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低温条件下减振器为什么容易产生咯咯...异响

2022-03-30 00:14:14·  来源：汽车异响BSR  作者：龚小平  
　
减振器为什么在低温条件下容易产生咯咯....（rattling noise）的异响？可能很多人会说：油液导致。当然这是其中的一个原因，但是油液究竟影响了减振器哪些部件的

减振器为什么在低温条件下容易产生咯咯....（rattling noise）的异响？可能很多人会说：油液导致。当然这是其中的一个原因，但是油液究竟影响了减振器哪些部件的什么功能？它又是如何影响他们的？                

带着这样的灵魂拷问，我们尝试着扒一扒其中的内在原因。首先，对减振器内部的结构有一个基本的直观上的概念，以最普遍的双筒液压减振器为例，就长这个样。

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减振器的油液一般是矿物油和合成油两大类，油液类的物质它有一个特性就是粘温特性（viscocity-temperature characteristic），如下图所示：

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从粘温特性可以看出，当温度降至负值时，油的粘度急剧增加。在非常低的冬季温度下，粘度增加可能会导致减振器和其他底盘部件功能受到限制，甚至是损坏和完全故障。而减振器的这种咯咯....的异响就是其中的一个表现。


油液粘度对油液温度变化的反应灵敏，粘度一旦改变，液压减振器阻尼力迅速改变。虽然不同油液的理化性质可能不一致，粘温特性也不同，但均存在低温条件下同等温差的油液粘度变化率远大于高温条件下同等温差的油液粘度变化率。


和世界同纬度的其他地区相比，中国冬季气温偏低，而夏季气温又偏高，气温年较差较大，属于大陆性季风气候。也就是为什么天气一冷下来市面上的减振器异响抱怨就会增多的一个原因。


油液的粘度又是怎么导致异响产生的呢？首先，我们来观察一下典型的CL型减振器阀系的特点，（a）是活塞阀系（b）是底阀：


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根据减振器压缩-复原行程的工作原理我们知道，在压缩与复原切换过程中如果阀片的打开由于油液粘度的增大而导致阀片开启延迟，或压力不足，从而产生阻尼力波动冲击进而产生异响，或者也可以理解为单向阀在打开时，阻尼力的波动产生。 

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实际上不难理解单向阀的打开延迟是由于油液的粘滞吸附性导致的这句话的意思，我们从下面的这个简易原理图就可以很清楚的理解了，左下图为阻尼力产生的的基本原理。


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阀片之间或阀片与阀体之间就是相当于A、B两个板通过油膜相互接触，但是，当A、B板快速分离时，油膜就会快速填充由于分离而产生的空隙，从而就会在A、B板之间产生压差，这样就导致产生吸附力。油膜变薄时，吸附力就会增大，分离速度越快，油液的粘性就越高，A、B板之间的接触区域就会越来越大，那么阀片打开就越困难。

其次，由于油液粘度的增大导致阀片在中、低速度下的变形性能，从而油液不能及时足量地透过阀片进入工作腔，当然粘度增大后油液穿过节流槽的阻尼也会增大，从而导致阻尼力的波动，从下图就可以看出油液在怎么打开阀片的过程我们就能窥到一点端倪，左图是低速渗透，右图是中速下油液使阀片变形，从而平衡上腔和下腔中的压力，达到减振效果。

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总结，虽然合成油对温度的敏感性比矿物油或植物油低，但还没有达到零粘度变化的理想状况。因此，要避免这种固有的缺点，需要有粘度对温度的敏感性很小或没有，或者粘度与其他有其他依赖关系的物质，可以用来补偿温度变化。因此，需要改变流体的特性，该流体的粘度要么对温度表现出很小的敏感性，要么对温度不敏感，例如，一些油液的粘度（和剪切应力）取决于电场或磁场强度，当然这也会增加额外的成本。


最后，稍微补充一点，但不做详细探讨，就是粘度和密度变化也可以通过热控制节流槽的尺寸来克服，主要有这四种（1）纵向/弯曲膨胀差；（2）流体/固体体积膨胀；（3）固体体积相变。

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• 优秀论文 | 基于特征距离黏滑模型的汽车异响机理研究及前 • 导致汽车密封条摩擦异响的一个根本因素就在于Stick-slip模
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