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车辆液压减振器阀系异响成因分析

随着人们对车辆整车性能要求的提高，对汽车振动和噪声控制的

要求也越来越重要，由于汽车上的主要噪声源和振动源得到了较好的

控制，以前被忽视的其他运动零部件的噪声问题逐渐引起人们的重视，

其中，由于悬架液压减振器引发的车内异响噪声问题尤其日益突出。

汽车悬架液压减振器异响可以分为摩擦异响、气流异响、液流异

响和结构异响四种，其中由于结构原因导致的异响是目前最突出、最

难以控制的一种异响，国内外大量的试验和研究表明：这种结构异响

与减振器活塞杆的高频振动有关，振动频率大致在100～500Hz范

围内。

某车辆在进行出厂检查时，车辆以25～40km/h行驶时，一定比

例的车辆内明显可听到后悬挂部位发出咕噜“、咕噜”声响，经分析判

断该声响由后减振器内部因素引起，本文针对该车辆减振器异响模式

进行分析，并提出在减振器性能台架上可对存在结构异响减振器新的

测试判断方法。

1减振器结构工作原理

图1液压减振器结构原理图

典型的液压减振器结构原理如图1所示，其工作原理如下：

车轮上跳时，减振器处于压缩行程被压缩，活塞1相对工作缸2

向下运动，由于压差活塞1上的阀Ⅱ和底阀4上阀Ⅳ被打开，压缩阻

尼力由油液流过这个两个阀时节流作用产生的压差形成；车轮下落时，

减振器处于复原行程被拉伸，活塞1相对工作缸2向上运动，由于压

差活塞1上的阀Ⅰ被打开，复原阻尼力由油液流过阀Ⅰ时节流作用产

生的压差形成，车辆行驶时，由于车轮不停上下振动，减振器在压缩

行程和复原行程之间不停转换运动着。

阻尼力原理公式

F（复原）=（PA-PB）×（A活塞-A连杆）（1）

F（压缩）=（PB-PC）×A连杆（2）

其中，F（复原）、F（压缩）表示复原阻尼力和压缩阻尼力，PA、

PB、PC分别表示图1中三个油腔的压力，A活塞、A连杆表示活塞

和连杆和截面积。

另阻尼力F与活塞速度有关系公式：

F=C×VX（3）

公式中C为减振器阻尼系数，单位N·s/m，V是减振器活塞运动

速度，X是不同结构阀系作用的的指数值，该值X大于0。

2悬架系统振动模型

图21/4悬架模型

图2为简化后的车身和车轮1/4悬架二自由度振动模型，其中

m2为悬架簧上质量，m1为悬架簧下质量，K为悬架刚度，Kt为轮胎

垂直刚度，C为减振器阻尼系数，z2为簧上质量位移，即是车身位移，

z1为簧下质量位移，即是车轮位移，其力学方程式为：

（4）

无阻尼自由振动时（C=0），（5）

簧上质量m2不动时（z2=0），（6）

簧下质量偏频，即车轮偏频为：（7）

3试验方法和试验结果分析

3.1试验方法

该车型悬架刚度k=36.8N/mm，轮胎刚度Kt=253.6N/mm，悬架

簧下质量m1=61.5kg，根据公式（7），该车簧下质量，既车轮偏频为：

根据车轮偏频值和悬架系统振动模型，使用MTS-849减振器性

能试验台对减振器进行台架试验，减振器安装要求为：

（1）减振器垂直安装在试验台上，无侧向力发生；（2）减振器

上端（活塞杆端）不通过橡胶衬套直接联接在试验台带有传感器的固

定端，下端（贮油筒端）不通过橡胶衬套直接联接试验台的运动端；

（3）减振器起始位置为行程中点位置。

试验规范为：

（1）试验温度为室温20℃±2℃；（2）活塞运动行程10mm；（3）

振动波形为正弦波，频率分别为7Hz，8Hz，9Hz，10Hz，11Hz，12Hz，

13Hz，14Hz，15Hz九个频率；（4）减振器预运行5个循环后，记录

九个频率的时间-阻尼力特性曲线。

3.2试验数据采集和分析

图3异响减振器时间-阻尼力外特性曲线

对在经装车判断为异响故障减振器试件和无异响的零件分别进

行测试，试验数据如图3、图4，图3为异响减振器时间-阻尼力外特

性曲线，图4为无异响减振器时间-阻尼力外特性曲线，横坐标为时