汽车新技术第六章现代汽车悬架技术(韩伟)精要.ppt

第六章 现代汽车悬架技术 白云学院 机电工程学院 韩 伟 第六章 现代汽车悬架技术 电控悬架系统 现代转向控制技术 四轮转向控制系统 悬架是将车身与车桥、车轮弹性相连，传递作用在车轮和车身之间的力和力矩，缓和由不平路面传结车身的冲击，并衰减由此引起的振动，以保证汽车行驶乎顺性、操纵稳定性和乘坐舒适性。目前多数汽车的悬架都是被动式悬架，即汽车的车轮和车身状态只能被动地取决于路面及行驶状况以及汽车的弹性支承元件、减振器和导向机构。 21世纪初以来，半主动悬架和主动悬架开始在一部分汽车中得到应用。 主动悬架 根据行驶条件，随时对悬架系统的刚度、减振器的阻尼力以及车身的高度和姿势进行调节，使汽车的有关性能始终处于最佳状态。调节方式可以是机械式的，也可以是电子控制式的。这种调节需要消耗能量，故系统中需要能源，即系统是有源的。 半主动悬架 仅对减振器的阻尼力进行调节，有些还对横向稳定器的刚度进行调节，调节方式也有机械式和电子控制式两种。这种调节不需消耗能量，故系统中不需要能源。即系统是无能源的。 智能悬架系统 由电子装置控制，可根据路面情况，调节悬架弹性元件的刚度和减振器阻力，使振动和冲击迅速消除。此外，智能悬架还可以自动调节车身的离地高度，即使汽车在崎岖的路面上行驶也可顺利通过路面障碍，使乘客感觉平稳和舒适。 （一 ） 概述 悬架是连接车身和车轮之间一切传力装置的总称。它主要由弹簧(如钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧等)、减振器和导向机构等组成。当汽车在不同的路面上行驶时，由于悬架系统实现了车身和车轮之间的弹性支撑，有效地降低了车身与车轮的振动，从而改变了汽车行驶的平顺性和操纵稳定性。同时，它也引起汽车起步别动、转向时车身的俯仰、点头和侧倾等现象，影响汽车的平顺性和操纵稳定性。 传统的悬架设计只能是根据某种路面情况和车速，兼顾各方面的要求，优化选定一种刚度和阻尼系数。这种刚度和阻尼系数一定的悬架称为被动悬架。 1、主动悬架的电控系统基本组成 电控悬架传感器 2、分类（1）主动悬架 根据行驶条件，随时对悬架系统的刚度、减振器的阻尼力以及车身的高度和姿势进行调节，使汽车的有关性能始终处于最佳状态。调节方式可以是机械式的，也可以是电子控制式的。这种调节需要消耗能量。 （2）半主动悬架 仅对减振器的阻尼力进行调节，有些还对横向稳定器的刚度进行调节，调节方式也有机械式和电子控制式两种。这种调节不需消耗能量，即系统是无能源的。 （二）电控悬架系统的结构与工作原理 1.半主动悬架系统的结构和工作原理 半主动悬架系统通常以车身振动加速度的均方根值作为控制目标参数，以悬架减振器的阻尼为控制对象。 在悬架控制单元中，事先设定了一个目标控制参数? ，它是以汽车行驶平顺性最优控制为目的设计的。汽车行驶时，安装在车身上的加速度传感器产生的车身振动加速度信号经整形放大后输入电脑，电脑立刻计算出当前车身振动加速度的均方根?i，并与设定的目标参数比较，根据比较结果输出控制信号： ①如果是? = ?i ，控制器不输出调整悬架阻尼控制信号。 ②如果是? ?i ，控制器输出增大悬架阻尼控制信号。 ③如果是? ?i ，控制器输出减小悬架阻尼控制信号。 2.主动悬架系统的结构和工作原理 主动悬架系统能根据车身高度、车速、转向角度及速率、制动等信号，由电子控制单元控制悬架执行机构，进而改变悬架系统的刚度、减振器的阻尼力及车身高度等参数，从而使汽车具有良好的乘坐舒适性和操纵稳定性。 (1)空气弹簧主动悬架系统空气式主动悬架的工作原理图。 主动悬架按其控制功能，可分为车速与路面感应控制、车身姿态控制和车身高度控制 ①车速与路面感应控制：高速感应控制、前后车轮相关控制及坏路面控制。 ②车身姿态控制：转向车身侧倾控制、制动车身点头控制和起步车身俯仰控制。 ③车身高度控制：高速感应控制、连续坏路面行驶控制 （2)油气弹簧主动悬架系统 油气弹簧以气体作为弹性介质，而用油液作为传力介质，一般由气体弹簧和相当于液压减振器的液压缸组成。通过油液压缩气室中的空气实现刚度特性，通过电磁阀控制油液管路中的小孔节流实现变阻尼特性。 路况预测传感器的设置情况如图。该传 感器通常为超声波传感器，频率为功40KHz左右。它安装在车身的前面，以便对其下方的路面状况进行检测。 二、 现代转向控制技术 从20世纪80年代起国外就开始陆续运用四轮转向系统。四轮转向的含义是在转向时，除前轮转向外，再附加后轮转向这种附加后轮转向角是有限的，与前轮转向角有一定比例关系。其目的是