摩托车减震器分类和原理

摩托车减震器结构类型及工作原理2007-03-24 17:16为了缓和与衰减摩托车在行驶过程中因道路凹凸不平受到的冲击和震动，保证行车的平顺性与舒适性，有利于提高摩托车的使用寿命和操纵的稳定性，摩托车上均设置有减震器装置。本文拟对常见的减震器结构类型、工作原理，以及减震器油的技术要求和如何调配、更换等进行探讨，供广大摩托车用户和车迷朋友们参考。     一、减震器的分类      减震器有许多种类，摩托车中绝大多数采用筒式减震器，只有极少数采用钢板弹簧结构。筒式减震器的型式和品种很多，大体上有以下几种类型：     1、根据安装位置分，有前减震器和后减震器；     2、按结构形式分，有（a）伸缩管式前叉液力减震器（这是目前摩托车中使用最多的前减震器）；（b）摇臂式减震器；（c）摇臂杠杆垂直式中心减震器；（d）摇臂杠杆倾斜式中心减震器。     3、按油缸工作位置分，有（a）倒置式减震器（即油缸位置在上方，活塞杆在下方）；（b）正置式减震器（油缸位置在下方，活塞杆在上方）。     4、按工作介质分，有（a）弹簧式减震器；（b）弹簧空气阻尼式减震器（因空气的阻尼力有限，减震效果也不太理想，一般只用于速度不高的轻便摩托车作后减震器）；（c）液力阻尼式减震器；（d）油气组合式前叉减震器。（e）充氮气液压减震器。     5、按衰减力方向分，有（a）单向作用减震器；（b）双向作用减震器。     6、按负载调节式分，有（a）弹簧初始压力调节式；（b）气簧式；（c）安装角度调节式。     世界各国摩托车厂家在相互竞争中，对摩托车的前悬挂装置和后悬挂装置的设计，投入较大且十分考究，采用了更为新颖的变直径和变节距的弹性元件，如油压阻尼器、油气调节装置、负载调节装置、摇臂杠杆式中心减震装置等先进结构。这些新技术的普及，能迅速衰减因车速、负载及多种路况变化所带来的冲击和震动，将振抗自动地调节到最佳的技术状态，极大地改善了摩托车的减震性能，不同程度地提高了摩托车乘骑的适应性、舒适性、平稳性和安全性。    二、液压阻尼减震器的工作原理     液压式减震器是目前摩托车使用最为普遍的减震器，现简要介绍其工作原理。     1、液压阻尼式后减震器     液压式减震器的结构同吸入式泵基本相似，不同之处只是液压减震器的钢体上端是封闭的，而阀门上留有小孔。当后轮遇到凸起的路面受到冲击时，缸筒向上移动，活塞在内缸筒里相对往下移动。此时，活塞阀门被冲开向上，内缸筒腔内活塞下侧的油不受任何阻力地流向活塞上侧。同时，这一部分油也通过底部阀门上的小孔流入内、外缸筒之间的油腔内。这样就有效地衰减了凹凸路面对车辆的冲击负荷。而当车轮越过凸起地面往下落时，缸筒也会跟着往下运动，活塞就会相对于缸筒向上移动。当活塞向上移动时，油冲开底部的阀门流向内缸筒，同时内缸筒活塞上侧的油经活塞阀门上的小孔流向下侧。此时当油液流过小孔过程中，会受到很大的阻力，这样就产生了较好的阻尼作用，起到了减震的目的。     2、伸缩管式前叉液力减震器     伸缩式前叉同前轮和车架是连在一起的，它既起到一部分骨架支撑作用，又起到减震器的作用。随着柄管和套管之间的相互伸缩，前叉内的油经设置在隔壁的小孔流动。当柄管压缩时，随着柄管的移动（如图1所示），B室里的油受压后经柄管上的小孔流向C室。同时经自由阀流向A室。油液流动时，受到的阻力衰减了压缩力。当压缩行程快到极限时，柄管末端的锥形油封片就会插上，从而封闭了B室内油的通路。此时，B室油压激剧上升，使其处于被封闭的状态，这样就限制了柄管的行程，有效地防止前叉上的可动零件之间的瞬间机械碰撞。     在柄管伸张（即反弹）时，A室内的油经设在前叉活塞上部（*近活塞环附近）的小孔流向C室。此时，油液流动所受到的阻力衰减了伸张力。当伸张行程快到极限时，反弹弹簧的伸长吸收了振动能量，而且在这一过程中，油经前叉活塞下部的小孔补充到B室，为下一次的工作做好了准备。    三、减震力调节器及防点头装置     1、减震力调节器     根据道路状况和摩托车上负荷的大小，需要对摩托车乘坐的缓冲程度进行调节。减震力调节器主要有凸轮式、螺旋式及气压式和油压式，最常见的是凸轮式。凸轮式调节器在减震器本体上焊接制动器处装一个波纹阶梯的圆筒凸轮，转动凸轮进行调节。这种结构最简单，且价格低，因而被广泛采用。不过，也有通过拨动手柄来改变凸轮位置进行调节的。     2、防点头装置     防点头（即防俯冲）装置的作用是根据制动力的大小自动减轻制动时俯冲的影响，以及获得舒适的制动感。该机构装在前叉下部。前轮受到冲击及轻微制动时，前叉管内的油沿着（图2所示）中细箭头的方向流动。紧急制动时，利用制动钳的动作制动钳的销（即活塞）介入，从而堵住减震器油的通路，油从活塞上的油路通过孔阀回到内油管（见图2左边，油按放大图的油路流通），孔阀的通道比减震器受冲击动作时的油路小，油的流动受到限制，防俯冲装置使减震器受到压缩时的阻尼增大，俯冲得到有效控制。这时，由于制动力的作用，前面的负荷增加，由于制动钳的作用，俯冲力就和阀的挤压力相平衡，即使在动作中受到路面的冲击，由于正常的油路还通着，也可起到一定的缓冲作用。    四、减震器油的性能和选用     由于大多数减震器是通过油的流动阻尼力来吸收冲击和震动能量，并转化为油的热量散发掉。所以，阻尼力与油的粘度有着密切的关联，而油的粘度是随温度变化的。摩托车使用时间的长短，使用时的环境温度等都是不同的。因此，为适应摩托车运行地域的各种气候条件，对减震器油提出了以下技术要求：     1、减震器油不但要具有良好的粘温性能以及较高的粘黏度指数，还应有低的凝固点。当环境温度发生变化或随着工作时间的延长，减震器油本身温度变化时，其油的粘度变化应很小；     2、在我国境内使用的减震器油，其凝点不得低于40。也就是说，当进入严寒冬季气温下降至040时，其油液应不失去流动性；     3、减震器油在摩托车所有的使用范围内（包括高速、满负荷以及超载行驶等特殊情况），要尽可能少的汽化损失，即所谓的汽化小性能；     4、当减震器油与空气接触时，必须具有抗氧化稳定性和抗油气混合稳定性，即所谓的良好的工作稳定性能；     5、由于含有杂质的减震器油液会在摩托车行驶过程中，很快将活塞杆划伤或造成油封刃口残缺，从而导致漏油。所以，减震器油液一定要保持绝对的清洁；     6、减震器油必须具有良好的防锈和抗磨作用。    五、减震器油的选配和使用注意事项     综上所述，减震器油的粘度对减震器的性能影响极大。油过于粘稠，会使发软的减震器变硬；过稀的油，又会使发硬的减震器变软。为了改变减震器的减震性能，可以更换减震器油的牌号，但绝不能随意增减加入的油量。由于我国摩托车石油产品商店和摩托车专卖点及维修市场，目前暂无专用的减震器油出售，只有通过自行调配来解决。现推荐几种减震器油的调配方法，供参考。     1、对于速度不高、负载不大的摩托车（指50ml以下的车辆），可直接选购为LEOC级，牌号为5W/30的汽油机油；     2、选用混合油配制，通常按以下三种比例进行调配：     a、用22号透平油与变压器油各50%比例混合调配；     b、用40% 的22号透平油和60%的变压器油混合调配；     c、用60%的22号透平油与40%的变压器油混合调配。     值得特别指出的是，在制定国家标准GB2357.汽轮机机油以后，透平油的商品名称被汽轮机油取而代之了。由于汽轮机油具有各种不同的使用性能，根据目前出现的几种汽轮机油来看，粘度等级为32牌号的LTSA汽轮机油（该油品近似于原GB2537.汽轮机油的30号、SYB1656.透平油的22号）来代替原22号透平油，最为适宜。     3、换减震器油时，可依序拆下方向把、前轮、当泥板、制动钳，拧松上联板的固定螺钉，方向柱固定螺钉，左右来回转动柄管，慢慢地将柄管等抽出来。对于装有前叉防尘护罩的摩托车，应首先卸下防尘护罩和前叉盖螺栓（前叉盖螺栓有可能在弹簧作用下蹦出来，应加以注意）。如果是空气加压型，则应在松动螺栓前，按压住阀门芯，以排出空气。按序卸下弹簧垫、弹簧导向管、前叉弹簧，移动柄管，倒出前叉内的减震器油（如图3所示）。然后按规定的油量，注入推荐的前叉减震器油，再缓缓抽动柄管二、三次，以排除混入的空气，最后按序装妥即可。现简要介绍部分摩托车的前叉减震器油量（指单只）：     本田CB125T车：128±1ml；本田GL145车：159±1ml；五羊本田WH100T车：77±1ml；春兰虎、豹CL125车：130±1ml。     4、为改善减震器的减震性能，可以更换减震器油的牌号，但绝不能随意增减加入的油量，且加入的油量必须做到准确无误。为此，建议使用量杯加注（如图4所示）。如条件不具备，也可借助50ml医用针筒（上面有ml刻度作计量单位）吸取油液后注入。值得指出的是，两只前叉减震筒内的油量一定要保持一致。否则，会给摩托车的正常操纵带来不便，请予特别注意。     5、为尽量避免水分和杂质的浸入，更换减震器油时，应选择气温较高、湿度较低、风沙灰尘较小的晴好天气进行，最好在比较干净的环境下操作。对于使用过的减震器油，不得再使用。减震器油配制好后，需及时使用，不要存放太久，以免减震器油氧化变质而影响其使用性能。