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內容概述:
彈簧的功能與常見問題減振器功能與運行原理汽車減振系統是否需要定期檢查,減振器又是否需要更換?這兩個問題困擾了很多新手司機,因為很多品牌的非常規保養項包括減振系統的檢測;然而該系統硬件故障率是極低的,尤其是減振器一般不會出現問題,除非設備本身有缺陷或者用車“太狠”。
彈簧是比較容易出問題的配件,不過也不見得需要更換。
01
彈性元件·概念
汽車減振系統中最核心的是彈簧,負責連接懸架與車輪,並且支撐車身的核心也是彈簧(並非減振器)。不過彈簧有很多類型,常見的類型有五類。
圖解1:螺旋彈簧
圖2:扭杆彈簧
圖3:鋼板彈簧
圖4:空氣彈簧
圖5:主動式電磁懸架
在這五類彈簧中最容易出現問題的普通螺旋式和鋼板彈簧,因其結構特點都比較簡單 。比如螺旋彈簧底部離地間隙是不會變化的,撐起車身的方向是往上,彈簧自身的剛度與車身質量(受重力的影響)進行相互作用,説白了被壓縮到無法再壓縮程度後而撐起車身;鋼板彈簧則是兩端承受壓力,那麼這就涉及到「金屬疲勞」的問題了。
彈簧在車輛運行中是負責緩衝路面起伏的衝擊,比如在起伏路面上駕駛時,地面與車身的相互作用要先將彈簧往上頂到可壓縮的極限,之後才會讓車身升高;如果起伏高度小於彈簧的壓縮極限,那麼車身就不會升高,而是單純的壓縮彈簧,參考下圖。
看似平整的路面實際有無數的起起伏伏的,彈簧則會被高頻率的壓縮並復原;彈簧鋼也是鋼材的一種,任何金屬材料都會有金屬疲勞的問題。也就是超過最大應力導致內部結構的斷裂,不過從外部是看不到的。
結果則以斷裂而改變了彈簧的強度(線性降低),強度降低則等於可壓縮的極限升高,即使車身的質量不變,但彈簧與車身相互作用力的強度降低,車身就會被「壓低」。很多汽車在使用多年後,與同款汽車停放在一起會發現“捱了一頭”;原因正是彈簧強度降低導致的結果,部分車輛則只是尾部降低,也就是俗稱的“塌·屁股”,這會有什麼影響呢?
兩個問題:
1:彈簧壓縮行程因金屬疲勞被縮小,車輛行駛中就會更加顛簸。假設新車時彈簧被壓縮5釐米能保證車身不起伏,這就是可壓縮的極限;但強度降低後被壓縮2.5釐米就會達到極限,那麼緩衝能力減弱一倍,是不是就要多承受一倍的起伏顛簸呢?
2:彈簧被過度壓縮後會降低離地間隙,車輛託底傷車的概率會高得多。尤其是車尾塌陷比較嚴重的車輛要特別注意,因為乘用汽車的油箱都在車輛中間靠後的位置;而轎車的離地間隙本就只有平均≤15釐米的標準,離地間隙降低過多,可能一塊小石頭就有可能刺破油箱。所以只要發現車身明顯降低,更換彈簧就很有必要了。
02
減振器·功能
首先需要説明一點:在彈簧沒有問題,減振器沒有漏油的前提下,減振系統無需進行維護或更換,只需要在保養車輛時定期檢查工況即可。
減振器的功能是起到「約束彈簧起伏頻率」,如果沒有減振器的話,單純依靠彈簧減振則會有程度很大,而且頻率過高的車身起伏。因為每次起伏都是車身與彈簧的多次相互作用,可以這樣想象。
第一次衝擊力較大·彈簧大幅壓縮並反彈(推)第二次衝擊力減弱·彈簧中等幅度壓縮與反彈第三次……第四次……第五次……直到異常作用力消失,彈簧與車身會到均衡的狀態後,車輛才會平穩的運行;然而路面的起伏太多,結果則會是駕車上路“全時搖晃”。這種感覺和乘坐衝鋒舟差不多,是很容易暈的;所以要加入減振器降低彈簧與車身相互作用的跳動頻率,説白了就是通過其自身的阻尼(阻力)緩衝掉彈簧的“反彈”或“伸縮”,再簡單的描述就是某種物體換擋時——用手拉一下使其穩定。
家用汽車使用的減振器基本都是油壓減振器,區別主要是單筒式和雙筒式,對於運行原理無需瞭解很多,需要了解的只要漏油就説明損壞了。因為減振器的核心正是這些油液,這些油液就像是剎車系統中的“傳動油”,通過沖擊力拖動活塞桿擠壓腔體內的壓縮空氣,壓縮時是緩衝、空氣膨脹(反推)則可以配合調整彈簧的行程,不過減振器的壓縮行程還會通過內部的彈簧調整,所以才能與減振彈簧起到反作用的約束效果。
至於空氣彈簧則是直接通過壓縮空氣實現減振,不需要減振器也能夠直接調節;電磁懸架又成為主動式懸架,在其壓縮行程內可以自動根據路面起伏壓縮並反推,車身基本是不起伏晃動的。不過這種懸架的製造成本都比較高,所以家用汽車也很少使用。
總結:關於減振系統的知識點了解這些就好,日常檢查車輛只需要在常規保養時,觀察減振器是否漏油,與新車對比判斷彈簧是否需要更換。
常用的維修配件比如“減震膠”是沒有什麼作用的,合成橡膠的強度遠遠低於彈簧,所以在彈簧裏塞進一些橡膠塊只能起到心裏作用;更換彈簧不建議換所謂的“加強型”,強度的提升會增加細碎振動對車身的衝擊,這會影響車架的整體結構強度哦。
編輯:天和Auto-汽車科學島
天和MCN授權發佈
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