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第8章 可控悬架系统 汽车悬架的分类 被动悬架 传统的悬架，悬挂刚度和阻尼都不可自动调节。 独立悬架/非独立悬架 钢板弹簧悬架/螺旋弹簧悬架/扭杆弹簧悬架/空气弹簧悬架/油气悬架 双横臂式/滑柱摆臂式（麦弗逊式）/斜置单臂式/多杆式/…… 主动悬架 　　　悬架力可自动控制，需要增设作动器（力发生器）。理论上可实现最优力控制规律。 半主动悬架 　　　悬架的阻尼系数可自动控制，无需力发生器。受减振器原理限制，不能实现最优力控制规律。 §8.1 引言 传统悬架的组成和主要功用 组成：弹性元件、阻尼元件、导向元件 作用：缓冲隔振、保持车身姿态和附着压力 §8.1 引言 弹簧类型：钢板弹簧、螺旋弹簧、扭杆弹簧；气体弹簧；橡胶弹簧。 金属弹簧 通常在受弯曲和扭转情况下被作为弹簧元件使用 钢板弹簧 本身兼起导向机构的作用； 各弹簧片之间的摩擦起一定的减振作用。 为使悬架具有变刚度特性，可设副钢板弹簧或用渐变刚度弹簧。 §8.1 引言 应用：载重货车，少数客车 缺点 负载变化时，可用的悬架动行程降至允许值以下 普通客车一般大于50mm 大客车大于70mm 固有频率随装载质量的变化而改变 吊耳处和多层板簧的各簧片间存在的干摩擦可能对弹簧特性产生不良影响 改进结构，减小簧片数，调整单根预应力或加装附加弹簧，添加特殊材料夹层 扭杆弹簧 用于轻型客车和货车 通常做成空心 对直径为d的圆截面扭杆 其转角和扭转力矩关系 ? G为材料切变模量；Jp为极惯性矩 图示扭杆弹簧刚度近似为 ? ? 所需空间小；不需润滑；质量小；可方便调整车身高度。 左、右不能互换（因制造时有特定方向的预扭转）。 由于摆臂在不同位置时扭杆受扭的力臂长度不同，悬架具有可变刚度特性。 横向布置 纵向布置 螺旋弹簧 改变弹簧的结构改变其弹性特性 气体弹簧 四、气体弹簧(Air Spring) 类型： 气体弹簧具有较理想的变刚度特性（载荷增大时，刚度增大）。 油气弹簧又起液力减振器的作用。 双气室油弹簧增大了伸张行程的刚度。 两级压力式油气弹簧具有变刚度特性，相当于主簧和副簧的作用。 减振器 筒式液力减振器工作原理 单筒乳化液式 单筒抗乳化式 双筒式 减振器 减振器特性 减振器 福特Granada后悬架特性 导向机构 传统悬架的致命弱点 具有固定不变的悬架传递特性， 一定存在明显的共振频率。 不能适应变化的工况； 不能兼顾平顺性、稳定性的要求； 性能提高受隔振原理限制。 要求悬架的特性可以调控，导致 各种可控悬架系统的出现。 §8.1 引言 §8.2 几种典型的可控悬架系统 车身高度调节系统 油（空）气悬架汽车容易通过补/放油（气）实现车身高度调节。调节的意义在于 在不同载荷条件下，维持悬架静平衡位置不变，于是有条件采用更软的弹簧，能改善乘坐舒适性； 根据路面条件调节，则可使整车质心尽可能低，能提高行驶稳定性。 该类系统需要力源，响应时间较长，不能在行驶状态下自动地实时调节，通常需要人为提供调节控制信号。而且该类系统也不实时改变悬架的阻尼或刚度。因此，车身高度可调的这类悬架在本质上仍然属于被动悬架。 §8.2 几种典型的可控悬架系统 有级式阻尼调节系统 按工况自动切换的阻尼系统 通常具有两到三种阻尼特性，分别适用于正常行驶工况和特殊行驶工况（包括起动、加速、制动、转向等）。控制器根据实时检测的车辆运行状况，控制阻尼的切换。切换时间一般需要30~200ms。 雪铁龙可调阻尼悬架系统 ADC-1两档减振器 三级可调减振器 按振动信号自动切换的阻尼系统 切换时间仅需10~50ms，基本满足汽车悬架振动实时控制的需要，通常具有两到三种阻尼特性，也可更多。对两档减振器，其控制律为 §8.2 几种典型的可控悬架系统 连续可变阻尼调节系统 阀门开度调节式 Ferrai 360 Modena 汽车悬架系统 Mercedes-Benz S500汽车悬架系统 电/磁流变式 电/磁流变现象 Delphi MagneRide半主动悬架系统 §8.2 几种典型的可控悬架系统 主动悬架系统 全状态反馈控制的主动悬架系统 控制力： 需要检测车辆的所有状态，包括车身到路面的高度变化，实现成本最高。 有限状态反馈控制的主动悬架系统 控制力： 仅反馈部分状态，避免使用路面高度传感器。 有限带宽主动悬架系统 改写控制力： 其中第一、二部分恰为被动悬架力，仅三、四部分是必须由作动器产生的控制力。于是可考虑作动器与被动悬架组合，构成主动悬架系统。一种低响应频率（0~6Hz）的作动器与被动悬架组合，可构成所谓慢主动悬架