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5.6.7减振器附件

5.6.7.1要求

减振器附件是用来将减振器顶部固定到车架，悬架副框架或者车身上，将减振器底部固定到桥壳本身或者悬架控制臂上。某些要求必须满足：

bull;免维护，制造成本低;

bull;角度的灵活性（以吸收固定点的变动），只有低反扭矩，从而避免使活塞杆弯曲应力;

bull;隔声（防止路面噪音的传输）;

bull;对阻尼力精确定义的灵活性–在橡胶部件的传动中任何不必要的损失都降低了阻尼精度和路面不平性。

图5.43 后桥减震曲线；1是标准版本、2是重型版本。

图5.44 最大的活塞速度V_D,max和反弹方向最大的力F₂和压缩方向最大的力F₁都被包含在车轮和车身阻尼的确定的简化形式中；两者都容易测量。在此图中，递减的阻尼（图5.27，底部）被忽略。

在车辆一侧必须保证上部和下部固定点在设计（正常行驶高度）位置（即，当车上有三个68kg的人时）上彼此对齐，只有这样才能避免受弯和车辆运行时减振器过早的磨损。

图5.45 吊环拥有35毫米到36毫米外径，一个内径10 0.15 mm 或12 0.15 mm 宽32mm的孔。允许的最大误差角是alpha;/2 = plusmn;15°，万向（圆锥形）角beta;/2 = plusmn;4° 。

5.6.7.2吊环

这些要求最适合用橡胶件。图5.47显示出了，在减振器的顶部和底部，这种类型的悬架最常用的是吊环，有时也被称为环接头。在乘用车中最常见的尺寸为32毫米宽，34毫米至36mm直径并拥有一个0.15毫米公差（图5.45）的10毫米或12 mm的固定孔。如果压缩在减振器上停止或如果弹簧力也集中在该安装件，40-60毫米宽接头可能是必要的（图5.29）。

这个接头本身包括一个在最外环里面用高径向预张力压入内管的橡胶衬套。橡胶部分在两侧有珠子作为当车子运行时阻止它滑出来的工具。尺寸大多采用与图中所示，允许扭曲角误差alpha;/2 = 15°和万向（圆锥形）误差beta;/2 = 4°. 更大的扭转角将增加在该活塞杆的弯曲力矩（图5.31和参考文献第5.2节）。

5.6.7.3销式连接

如果当车辆移动时，上部或下部悬挂系统所有平面以相同的角度移动，设计解决方案是使用一个销型接头（图5.46和5.40），这允许所有方向偏差达正负6°，包括两个橡胶缓冲器，一个在固定点之上，一个在固定点之下。这个缓冲器可以被分离或者加工成一片，称之为“旋钮缓冲器”。导销通常具有冷弯的10mm直径，和M10times;1螺纹。橡胶部分是通过碟形垫圈并（如在图中示出）使用自锁螺母或两个锁紧螺母预先张紧。垫圈下边缘和减振器的距离对实现功能来说非常重要，可使用松散隔离管来实现（通常为2毫米的壁厚，即14mm外径）或通过的装置的轧制式管中，如图5.31所示。

图5.46 在一个销型接头上，在橡胶部分的预压应该由隔离管保证。通常这具有2毫米的壁厚，14毫米的外径。为了避免在位置孔接触，上部缓冲器可以以垫圈为中心。一种自锁螺母经常用于将不同部分夹在一起（插图：萨克斯）。

从设计的角度来看，它必须保证即使是在它的最大压缩和扭曲状态下，销或隔板的边缘不接触到车身或轮轴;这将导致噪声且增加弯曲应力。如图5.46所示，在上部缓冲器，接触可通过使用一垫圈避免。外轴环是在向下转动。在下部缓冲的情况下，同样的效果是由硫化橡胶卡圈实现。固定点本身也可设计为“垫片”。

5.6.8 限位块和补充弹簧

任何最终停止的装置包括减振器和悬架支柱都将增加长度使汽车上需要更大的空间来安装。

5.6.8.1拉伸行程限位块

图5.43示出了最大颠簸力1.45KN在V_D，max= 0.52m/s，然而活塞的速度可以达到3m/s，这将导致更大的力，如果这些作用力不能够被减振器阀门吸收，拉伸行程限位块起作用（图5.9），对乘用车和轻型商业车辆，最经济的解决方案是在减振器中设置拉伸行程的弹性限位块或者在减振器上装上“液压制动” （见第参考文献[5]5.3和8.3.1）。

另一优点是，在顶部和底部减振器支架胶垫的轻微弹跳效果可以另外用于阻止车轮颠簸，所以一个相对平的且由橡胶，聚氨酯或氟化橡胶，聚酰胺或类似塑料制成的更容易制造的保险杠是足够使用的（图5.47和5.26），所有的这一切都需要适应这是槽变成活塞杆，且槽在静止的圆盘4上的套环被卷起或者被插入锁止垫圈。

在双管系统中，当活塞杆延伸时，缓冲器5与底部光滑的活塞杆导向器6接触（图5.47），或者在单管减振器中与保护密封组件的盘8接触（图5.32）。图5.48显示出了4-12毫米厚的缓冲器的形状及其弹跳曲线。

图5.47 萨克斯S27带限位块2的双管减振器与由活塞杆1承载导向，限位块5被卡在槽上的盘4所支撑。上部吊环和外部和保护管也标注了尺寸和公差。

弹性压缩停止的耐久性由所使用的形状和材料确定。它必须能承受40℃和 140℃之间的油的温度而不损害弹性，并且在突然的负载的情况下，不允许出现擦伤和裂隙。否则微粒可能进入阀门并导致阻尼失效或锁止。

由各自的车辆减振器制造商联合进行耐力测试，确保这种类型的损坏不会发生。出于这个原因，来保证车轮回弹行程被维持，其中缓冲器减振器被使用，

只有那些由制造商授权的可以安装。

这同样适用于弹簧减振器，正如一个组装单元，包含压缩停止和辅助弹簧，如图5.51。

图5.48 萨克斯的活塞直径为27与30mm的双管减振器的反弹停止曲线（S26和S30型）；这里显示的是外形形状和凸起行程为S₂的减振器的拉伸力F₂多达6千牛顿，高度L₂₀的位置：位置1，4毫米;位置2,9毫米;和位置3,12毫米。缓冲器伸缩高达18毫米高可以被使用。

5.6.8.2压缩行程限位块

限位块靠近车轮行程的末端起作用，并且被设计以限制凸块行程，而不会产生噪音。限制部分被装在保护管上端（图5.47），这代表一种低成本的解决方案，并且今天制造无困难，无论是从技术角度或使用寿命的角度。如第5.6.8.1解释的那样，减振器固定件被设计成这样的方式，它们可以传输相对大的力，通常当有额外的力挤压撞击块或者弹簧时，仅仅有一点必要去稍微加固一下。

在图5.47中所示的限位块2是附在活塞杆1上面，当车轮上下跳动时，它与周围的外管的盖接触并支承，在完全压缩时，它撑紧在钢制的外防护套管上，在一个不正确的形状或非防水橡胶或塑料混合物的情况下，灰尘可以进入活塞杆密封破坏其性能（图5.24）。其结果将是逸出油，伴随着（不总是耐油）保险杠的破坏和减震效果的降低。

图5.49显示出了不同长度的三种限位块的形状的渐进弹跳曲线，它们的形状在在图5.47的部分2中展示出来了。

5.6.8.3补充弹簧

平压式限位块勉强允许任何合理的形状弹跳曲线。减少影响或希望柔和的缓冲必须要安装聚氨酯弹性体做的的辅助弹簧或中空保险杠（图5.9和5.14）。图5.49包含在位置4有一个适用于双管减振器的44mm高的补充弹簧的弹跳曲线。图5.50展示了用于支撑减振器的设计，至于图5.51，这是由活塞杆承载，并且当它压缩时与盖或盘相接触。

图5.49 萨克斯S27,S30和S32双管减振器在减振器行程S₁达到最大力为F₁=7KN，构件1，2，3在自由状态下长度分别为l₁₂=8mm,15mm或23mm并且与图5.47部分2形状一样，补充弹簧（位置4）是44mm长。

图5.50 补充弹簧是Elastogram用Cellasto聚氨酯弹性体制成的，作为大众高尔夫（III，1996年）的后弹簧减振器使用。材料特性和形状使弹性曲线高度进步成为可能。在146mm总高度下，它可以被压缩110mm，并承受700千克的冲击载荷或者一个大于7千牛的力。

图5.51 用于大众高尔夫（III，1996年）上的萨克斯后弹簧减振器，包含螺旋弹簧1和限位块2在截面上可见。它被11mm粗的活塞杆承载并且在直径27mm的活塞的上方107mm处，这使得在完全延伸状态下的最小轴承跨度是足够的。止动环5是被装在活塞杆的凹槽里面的。

在上面固定的是一个销型接头，它通过没有大噪声的橡胶缓冲器传递弹簧力和冲击力到车身。这两个部分是由六角螺母8和9固定到一起，管10和衬套16和17保证一个精准的预压力达到，下垫圈11与一个金属卡环（它位于一半圆槽）相接触，并且隔离管10和上弹簧座12与垫圈接触，弹簧座经由弹性环18和聚氨酯补充弹簧4支撑螺旋弹簧1，补充弹簧4在底部具有一个卷边来安装塑料保护管13.

如果悬架是在振动行程，部分4与盖14相接触，这确保活塞杆密封不损坏。该盖具有一个槽19，通过它，补充弹簧里面的空气在补充弹簧压缩时可以离开。下弹簧座（位置15）是由三个点支撑的，它是从外管凸出来的，它和外径必须有plusmn;0.5mm的公差。

为保证橡胶部分在垂直力的作用下仅弯曲一点点，吊环被制成了宽40mm。

5.7 弹簧/减振器装置

弹簧/减振器装置在参考文献[5]6.2章节详细说明了，这种结构最初是在摩托车上面用，后来越来越多的乘用车制造商开始使用它，不仅仅将他使用在独立悬架上面，而且也使用在刚性复合曲柄轴上面。这个受力中心，以前被称为悬挂支柱，不像麦弗逊悬架一样起导向作用，但是包括所有车轮悬架上面的弹性阻尼元件：螺旋弹簧1、拉伸行程限位块2、辅助弹簧4（图5.51）和作为支承件的减震器。

螺旋弹簧可以随后安装并采取隔声措施支承在车身上，或者归入到结构组件里面，这时用两个螺栓就足以将整个结构组件固定。

安装的弹簧/减震器在图1.54，1.55，1.61，1.62和1.77可以看到。

5.8 弹簧柱和减振器柱

5.8.1 弹簧柱结构形式

弹簧减振器的用途仅仅在于与螺旋弹簧一起将在车轮接地点出现的垂直力从悬架传递给车身，而弹簧柱有所不同，它还要附加起到车轮导向作用。活塞杆的直径由11mm加粗到20-28mm，可以承受纵向力和侧向力，并取代含有三个支座的上横臂。

现在称之为弹簧柱的结构形式分为以下两种：

转向节固定在外套管上（图5.52）

转向节可拆卸式（图1.8、1.56、5.54和5.55）。

根据减振器的型式还可以分为：

湿式弹簧柱，在这种结构中减振器直接安装在承载柱管内（图5.54和5.55）

套筒式弹簧柱。在这种结构中减振器作为弹簧柱的附件插入承载管内，并用螺纹固定（图5.53）

选用哪一种结构形式主要取决于生产商优先采用的加工方法，附加的一个因素在于外套管是否还必须一起传动转向力（图1.57，3.102，4.1，4.47和5.52）。

图5.52 opel牌kadett型车的弹簧柱式前悬架。转向节与外套管固定连接，转向节臂1的位置比较高。

图5.53 如果opel牌kadett型车的弹簧柱的阻尼作用失效，则必须拆开螺纹式密封盖2，调换弹簧柱中的填装件（减振器）3.图中可以清楚的看到位于螺旋弹簧上方的弹性环4，辅助弹簧5以及密封皮碗6.

湿式弹簧柱的优点是减振器具有良好的散热性，转向节可拆卸式结构的优点是弹簧柱不需可拆卸式，并且当阻尼作用失效时只要简单的拆换减振器即可。此外，这种结构还可通过在外套管（图5.56）上压出印痕，滚边（图5.54）或焊上密封盖来进行密封。

如果转向节臂本身不可拆卸，则要求采用螺纹式密封，以便使减振器成为弹簧柱中的填装件。

5.8.2不充气的双筒式弹簧柱

图5.54中所示的弹簧柱是双筒式弹簧柱，其阻尼功能相当于不充气的双筒减振器（参看第5.6.2节）。为了保证在完全伸张状态也有足够的最小导向长度l–o (图1.11) ，将伸张行程限位块13布置得较高，这一措施还与外层镀有聚四氟乙烯材料的导向衬套一起起到了减小摩擦的作用。

5.8.3 充气的双筒式弹簧柱

充气式弹簧柱的开发，长期以来困难很大由于存在较大的抽出力，故不能不加改变的照搬减振器中的单筒式原理。保持活塞杆较小，而由缸筒负责车轮的导向，但是成本高，并且产生很大的摩擦力（见参考文献[5]第6.4.6节）。

充气的双筒式弹簧柱是一个比较好的折中方案，这种结构中的油液受到的气压（根据生产厂的不同）为4到10bar，因此直径为20-28mm的活塞杆的抽出力可保持在一定范围内。

图5.55所示为一个弹簧柱的断面图，弹簧托盘22和安装转向节的接头焊接在外套管2上面，活塞杆1出于轻量化考虑用管材制成。按照阻尼特性曲线要求，活塞带有双向阀块或带有只在伸张方向起作用的双筒式减振器阀（见第5.6.2.4和5.6.4.3）。后一种结构对于呈斜率递减性的阻尼特性曲线来说较为有利，空心活塞杆的端销通过特殊的冷加工方法镦粗，上端销制成内六角状（或直径有一个阶梯性变化），以便在安装时夹紧。

下端销必须具有油封和气封功能。伸张行程限位块用塑料制成。它紧贴在活塞杆上，并将出现垂直力通过管14传递到活塞杆上弯矩很小的地方。为了减小摩擦，活塞和缸壁之间的密封采用由聚四氟乙烯制成的宽环15.伸张阀类似于图5.26中的情况，压缩阶段的阻尼力由阀18和阀20共同产生（参见第5.6.2.5节）。

图5.54

monroe公司生产fiat牌panda型车的车轮导向式弹簧柱（麦弗逊式悬架）。安装螺旋弹簧的托盘

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