我們的車為什么需要需要避震器？@郝工 | 酷樂專欄
Author / 郝工
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向郝工提問相關「底盤工程」問題
我們?yōu)槭裁葱枰獪p振器
在郝工關于彈簧的文章中，提到了關于“載荷轉移”、“吸能儲能”之類的話題，今天我們順著這個看下去，來看看減振器的那點事。
這里說的減振器，實際上就是英文中的damper —— 阻尼器。
在行業(yè)中，工程師們習慣將其稱為是“減振器”而不是“避震”，是因為“振動”是一個專業(yè)術語，減振器的主要作用就是要“衰減振動”；而“震動”則是一個相對更加通俗模糊的稱呼，“避免震動”的說法也并不那么精確。
畢竟，真的要“避免震動”，避免走過那些坑坑洼洼、甚至是避免開車，才是根本解決之道。很多人分不清彈簧和減振器在功能上有什么區(qū)別，其實這兩者是有非常明確的分工的。
我們從這幾個方面來看：
能量的儲存&吸收
在聊彈簧的時候我們說過，彈簧只是暫時地把能量儲存了起來，最終還是要還回去的。
我們開車軋過一個路上的鼓包，彈簧就被壓縮了，可是事情不能就此結束，被儲存在彈簧里的能量總要找個歸宿，彈簧還是要再彈開的。
所以，不管我們再路上開車軋過了什么，都不是軋過去了就瞬間結束了，而是明明已經過去了，卻還有那么一小段時間，能夠感覺到殘存的影響。
這就是路面上的坑洼帶來的能量，如同一股真氣一般，在你的車上上下涌動。
在一些上了年頭的老車上，尤其是平時用的時候路況不太好的，減振器衰退就會比較明顯，可能會感覺開起來忽忽悠悠，“像船一樣”，這就是這些“真氣”上下翻涌，攪得整臺車不寧。
雖然不至于走火入魔原地爆炸，但總歸是讓坐車的人難受，甚至是危險。
那么，如何控制體內的這些“洪荒之力”呢？
靠減振器。
我們都知道，減振器里面是有油液的，這些油液在減振器里面有一些很復雜的流動，這些流動就把車子振動的一部分能量轉化成熱能，耗散到空氣中去了，這也就是為什么減振器筒會發(fā)熱的原因。
由于能量被耗散出去了，車子也會更安定。
隔離緩沖&振動傳遞
彈簧的存在，可以起到“隔離”振動的作用，因為它把車子撞擊路上的溝溝坎坎時瞬間的能量攤開了，攤到了一段時間里。
假如你開著一臺沒有懸架的車去壓減速帶，沖過去之后，瞬間就一切都煙消云散恢復平靜了，但是沖上減速帶的那個瞬間是非常非常難受的；有了彈簧之后，沖擊減速帶的那個瞬間只是有些許的不爽，但是這“些許的不爽”持續(xù)的時間會長一點。
這就是說，彈簧的存在，使得能量不再是集中釋放的，而是拉長了時間、降低了強度。
但是，就沖擊減速帶的那個瞬間而言，減振器跟彈簧其實是對著干的。
減振器里面結構，相當于是一些很小的小孔，減振器拉長或者壓縮的時候，就會迫使油液從這些小孔流過去。
不同的車，或者是一臺車在不同的工況，這些小孔的大小狀態(tài)也是不盡相同的。既然這些孔可大可小，那么不妨試想這樣兩種極端情況：
減振器里面的這些孔都非常大
那么油液流過的時候就會非常輕松，減振器就不起什么作用了，跟沒有一樣
這些孔都非常小甚至完全閉合
那么油液將無法流動，減振器會想一根鋼管一樣，無法壓縮也無法伸長，懸架不再能運動，相當于沒有了懸架。
現實中的減振器，永遠是介于這兩者之間的。但是我們可以很明顯地看到，減振器越強，就會越明顯地抑制懸架隔離緩沖的作用。
所以，在大多數人的直觀印象中，趨向于運動性的車，減振器往往比較“硬”，就會使得舒適性變差。
這句話雖然不是很準確，但也是有道理的。減振器也是振動傳遞的一條路徑，更“硬”的減振器，傳遞的振動往往就會更明顯一點。
說到這里，其實道理已經很明晰了。
彈簧和減振器的配合，就好像貸款分期消費一樣 —— 你一下子拿不出很多錢，彈簧就說“那你一開始少付點，付三成就行了，我?guī)湍憧赶率Ｏ缕叱傻膫鶆?，你?2個月還給我吧”。然后你后面又不想還了，覺得影響的時間太長，于是減振器就出馬了，“我給你個優(yōu)惠活動，讓你少還點，賬期也短點，但是首付三成太低了，首付四成吧，剩下的六成打折，你只需要6個月之內還掉三成就行了”。
是不是很霸道？簡直就是送錢嘛~
那么有沒有更霸道的呢？
首付一成，分期兩個月還一成的那種？
有！—— 磁流變減振器，基本上算是目前世界上最高精尖的半主動式減振器。
舉例子來說，在你開車沖上減速帶的一瞬間，減振器的阻尼會變得很小，你的一對車輪會像小貓的前爪一樣順滑地收回來退讓緩沖；在你駛過減速帶之后，減振器又會在瞬間增強阻尼，把多余的振動衰減快速掉。
而這一切變化，都是在號稱“以百萬分之一秒計”的電光火石之間完成的。
不過磁流變減振器的成本之高，卻是家用車無法承擔的。
穩(wěn)態(tài)&瞬態(tài)操穩(wěn)
在談論彈簧參數的時候，我們關心的是磅數，也就是剛度，關心的是一根彈簧每壓縮1厘米會增加多少力。而反映減振器特性的時候，我們常用的是速度特性曲線，也就是在不同的速度下，減振器提供的力是多大。
因為彈簧是一直在出力的，而減振器如果沒有長度的變化，就不起什么作用了。彈簧是時時刻刻在工作的，減振器則只有瞬態(tài)才起作用。
那么“穩(wěn)態(tài)”和“瞬態(tài)”又是什么？
加速度（或者車身姿態(tài)）沒有變化的，就是瞬態(tài)
加速度（或者車身姿態(tài)）有變化的，就是穩(wěn)態(tài)
汽車勻速直線行駛、勻加速、勻速定半徑轉彎，都是穩(wěn)態(tài)，因為即使有加速度，加速度也沒有變化。踩了一腳剎車，剎車從輕到重、打了一把方向，方向從小到大，這就都屬于是瞬態(tài)了。
只有在瞬態(tài)的時候，減振器才有運動起來的機會。
舉個例子來說，比如你開著車在高速上走著，突然發(fā)現前面有危險情況，于是一腳就把剎車踩到底了，那么這臺車就會以一個前俯的姿態(tài)減速，并且保持這個姿態(tài)不變，直到車子停下來，這就是穩(wěn)態(tài)剎車的情況。
但是，車子從正常的巡航姿態(tài)，切換到剎車時的前俯姿態(tài)，需要一個過程，在這個過程中，姿態(tài)變化得快還是慢、有沒有點頭過多了又回來一點（超調）之類的，都是由減振器來管的。
在介紹穩(wěn)定桿的文章里，我們提到了載荷轉移和側傾力矩的前后分配。
一把方向打出去，車子穩(wěn)定地轉彎的時候，載荷轉移了多少、側傾力矩有多少，那都是彈簧和穩(wěn)定桿的事，但是在穩(wěn)定之前，減振器發(fā)揮著很大的作用。
通過減振器的設置，可以調整車子的瞬態(tài)響應，甚至穩(wěn)態(tài)不足轉向、瞬態(tài)過度轉向也是有可能的。
由于我們日常的駕駛大多都是方向盤油門剎車狀態(tài)不斷變化的，所以車子的狀態(tài)以瞬態(tài)為主，而輪胎上的載荷也會對輪胎的側向特性產生影響，所以車子對轉動方向盤作出的各種響應幾乎都與減振器有關。
比如轉向的指向精準不精準、車頭指向性好不好、車尾活躍不活躍、側傾快不快……都可以通過減振器的設置來改變。
也正是因為這樣，每一家汽車廠商都會在減振器的調校上花費大量的時間。與廠商的專業(yè)團隊、專業(yè)設備、專業(yè)場地、再加上大量的工作時間相比，文藝作品中所說的“一個月時間調避震”也就真的不算什么了。
Q&A
減振器的壽命有多長？
跟使用環(huán)境有很大關系，跟生產商的工藝水平也有關系。
對于一般的家用車原廠減振器來說，如果正常使用、路況也不算惡劣，一般怎么也要十萬公里以后才開始出現一些性能的衰退，要衰退到該換的話，還需要更長的時間。
改裝的賽用減振器工作壓力大，壽命會短很多。單筒減振器也比雙筒的壽命要短。但是不同的減振器差別可能會很大，所以還是根據氣體壓力有沒有下降、有沒有油液滲漏現象來判斷吧。
哪些行為會影響減振器的壽命？
簡言之，減振器只要動起來，就是在消耗壽命，動得越狠消耗越多。
但是，家用車減振器的可靠性都是經過試驗驗證的，放心去用就好了，只要不是天天開著小轎車往礦區(qū)跑，每天過減速帶不減速也沒關系的。
改裝了的賽用減振器因為工作壓力大，更容易出現泄漏，尤其是工作速度越快的時候，筒內的壓力就會越大。
所以對于這種情況，要盡量避免路面的沖擊，以延長減振器壽命，尤其是北方冬天冷車的時候。減振器的阻尼對高溫的容忍程度相對高一些，但是低溫會讓阻尼增加很多。
不要長時間重載、不要增大車身高度的設定。減振器最容易發(fā)生泄漏的地方是油封處，油封的橡膠具有蠕變的特性。
有這樣一種說法：如果車子的后備箱常年放著很多雜物，車身的高度是要低一些的，減振器的長度也要短一些，減振器筒內的壓力由于氣體被更多地壓縮而升高，油封就會承受這個相對高一些的壓力，經年累月就會慢慢地適應。當這些雜物突然被拿出來，車身高度就變高了，筒內的壓力也隨之降低，但是在較低的壓力下，油封已經不能很好地貼合活塞桿，密封效果就會下降。
當然了，這樣的效果只有經年累月才可能會體現出來，拉著一車人滿載著出行并不能有這種效果。至于這個“經年累月”是多久，那就不好說了，不管從哪個角度出發(fā)，總歸是車里不要總是堆著雜物比較好吧。
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