文

qianmo，重庆大学汽车工程专业在读硕士

车迷们经常讨论悬架的布局方式——扭力梁、麦弗逊或多连杆，却很少聊到减震器的形式。实际上，减震器是汽车悬架重要的一部分，和舒适性、操控性都息息相关。很多时候一辆车动态表现怎么样，都和减震器脱不开关系。

汽车一般将弹簧与减震器并联作为悬架弹性元件（避震器），弹簧起支撑车身和缓冲的作用，而减震器则用来衰减这些振动。

如果车上只有弹簧没有减震的话，估计没人能在车上坐稳吧。

避震器总成

还有些改装爱好者，则故意拆掉避震器再配合主动空气弹簧让轿车能够自己跳跃，因为没有了减震器的衰减，这种弹跳能持续更久。下图是一辆专门改装的无前悬减震器的轿车。

无阻尼状态的前悬架

笼统概括，三种减震器形式最为常见：液压式减震器、充气式减震器和电磁式减震器。一些可以调节阻尼的减震器也是这三种基础上改进的。

无论是哪种阻尼，都会具有欠阻尼，过阻尼和理想阻尼三种情况。

不同状态阻尼车身运动

欠阻尼

就是指阻尼值不够，减震器抑制不住弹簧，车子要上下运动好几次才能稳定下来，该状态下轮胎附着力会降低，汽车操控性能很差。

过阻尼

就是阻尼太大了，弹簧被压缩了以后反弹困难，该状态也是应该规避的。

理想阻尼

我们期望达到的状态，在及时衰减振动的同时还能保证清晰的地面反馈，让车子控制起来更灵活。

另外，具有双向阻尼的减震器（即在压缩时和反弹时都有阻尼效果）一般需要压缩阻尼小于回弹阻尼，压缩过程主要发挥弹簧缓冲的作用，回弹时再抑制振动。

接下来简单介绍一下这3种减震的工作原理吧。

液压式减震器

液压减震器在20世纪初就被广泛使用。液压式减震一般为双筒（复筒）结构。看起来只有一个筒啊，为啥叫双筒结构呢？其实其内部是双层结构，这个从阻尼液流动原理图可以看出来，内部一层为主要的工作空间，外部一层为储油缸。

液压式减震器

它的工作原理很简单，也许有朋友玩儿过注射器。就是图片里面这种很常见的注射器，你吸一管水然后推出去，是不是发现推动快的时候力大，推动慢的时候力小？这就是阻力作用啦。

注射器

与注射器不同的是，减震器将阻尼液在上下腔之间推动，而不是和注射器一样直接推到空气中，毕竟还要循环在循环的利用，不能浪费嘛。

具体的流动过程在阻尼液循环原理图中。

中间的活塞杆往下动，下腔的阻尼液就通过活塞上的阀门流向上腔，多余部分流到储油缸；活塞杆往上运动，上腔阻尼液又被压回来，欠缺的部分由储油杠补。

双筒避震有四个阀门，单筒有2个阀门，多出的两个阀门就是与储油缸连接的（单筒没有储油缸）。油液分子与孔壁摩擦，因为摩擦生热（内能），将这能量损耗掉，起到减震作用。阻尼力与运动速度成比例，运动速度越快，阻尼力越大。

阻尼液流动原理

这里又涉及到一个问题，因为摩擦产生的大量热量会释掉阻尼液，阻尼液粘度就会降低，导致阻尼值减小，形成阻尼衰退(ShockFade)。这种现象不能消除，因为工作原理就是这样，没法从根源上改变。所以，好点儿的避震为了规避这种现象，都会加大筒径，增加油液，让热量快些跑掉。

优缺点

液压式避震器的发展久远，技术都已经很成熟了，成本相对较低，当然市场价的话不可避免的就要看你爱车的品牌了，品牌价值你懂的。因为它的内部只有阻尼液一种，更容易获得我们想要的阻尼值，且行程较大。但油压式为双筒结构散热相比单筒气压式要差，活塞面积相比单筒要小，因此最大承载力会小一些。

现阶段，因为气压式减震的发展大多数车其实都使用的气压避震了。

气压式减震器

50年代人们就研究出了气压式减震器，它与传统油压减震的区别在于多了一个气体室（一般为氮气惰性气体）。

图为双筒式气压减震器，左侧蓝色气瓶为气体室。另外还有部分减震器的气体室与主缸体共用，称为单筒式气压减震器，形式可能不同但原理都一样。

双筒氮气减震

长安CS75后悬单筒氮气减震

这里有一个误区

气压式减震并非工作介质全为气体，主缸内仍为油液，只有气室内有部分氮气，气体与油液之间有一个可以活动的活塞将其分开。活塞在压缩或伸张过程由于两侧压力变化可以运动。下图中蓝色部分即为气体室。

单筒式气压避震器剖视

那么气体的加入有什么优势，为什么要研究气压式减震器呢？

我认为油气结合是一种相互弥补的作用，油液（阻尼液）粘稠能够有效的衰减振动，但也反应迟钝，响应不够迅速，气体能够迅速响应但减震又会很硬，两者相结合正好刚柔并济，岂不美妙。

现在很多车都已经用上了气压式避震器，看看你爱车的避震器上有没有写“内含低压（高压）气体”几个字。如上文提到的长安CS95，款长安CX20等。

竞技方面气压式减震器才是如火如荼，上到F1，下到大学生方程式，具有良好品质的气压式减速器被广泛使用。

长安CX20

F1法拉利

方程式合肥工业大学车队

可变阻尼式减震器则是以上两种减速器的改进。在阀门上设计了可以手动调节孔径的结构（可以想象是注射器的喷嘴尺寸改变），业内所谓多档减震就是有多个挡位来调节孔径或者孔量。

一般用户没事儿谁也不会去调自家阻尼，所以大多车企都是安装的单档的避震，当然这个避震也是经过严格选型，阻尼值满足要求的。

空气弹簧与气动避震的区别是什么？

能够调节车身高度的是空气弹簧，空气弹簧简单理解起来就是把弹簧换成了气囊。它的刚度（软硬）是可以根据气压来调节的。它可以充气来提高刚度增加车身高度，放气减小刚度，降低车身。低趴的车身或者是改了短弹簧，或者就是它的空气弹簧故意放了气吧。

宝马改装空气弹簧

10代思域改装绞牙避震

但不同驾驶过程中，悬架软硬的改变得益于避震，如果汽车装有可以自动改变阻尼的减震器，在运动模式或者过弯工况及时增大阻尼，就能使车变得更硬朗。而在平直道路上，降低悬架阻尼能获得更好的舒适性。

电磁式减震器

电磁式减震器是一种主动减震器。最大的特点就是它能够通过汽车ECU（汽车的大脑）获得信号，实时改变阻尼，控制悬架软硬。理论上ECU可以控制它1秒内改变阻尼值一千次。没错，和你想的一样这玩意儿不是便宜货。

电磁式减震器原理

奥迪TT就使用了这种可控阻尼技术，其将阻尼液中加入细小的铁成分，再给线圈通上电流，线圈内便产生电压，从而形成一个磁场，并改变阻尼液分子的排列方向来影响铁粒流动的阻力，电流越大阻尼越大，反之越小。这种另辟蹊径的思想我是佩服透顶。

奥迪TT

奥迪R8与凯迪拉克XTS也采用了同样原理的减震器。

奥迪R8

凯迪拉克XTS

不可否定，以后的减震器发展方向一定是向着主动控制发展的。随传感器技术和优秀算法的发展而发展。