[科普中国]-避震器

避震器（Shock Absorber；Damper）的需求是由于弹簧不能马上稳定下来，也就是说弹簧被压缩再放开以后，它会持续一段时间又伸又缩，所以避震器可以吸收车轮遇到凹凸路面所引起的震动，使乘坐舒适。

避震器它并不是用来支持车身的重量而是用来抑制弹簧吸震后反弹时的震荡和吸收路面冲击的能量。假如你开过避震器坏掉的车，你就可以体会车子通过每一坑洞、起伏后余波荡漾的弹跳，而避震器正是用来抑制这样的弹跳。没有避震器将无法控制弹簧的反弹，车子遇到崎岖路面时将会产生严重的弹跳，过弯时也会因为弹簧上下的震动而造成轮胎抓地力和循迹性的丧失。最理想的状况是利用避震器来把弹簧的弹跳限制在一次。

原理车身重量的转移进弯和出弯时车身重量转移（Weight Transfer）的速度会影响操控的平衡，这影响会持续直到重量转移完成，而车身重量转移的速度是由避震器所控制，改变避震器在压缩和拉伸行程的速度可改变车身动量转移的速度。避震器越硬重量转移的速度越快，重量转移越快则车身子的转向反应也越快。

过弯时转动方向盘，轮胎会产生一个滑移角（Slip Angle），进而产生转向力，这力量作用在滚动中心（Roll Center）和重心（Center of Gravity），然后导致车身重量转移，车身产生滚动（Roll）。此时弯外轮的转向力会随着滑移角的增大及车身重量的转移而加大，车子在达到最大转向力及完成重量转移后会建立一个过弯姿势（Take a set），由于避震器控制重量转移的速度，因此也会影响建立过弯姿势的速度。由于转向反应对操控很重要，因此我们希望过弯姿势的建立越快越好，但也不可太快，必须有时间让车手去感觉过弯姿势的建立，并感受循迹性的极限，如果重量转移太快会让车手来不及去感觉，因此设定一个车身重量转移的速度让热车手去感觉极限的接近，并且有所反应是车辆悬吊设定时的重要课题。我们常说车队会依不同的车手而有不同的车辆设定，对悬吊系统设定来说，不同的车手由于驾驶技术和习惯的不同，对转向反应的感觉速度及反应速度也会不同，因此需要不同的悬吊设定，以求得车手的充分发挥。1

一手太原则入弯时转动一次方向盘，就会产生一次车身的重量转移变化，建立一转向力与轮胎抓地力平衡的过弯姿势，所谓的过弯极限是出现在转向力等于轮胎的抓地力。有人在入弯后会连续的转动方向盘，这实在是天大的错误，因为这会造成车身在不平衡状态下过弯，如此车手将无从去驱使车辆逼进极限，降低了过弯的速度并存在着失控的危机。过弯时应该尽量遵循所谓“一手太”原则，判定弯道角度后将方向盘一次打到定位，让车身尽速建立平衡的过弯姿势，出弯后也是一手太让转移的车身重量回复直行时的状态。若在弯中遇到突发状况则必须柔和平顺(Smooth)的修正，避免突然加剧已处于极限边缘的重量转移，让它变得不可控制，造成车身的失控。

相关概念阻尼当我们以一固定的速度压缩或拉伸避震器其所产生的阻力就称为阻尼。这阻力来自于避震器作动时，活塞会把阻尼油加压使其通过小孔径的阀门，如果改变阀门的孔径就可以改变阻尼的大小。在日本自动车规格（JASO C602）规定以作动速度0.3m/s时的阻力大小来代表避震器的性能，我们称为阻尼系数，单位为Kgf，所谓较硬的避震器就是作动时可产生比较大的阻力。当我们让避震器以非常慢的速度压缩或拉伸时，它的阻力只有来自机构内部的摩擦力，阻尼油几乎不产生阻力。但是当作动速度增加时，阻力的增加会和避震器作动速度变化率的平方成正比，也就是说作动速度增为2倍时阻力却会增为4倍。

避震器的阻力可分为压缩和回弹两部份，压缩阻力和弹簧的硬度有加成效果，作动时可增加弹簧的强度，而回弹阻力则是发生在弹簧受路面冲击压缩后的反弹行程，这也是避震器存在的最大理由，它是用来抵挡弹簧压缩后再将轮胎压回地面的力量，减缓反弹的冲击并保持车辆的平稳。一般道路用的避震器，吸震行程的阻力通常远小于回弹行程，因为吸震行程的阻力太大时会影响行路舒适性，对道路用车来说冲击时和反弹时的阻尼力量比值大约是1:3，但对赛车来说则为1:2~1:1.5，较高的比值会降低舒适性，但却可改善行经不规则路的循迹性。1

关键技术避震器的阻尼作用是把震动冲击的能量转换成热能。假如悬吊产生大幅度的运动，相对的避震器也会产生相当大的阻力来抑制它，这阻力来自避震器的活塞会把油压入通过小的阀门，如此会把阻力变成热。避震器内部产生的热会使阻尼油加温

，油加热后黏度会变稀（这反应就如同引擎机油一般）。变稀后的阻尼油会使通过油阀门的阻力变低，降低了阻尼力，我们称为“阻尼衰退”（Shock Fade）。为了避免阻尼衰退，可由加大避震器或增加阻尼油的容量来改善。所以所谓的高性能的避震器通常都具有是较大的筒径，及较大的阻尼。避震器的另一个问题是阻尼油的气泡问题，避震器作动时活塞为会对阻尼油造成搅动的效果，造成阻尼油产生气泡，气泡的产生会造成阻尼的丧失。为了对抗气泡，以除了使用品质较佳的阻尼油外，制造商通常利用填充高压气体来减少气泡的产生，这做其中最具代表性的产品当属Bilstein，Bilstein的产品有一项独特的设计，它有一个“气室”（Gas Chamber）用来抵抗气泡的产生，这如同用高压来抵抗你的水温问题一样（沸点与压力成正比）。此外这个气室也有对柱栓的冷却效果，因为柱栓暴露在空气中可获致冷却效果。而油封不良造成的漏油问题则是避震器损坏的一大主因，这直接关系到避震器的‘耐用性’，所以较贵的避震器通常也有较好的油封。

功能减震器的形状是一根轴筒，轴筒里又有一根活动的轴筒或者一根轴杆。减震器置于悬挂弹簧内部，一般都与车厢和轮托相连接。气压或液压减震其原理大同小异。

通常采用两种办法来缓冲一根轴筒在另一根轴筒里的滑动：一种叫液压减震，使用专门的液压油；另一种叫气压减震，使用加压氮。减震器为双向运动：当车轮因载荷或刹车而下沉时，减震器便加压；当汽车恢复原来的负荷时，减震器便减压。减震器的原理其实很简单。当它加压时，连接轮子的下压力管上升，将活塞推入连接车厢的另一根轴筒；活塞上有标准小孔，孔上安装油压嘴，润滑油穿过油压嘴而起到阻尼减震器上升的作用。反之，轮子在悬挂弹簧压力下便恢复原来的位置。

以上是液压减震器原理，而气压减震器的原理也大致相同。

所不同的是，气压减震器的一端配置一个加压氮箱。氮可以压缩，在加压时起压力调节器作用。其优点是，使用氮可避免老式液压减震器在活塞运动过速时出现乳化现象。

由于应用电子技术，减震器正出现一场技术革命。奔驰CL型轿车已装备了一种先进的的液压减震器/悬挂弹簧总成，可在运动驾驶状态下自动调节硬度，只不过代价昂贵。Arvin公司己研制成功电动驱导液压阀的新式减震器。Delphi公司也将微粒子掺入液压油，研制出磁力流变液压减震器，不久后均可投产。1

分类减震器 ，也叫吸震器。常见的减震器包括液压式减震器和机械式减震器。液压式减震器又分为液压减震器和双向减震器。

液压减震器利用液体的可压缩性以及液体在压缩时吸收能量和流动时耗散能量的特性，实现减少或者消除震动的目的。

双向减震器除了可以轴向压缩外，还可以将扭转冲击转化为轴向冲击，利用液压减震的原理减少或者消除纵向震动和扭转冲击。

机械式减震器具有减震效果好、工作寿命长、性能价格比高等优点。

实际应用赛车领域赛车用轮胎和轮圈不同的是赛车用的避震器可用在一般道路，唯一的缺点是价格相当贵，一支赛车用的避震器往往超过万元，这和一支可能只要几百元的“原厂”避震器相比真是有如天价，据了解一套HONDA EG6 Gr.A所用的Mugen避震器约要新台币8万元，而March用的NISMO竞技用避震器也大约是这个价。赛车用的避震器通常为可调式，甚至可分别调整压缩和回弹行程的阻尼，经由调整以得到最佳的抑制缓冲效果，这项功能在做悬吊设定的尝试错误过程中扮演了重要的角色。调整时由最软的模式开始，计算它上下摆动的次数（通常超过一次），慢慢加硬直到上下摆动一次后就恢复平静，并且每次比赛前都要再依场地确认设定的正确与否。赛车避震器通常是有橡皮的止档衬垫（End Bushing）取而代之金属的球状轴承，这虽可获得在通过小震动路面时较佳的阻尼效果，提供较清晰的路面反应，但却增加了来自悬吊的震动和噪音。赛车避震器通常有接近1:1的压缩和拉伸阻尼力。此外赛车避震器的动作行程也比较短，一般车也许有10寸，高性能版也许为7寸，赛车可能只有4~5寸。所以单换高性能避震器而不换行程相搭配短弹簧可能无法得到应有的效果。2

改装在大部分市售车上，制造商都会使用最软而且最便宜的避震器，以降低成本并获得一般驾驶状态下最柔软舒适的行路性。但是若要用来应付剧烈驾驶则这些避震器就无法胜任了。所谓避震器的改装实际上是换上阻尼较硬、品质较好并且能和弹簧充分配合的避震器，选择一组适合的避震器是最重要的，要在舒适性和操控性之间取得折衷尤其困难。若用在赛车上那么一切以操控为依归不必考虑舒适性，但是要用在一般道路上就必须有所妥协，这时一组阻尼可调式的避震器，就可提高实用性，尤其在道路多变的台湾，可调式避震器似乎是可认真考虑的投资。

前面说过避震器的压缩阻力和弹簧的硬度有加成的效果，一组弹簧只有一种性能表现，要改变弹簧的硬度唯有更换另一组不同弹力系数的弹簧，有了可调式避震器正可弥补此一缺憾，随路况调高阻尼也等于调硬了弹簧，毕竟调硬避震器要比换一组弹簧来的得轻松的多，甚至有所谓电子调整式避震器，只要在操作车内的旋钮即可轻易的改变阻尼，达到悬吊设定微调的效果。

改装时要先选定一品质好的品牌，然后再从这品牌的系列产品中选出适合的规格型号。一支好的避震器必须有高精密度的柱栓及密闭性良好的油封，高品质的阻尼油（优质的阻尼油是阻尼衰退及气泡现象的治本之道），再加上填充高压气体的气室设计，当然最好是可调式的。目前国内常见的品牌中欧系的Bilstein、KONI以及日系的GAB都是口碑不错的主流派产品，新趋势则是针对特有品牌的专属改装套件品牌，如TOYOTA的TRD、TOM's，HONDA的Mugen，NISSAN的NISMO，都是很不错的产品。2

选定品牌后，就得面临搭配性的问题，在悬吊改装过程中最棘手的课题就是避震器和弹簧的搭配，如果你的车降低车身超过2英寸或是弹簧硬度增加超过20%，你就必须把避震器一并更换。硬的避震器和硬的弹簧要相互搭配，因为弹簧的硬度是由车重来决定，而较重的车需要较硬的避震器。所以在赛车或高性能车上的避震器要比一般车上的硬，用以匹配较硬的弹簧。假如避震器太软会造成车身上下的摆汤，如果太硬会造成太大的阻尼，使弹簧无法正常运作，而且会因为避震器的阻尼作用而造成行驶时车高的改变。由于避震器制造商通常不会提供他们产品太详细的相关技术资料，因此当你要为一部车作悬吊设定时你唯有不断的尝试错误。

不过别担心，搭配性的问题可交给为你服务的改装店去烦恼，针对车主的需要搭配出最佳的悬吊组合是一家专业改装店的基本责任，也是顾客的基本权益。而根据经验，最适合台湾多变路况的道路版悬吊搭配，是以较软的弹簧（当然是渐进式的），配上较硬的可调式避震器，以避震器的硬度补弹簧强度的不足，加上可自由调整的阻尼，获得高度的路况适应性。

问题处理1、减震器筒体表面有油迹也不一定是漏油，判断减振器是否漏油失效，而是要根据减振器的式样、渗漏等级、油迹位置等因素来判断是否需要更换。对于仅仅发生轻微渗漏的减振器，可以不用更换。另外，减振器在正常工作时会有渗油现象，这是正常的。例如：对于前减振器这种支柱式减振器，油膜处于油封罩和弹簧座之间的情况下，是不需用更换的。但是油漏至弹簧座以下的位置处或油渗透至弹簧支架以下的位置或有滴状油液出现，则需要更换减振器。

2、减振器失效的话，除了影响行车的舒适性之外，对汽车的操稳性也是有很大影响的，也会影响悬架中其他部件的正常工作，甚至会损害其寿命。如果减振器漏油失效的话，是必须要更换的。

判断失效的方法1、当怀疑减振器失效时，将车放在平坦处，用力压动车身，车身能回弹不多于2-3次，属于正常；上下的颤动不能很快停止，怀疑减振器失效；

2、减振器在正立状态用手全程推拉5—8次；(充气减振器推入后应自动伸长)以最后2-3次的推拉感觉来进行判断：感觉判断减振器阻尼力正常，减振器属于正常；感觉判断减振器阻尼力异常(或充气减振器活塞杆不反弹)，减振器失效；

3、减振器都有质保期的，不同的厂家有不同的规定，按公里数或者按年限，如果还在质保期内的话，是可以免费更换的。3

常见故障减震器是汽车使用过程中的易损配件，减震器工作好坏，将直接影响汽车行驶的平稳性和其他机件的寿命，因此我们应使减震器经常处于良好的工作状态。可用下列方法检验减震器的工作是否良好。

1、使汽车在道路条件较差的路面上行驶10公里后停车，用手摸减震器外壳，如果不够热，说明减震器内部无阻力，减震器不工作。此时，可加入适当的润滑油，再进行试验，若外壳发热，则为减震器内部缺油，应加足油；否则，说明减震器失效。

2、用力按下保险杠，然后松开，如果汽车有2－3次跳跃，则说明减震器工作良好。

3、当汽车缓慢行驶而紧急制动时，若汽车震动比较剧烈，说明减震器有问题。

4、拆下减震器将其直立，并把下端连接环夹于台钳上，用力拉压减震杆数次，此时应有稳定的阻力，往上拉，复原的阻力应大于向下压时的阻力，如阻力不稳定或无阻力，可能是减震器内部缺油或阀门零件损坏，应进行修复或更换零件。

在确定减震器有问题或失效后，应先查看减震器是否漏油或有陈旧性漏油的痕迹。若发现漏油，首先拧紧油缸盖螺母，若减震器仍漏油，则可能是油封、密封垫圈损坏失效，应更换新的密封件。如果仍然不能消除漏油，应拉出减震杆，若感到有发卡或轻重不一时，再进一步检查活塞与缸筒间的间隙是否过大，减震器活塞连杆有无弯曲，活塞连杆表面和缸筒是否有划伤或拉痕。

如果减震器没有漏油的现象，则应检查减震器连接销、连接杆、连接孔、橡胶衬套等是否有损坏、脱焊、破裂或脱落之处。若上述检查正常，则应进一步分解减震器，检查活塞与缸筒间的配合间隙是否过大，缸筒有无拉伤，阀门密封是否良好，阀瓣与阀座贴合是否严密，以及减震器的伸张弹簧是否过软或折断，根据情况采取修磨或换件的办法修理。

另外，减震器在实际使用中会出现发出响声的故障，这主要是由于减震器与钢板弹簧、车架或轴相碰撞，胶垫损坏或脱落以及减震器防尘筒变形，油液不足等原因引起的，应查明原因，予以修理。1

本词条内容贡献者为:

王强 - 副教授 - 西南大学