螺旋弹簧和减震器
发布日期:2021-05-14 作者: 点击:
在《汽车悬架》一文中,介绍了由麦克弗森悬架和蜡烛悬架组合而成的悬架上的螺旋弹簧和减振器。为什么要把螺旋弹簧和减震器结合起来?这是因为平顺性取决于缓冲冲击和减少冲击引起的振动。只有缓冲而不消振才能暂时缓解冲击力,但不能使冲击力最终消失;单纯的无缓冲减振并不能有效避免冲击引起的损伤。
螺旋弹簧是一种缓冲元件,以螺旋的形状命名。它具有无润滑、不怕脏、重量轻、空间小等优点。当路面对车轮的冲击力传递给螺旋弹簧时,螺旋弹簧会变形,吸收车轮的动能,并将其转化为螺旋弹簧的势能(势能),从而减轻地面冲击对车身的冲击。然而,螺旋弹簧本身并不消耗能量,储存了势能的弹簧会恢复到原来的形状,并将势能再次转化为动能。如果弹簧单独使用而没有减震元件,一些轻型车辆会像杂技演员跳“蹦床”一样,在受到冲击后不断上下移动。
减振器是一种抗振元件,其形状类似圆柱体。在“汽车悬架”中介绍了它的工作形式,即利用自身的油流阻力来消耗振动能量。当减震器中的油缸活塞在外力作用下移动时,油高速流过阻尼孔,通过摩擦消耗动能,并将其转化为热量,从而减弱地面对汽车的冲击,直至消失。然而,能源消耗是耗时的。为了产生有效的摩擦,孔必须非常小。由于单位时间内液体流量有限,摩擦损失也有限,减振器不能在短时间内消除振动。如果单独使用减震器而没有缓冲元件,地面的冲击会直接作用在车身上,使乘客无法承受。
因此,螺旋弹簧与减振器的结合是力学上的巧妙结合。充分利用两者的特点,它能立即缓冲地面的冲击力,并在拖动减震器活塞的过程中来回几圈螺旋弹簧带动机油吸收大部分的振动能量,使汽车快速平稳行驶。