘调校的方法已从理论计算、实车评价,发展成虚拟仿真与K&C试验相结合、主观评价与客观评价相统一的局面,各种性能都和竞争车的性能相符合时,目标车的各项与底盘相关的整车性能才能达到或接近竞争车。

减振器的作用是快速衰减由路面的冲击引起的车身和车轮间的振动,保证车轮的抓地力,以保证汽车行驶的操控性能和舒适性。新车型减振器的确定一般是根据整车参数计算,结合竞争车型减振器性能测试,确定初步方案,最终方案是底盘调校时与底盘其他零部件同时进行,采用可调式减振器,根据底盘性能目标按不同方案反复装车驾驶评价后确定。现在国内减振器的生产技术已相对成熟,只要确定减振器的性能曲线,一般专业减振器厂家都能满足设计制造要求。

底盘调校涉及的零部件很多,手段及方法很系统、复杂,在此仅就减振器的调校方法及过程进行简要说明。

减振器调校的重要性

汽车实际使用工况是多种多样的,如通过较高的减速路障时,悬架先受到水平冲击再承受纵向冲击,过坑时则主要承受纵向冲击,同时,高速和低速时所受的冲击又各不相同,这就要求减振器在各速率下的阻尼力都要合适。载货汽车甚至一般客车对操控性和舒适性要求并不是很高,对减振器的要求主要是通过理论计算、参考同类车型参数以及简单的试验就可以确定,但对于轿车或SUV,在满足操控性的同时对舒适性也有较高要求,而且为了追求驾驶乐趣,可能经常会遇到高速转弯、紧急避让等动作,对于这种对操控性和舒适性要求都较高的车型来说,减振器的调校就显得尤为重要了。

减振器调校方法及过程

减振器内部结构相对简单,主要由压缩阀座、压缩节流阀片、活塞阀、活塞杆、复原阀片、工作缸和油封等组成。阻尼力的形成即是液体流过活塞孔时顶开阀片的力。其中,节流阀片开口大小主要影响低速下的阻尼力(0.2 m/s以下),复原阀片刚度主要影响中速时的阻尼力(0.2~0.6 m/s),而活塞孔主要影响高速的阻尼力(0.6 m/s以上),所以阀片的规格和数量以及活塞孔是影响阻尼力的关键因素。为了能最真实地反应调校结果,每个阀片的规格公差都应严格控制,由于各阀片的组合是多种多样的,每一种组合都能得到不同的性能曲线,要得到最后所需要的性能,需经过反复测试再反复改进,所以减振器的调校在底盘调校过程中是相当复杂的。

在进行实车调校时,由于所需减振器的方案很多,如果按每种方案做一套减振器的话,将会造成巨大浪费,因此调校减振器时,必须先准备好相应的设备,一般为减振器调校服务车,包括性能试验台和可调式减振器等,当然,还需要能反应出不同效果的试验路面。筒体和上盖通过螺纹连接,可以方便地拆卸,同时通过试验台可以及时得到不同组合的性能曲线,进行装车测试直至得到满意的结果。

下面以某SUV车型(GS-2)双向作用筒式液压减振器调校为例说明(见图)。

首先以根据整车参数理论计算出的减振器阻尼力值为基准,做A、B、C、D共4套不同阻尼力的减振器,各套减振器的阻尼力最好相差较大,使驾驶员能明显感觉到各套方案的性能差异,由于该车型调校方向选择偏舒适性为主(操控性对舒适性约为4:6),通过对操控性和舒适性的驾驶评价,确定B为基本方案(图中绿色曲线)。

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确定基本方案后再将减振器尽量调“软”,即减小阻尼力,因为在这时,需进行弹簧和稳定杆等基本悬架系统的调校。在此过程中,汽车大部分时间为瞬态,若此时减振器阻尼力较大,则很难感知弹簧和稳定杆等部件的性能特性,因此,需先把减振器的阻尼力降低,从而确定弹簧和稳发定杆等部件。待其他零部件状态完全确定后再进行减振器性能的最终调校,该过程是减振器调校的主要阶段,通过对不同路面的振动感觉,记录每次的驾驶评价,对每次驾驶评价进行分析从而得出下一轮调校方向,经过反复组合,直到达到理想的效果。该车型共经过110次调校,底盘各项性能均超过竞争车型。图为调校过程中其中一次的前减振器性能测试数据。

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结束语

减振器的调校在底盘调校中是非常重要,然而,汽车是个多系统的统一体,要充分发挥出减振器的调校效果,同样需要弹簧以及其他底盘零部件的合理选择,只有各系统都匹配合理才能表现出好的性能,这也是底盘调校所要达到的最终目的。
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