汽車懸掛系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　一、汽車懸掛系統(tǒng)的簡介：2</p><p>　　二、汽車懸掛系統(tǒng)的特點：4</p><p>　?。ㄒ唬覓煜到y(tǒng)的分類5</p><p>　　1.非獨立懸掛系統(tǒng)5</p><p>　　2.獨立懸掛系統(tǒng)5</p>

2、<p>　　(二)汽車懸掛系統(tǒng)-獨立懸掛系統(tǒng)的分類6</p><p>　　1.橫臂式懸掛系統(tǒng)6</p><p>　　2.多連桿式懸掛系統(tǒng)6</p><p>　　3.縱臂式懸掛系統(tǒng)7</p><p>　　4.燭式懸掛系統(tǒng)7</p><p>　　5.麥弗遜試懸掛系統(tǒng)7</p><p

3、>　?。ㄈ┓仟毩覓煜到y(tǒng)的分類8</p><p>　　1.鋼板彈簧式非獨立懸架8</p><p>　　2.螺旋彈簧非獨立懸架8</p><p>　　3.空氣彈簧非獨立懸架8</p><p>　　三、汽車懸架的組成9</p><p><b>　?。ㄒ唬椥栽?</b></

4、p><p><b>　?。ǘp振器10</b></p><p>　　四、汽車懸架概述11</p><p>　?。ㄒ唬┢噾壹芄τ?1</p><p>　　（二）懸架系統(tǒng)的性能要求12</p><p>　　五、汽車電子控制懸架系統(tǒng)13</p><p>　?。ㄒ唬┢囯?/p>

5、子控制系統(tǒng)的基本內(nèi)容13</p><p>　?。ǘ?汽車電子控制懸架概述14</p><p>　　（三）主動懸架系統(tǒng)組成15</p><p>　　(四)主動懸架系統(tǒng)的類型及原理16</p><p>　?。ㄎ澹┲鲃討壹艿膬?yōu)缺點17</p><p>　　（六）主動懸掛技術(shù)應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r及趨勢18</p>

6、;<p>　?。ㄆ撸┲鲃討壹艿碾娍叵到y(tǒng)及控制策略19</p><p>　　六、故障診斷及主要部件檢修20</p><p>　?。ㄒ唬┕收显\斷20</p><p>　　1.車輛行駛?cè)沾?，懸架系統(tǒng)發(fā)出異響20</p><p>　　（二）主要部件檢修21</p><p><b>　　1.前懸

7、架21</b></p><p>　　七、汽車懸架的故障診斷及案例分析24</p><p>　　（一）高級轎車電控空氣懸架系統(tǒng)的診斷與維修24</p><p>　　(二)載敏調(diào)高的后空氣懸架系統(tǒng)的維修與診斷25</p><p><b>　　結(jié)語27</b></p><p>&l

8、t;b>　　參考文獻(xiàn)28</b></p><p>　　一、汽車懸掛系統(tǒng)的簡介：</p><p>　　懸掛系統(tǒng)是汽車的車架與車橋或車輪之間的一切傳力連接裝置的總稱，其作用是傳遞作用在車輪和車架之間的力和力扭，并且緩沖由不平路面?zhèn)鹘o車架或車身的沖擊力，并衰減由此引起的震動，以保證汽車能平順地行駛。典型的懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)以及減震器等組成，個別結(jié)構(gòu)則還有緩沖塊、

9、橫向穩(wěn)定桿等。彈性元件又有鋼板彈簧、空氣彈簧、螺旋彈簧以及扭桿彈簧等形式，而現(xiàn)代轎車懸掛系統(tǒng)多采用螺旋彈簧和扭桿彈簧，個別高級轎車則使用空氣彈簧。懸掛系統(tǒng)是汽車中的一個重要總成，它把車架與車輪彈性地聯(lián)系起來，關(guān)系到汽車的多種使用性能。從外表上看，轎車懸掛系統(tǒng)僅是由一些桿、筒以及彈簧組成，但千萬不要以為它很簡單，相反轎車懸架是一個較難達(dá)到完美要求的汽車總成，這是因為懸掛系統(tǒng)既要滿足汽車的舒適性要求，又要滿足其操縱穩(wěn)定性的要求，而這兩方面又

10、是互相對立的。比如，為了取得良好的舒適性，需要大大緩沖汽車的震動，這樣彈簧就要設(shè)計得軟些，但彈簧軟了卻容易使汽車發(fā)生剎車“點頭”、加速“抬頭”以及左右側(cè)傾嚴(yán)重的不良傾向，不利于汽車的轉(zhuǎn)向，容易導(dǎo)致汽車操縱不穩(wěn)定等。</p><p>　　汽車的懸架裝置是連接車身和車輪之間全部零件和部件的總稱，主要由彈簧(如板簧、螺旋彈簧、扭桿等)、減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)三部分組成。當(dāng)汽車行駛在不同路面上而使車輪受到隨機(jī)激勵時，由于懸架裝

11、置實現(xiàn)了車體和車輪之間的彈性支承，有效地抑制、降低了車體與車輪的動載和振動，從而保證汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性，達(dá)到提高平穩(wěn)行駛的目的。由螺旋彈簧和液壓筒式減振器所組成的普通懸架，這種懸架當(dāng)結(jié)構(gòu)確定后，其彈簧剛度和減振器的阻尼力在汽車行駛過程中都不能隨機(jī)地加以控制改變，即具有固定的懸架剛度和阻尼系數(shù)，因而也稱之為被動懸架。這種懸架所產(chǎn)生的彈性力和阻尼力由道路和車速等條件決定，雖然不能適應(yīng)廣泛的道路狀況，但因其加工容易、成本低，目前仍然

12、是汽車上的主導(dǎo)裝備產(chǎn)品。</p><p>　　汽車行駛的平順性和操縱穩(wěn)定性是衡量懸架性能好壞的主要指標(biāo)，但這兩個方面是相互排斥的性能要求。平順性一般通過車體或車身某個部位(如車底板、司機(jī)座椅處等)的加速度響應(yīng)來評價，操縱穩(wěn)定性則可以借助車輪的動載來度量。若降低彈簧的剛度，則車體加速度減小使平順性變好，但同時會導(dǎo)致車體位移的增加，由此產(chǎn)生車體重心的變動將引起輪胎負(fù)荷變化的增加，對操縱穩(wěn)定性產(chǎn)生不良影響；另一方面，增

13、加彈簧剛度會提高操縱穩(wěn)定性，但硬的彈簧將導(dǎo)致汽車對路面不平度很敏感，使平順性降低。因此，理想的懸架應(yīng)在不同的使用條件下具有不同的彈簧剛度和減振器阻尼，既能滿足平順性要求又能滿足操縱穩(wěn)定性要求。被動懸架因只有固定的懸架剛度和阻尼系數(shù)，在結(jié)構(gòu)設(shè)計上只能在滿足平順性和操縱穩(wěn)定性的矛盾之間折中，無法達(dá)到懸架控制的理想目標(biāo)。賽車由于行駛速度高，道路條件復(fù)雜多變，需要確保良好的操縱穩(wěn)定性，為此以犧牲一定的平順性為代價；豪華轎車一般行駛環(huán)境良好，為確

14、保良好的平順性，則以犧牲一定的操縱穩(wěn)定性為代價。為了使被動懸架能夠?qū)Σ煌牡缆窏l件具有一定的適應(yīng)性，通常將懸架的剛度和減振器的阻尼設(shè)計成具有一定程度的非線性，如采用變節(jié)距螺旋彈簧和三級阻力的</p><p>　　減振器所產(chǎn)生的阻尼力隨著其工作速度(定義為活塞與工作缸筒的相對速度)變化的關(guān)系稱為減振器的速度特性。阻尼力一般隨激振速度的增加而呈階段性的線性增長，但整個增長是非線性的。速度特性是評價減振器性能好壞和進(jìn)行

15、懸架匹配設(shè)計的基礎(chǔ)。</p><p>　　具有三級阻力的減振器其速度特性曲線可分為三個階段，第一階段即常通孔節(jié)流階段，阻尼力與激振速度在這一階段內(nèi)成線性增長關(guān)系；第二階段是以彈性元件控制閥門進(jìn)行節(jié)流的階段，同樣，阻尼力與激振速度在這一階段內(nèi)呈線性增長關(guān)系；第三階段是彈性元件達(dá)到最大的變形量，控制閥達(dá)到最大開度的階段，此時以較大的通孔節(jié)流為基礎(chǔ)，形成更高的工作阻力，阻尼力與激振速度在這一階段內(nèi)也呈線性增長關(guān)系。三個

16、階段從整體上來看卻是非線性的。由于在不同的階段減振器所提供的阻尼力不同，這三種速度階段的阻尼力變化關(guān)系也稱為被動懸架的“三級阻力控制”。阻力隨速度變化關(guān)系的好壞直接影響著汽車的平順性和操縱穩(wěn)定性。低工作速度階段對應(yīng)于低車速或較好路面，此時以平順性為主要矛盾，所提供的阻尼力較低，高工作速度階段對應(yīng)于高車速或較壞路面，此時以操縱穩(wěn)定性為主要矛盾，所提供的阻尼力較高。</p><p>　　從以上理論可知，懸架主要影響汽

17、車的垂直振動。傳統(tǒng)的汽車懸架是不可調(diào)整的，在行車中車身高度的變化取決于彈簧的變形。因此就自然存在了一種現(xiàn)象，當(dāng)汽車空載和滿載的時候，車身的離地間隙是不一樣的。尤其是一些轎車采用比較柔軟的螺旋彈簧，滿載后彈簧的變形行程會比較大，導(dǎo)致汽車空載和滿載的時候離地間隙相差有幾十毫米，使汽車的通過性受到影響。汽車不同的行駛狀態(tài)對懸架有不同的要求。一般行駛時需要柔軟一點的懸架以求舒適感，當(dāng)急轉(zhuǎn)彎及制動時又需要硬一點的懸架以求穩(wěn)定性，兩者之間有矛盾。另

18、外，汽車行駛的不同環(huán)境對車身高度的要求也是不一樣的。一成不變的懸架無法滿足這種矛盾的需求，只能采取折中的方式去解決。在電子技術(shù)發(fā)展的帶動下，工程師設(shè)計出一種可以在一定范圍內(nèi)調(diào)整的電子控制懸架來滿足這種需求，這種懸架稱為電子懸架，目前比較常見的是空氣式電子懸架和油氣式電子懸架。</p><p>　　二、汽車懸掛系統(tǒng)的特點：</p><p>　　一般來說，汽車的懸掛系統(tǒng)分為非獨立懸掛和獨立懸掛

19、兩種，非獨立懸掛的車輪裝在一根整體車軸的兩端，當(dāng)一邊車輪跳動時，另一側(cè)車輪也相應(yīng)跳動，使整個車身振動或傾斜；獨立懸掛的車軸分成兩段，每只車輪由螺旋彈簧獨立安裝在車架下面，當(dāng)一邊車輪發(fā)生跳動時，另一邊車輪不受影響，兩邊的車輪可以獨立運(yùn)動，提高了汽車的平穩(wěn)性和舒適性。 由于現(xiàn)代人對車子乘坐舒適性及操縱安定性的要求愈來愈高，所以非獨立懸掛系統(tǒng)已漸漸被淘汰。而獨立懸掛系統(tǒng)因其車輪觸地性良好、乘坐舒適性及操縱安定性大幅提升、左右兩輪可自

20、由運(yùn)動，輪胎與地面的自由度大，車輛操控性較好等優(yōu)點目前被汽車廠家普遍采用。常見的獨立懸掛系統(tǒng)有多連桿式懸掛系統(tǒng)、麥弗遜式懸掛系統(tǒng)、拖曳臂式懸掛系統(tǒng)等等。 汽車懸掛系統(tǒng)與操縱性能之間有著密切的關(guān)系。理想的懸掛不僅能使車隨路面起伏而上下運(yùn)動，并能借此使整個車身在前進(jìn)過程中盡量保持水平，而且還能隨車速、路況、運(yùn)動方式的變化做出適當(dāng)、靈敏的反應(yīng)；同時，它還能使輪胎與路面隨時貼合，并使車輪保持適的角度，從而使汽車的動力性能、制動性能以及

21、轉(zhuǎn)向性能得以充分體現(xiàn)。汽車的車速越快，對操縱性能要求也就越高。因此，現(xiàn)代汽車的懸掛系統(tǒng)越來越</p><p>　　（一）懸掛系統(tǒng)的分類 </p><p><b>　　1.非獨立懸掛系統(tǒng)</b></p><p>　　非獨立懸掛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點是兩側(cè)車輪由一根整體式車架相連，車輪連同車橋一起通過彈性懸掛系統(tǒng)懸掛在車架或車身的下面。非獨立懸掛系統(tǒng)具有

22、結(jié)構(gòu)簡單、成本低、強(qiáng)度高、保養(yǎng)容易、行車中前輪定位變化小的優(yōu)點，但由于其舒適性及操縱穩(wěn)定性都較差，在現(xiàn)代轎車中基本上已不再使用，多用在貨車和大客車上。</p><p><b>　　2.獨立懸掛系統(tǒng)</b></p><p>　　獨立懸掛系統(tǒng)是每一側(cè)的車輪都是單獨地通過彈性懸掛系統(tǒng)懸掛在車架或車身下面的。其優(yōu)點是：質(zhì)量輕，減少了車身受到的沖擊，并提高了車輪的地面附著力；可

23、用剛度小的較軟彈簧，改善汽車的舒適性；可以使發(fā)動機(jī)位置降低，汽車重心也得到降低，從而提高汽車的行駛穩(wěn)定性；左右車輪單獨跳動，互不相干，能減小車身的傾斜和震動。不過，獨立懸掛系統(tǒng)存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、維修不便的缺點。現(xiàn)代轎車大都是采用獨立式懸掛系統(tǒng)，按其結(jié)構(gòu)形式的不同，獨立懸掛系統(tǒng)又可分為橫臂式、縱臂式、多連桿式、燭式以及麥弗遜式懸掛系統(tǒng)等。</p><p>　　(二)汽車懸掛系統(tǒng)-獨立懸掛系統(tǒng)的分類</p

24、><p><b>　　1.橫臂式懸掛系統(tǒng)</b></p><p>　　橫臂式懸掛系統(tǒng)是指車輪在汽車橫向平面內(nèi)擺動的獨立懸掛系統(tǒng)，按橫臂數(shù)量的多少又分為雙橫臂式和單橫臂式懸掛系統(tǒng)。單橫臂式具有結(jié)構(gòu)簡單，側(cè)傾中心高，有較強(qiáng)的抗側(cè)傾能力的優(yōu)點。但隨著現(xiàn)代汽車速度的提高，側(cè)傾中心過高會引起車輪跳動時輪距變化大，輪胎磨損加劇，而且在急轉(zhuǎn)彎時左右車輪垂直力轉(zhuǎn)移過大，導(dǎo)致后輪外傾增大，

25、減少了后輪側(cè)偏剛度，從而產(chǎn)生高速甩尾的嚴(yán)重工況。單橫臂式獨立懸掛系統(tǒng)多應(yīng)用在后懸掛系統(tǒng)上，但由于不能適應(yīng)高速行駛的要求，目前應(yīng)用不多。雙橫臂式獨立懸掛系統(tǒng)按上下橫臂是否等長，又分為等長雙橫臂式和不等長雙橫臂式兩種懸掛系統(tǒng)。等長雙橫臂式懸掛系統(tǒng)在車輪上下跳動時，能保持主銷傾角不變，但輪距變化大(與單橫臂式相類似)，造成輪胎磨損嚴(yán)重，現(xiàn)已很少用。對于不等長雙橫臂式懸掛系統(tǒng)，只要適當(dāng)選擇、優(yōu)化上下橫臂的長度，并通過合理的布置、就可以使輪距及前

26、輪定位參數(shù)變化均在可接受的限定范圍內(nèi)，保證汽車具有良好的行駛穩(wěn)定性。目前不等長雙橫臂式懸掛系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用在轎車的前后懸掛系統(tǒng)上，部分運(yùn)動型轎車及賽車的后輪也采用這一懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。</p><p>　　2.多連桿式懸掛系統(tǒng)</p><p>　　多連桿式懸掛系統(tǒng)是由(3—5)根桿件組合起來控制車輪的位置變化的懸掛系統(tǒng)。多連桿式能使車輪繞著與汽車縱軸線成二定角度的軸線內(nèi)擺動，是橫臂式和縱臂式的折

27、衷方案，適當(dāng)?shù)剡x擇擺臂軸線與汽車縱軸線所成的夾角，可不同程度地獲得橫臂式與縱臂式懸掛系統(tǒng)的優(yōu)點，能滿足不同的使用性能要求。多連桿式懸掛系統(tǒng)的主要優(yōu)點是：車輪跳動時輪距和前束的變化很小，不管汽車是在驅(qū)動、制動狀態(tài)都可以按司機(jī)的意圖進(jìn)行平穩(wěn)地轉(zhuǎn)向，其不足之處是汽車高速時有軸擺動現(xiàn)象。</p><p><b>　　3.縱臂式懸掛系統(tǒng)</b></p><p>　　縱臂式獨立懸

28、掛系統(tǒng)是指車輪在汽車縱向平面內(nèi)擺動的懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，又分為單縱臂式和雙縱臂式兩種形式。單縱臂式懸掛系統(tǒng)當(dāng)車輪上下跳動時會使主銷后傾角產(chǎn)生較大的變化，因此單縱臂式懸掛系統(tǒng)不用在轉(zhuǎn)向輪上。雙縱臂式懸掛系統(tǒng)的兩個擺臂一般做成等長的，形成一個平行四桿結(jié)構(gòu)，這樣，當(dāng)車輪上下跳動時主銷的后傾角保持不變。雙縱臂式懸掛系統(tǒng)多應(yīng)用在轉(zhuǎn)向輪上。</p><p><b>　　4.燭式懸掛系統(tǒng)</b></p&g

29、t;<p>　　燭式懸掛系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點是車輪沿著剛性地固定在車架上的主銷軸線上下移動。燭式懸掛系統(tǒng)的優(yōu)點是：當(dāng)懸掛系統(tǒng)變形時，主銷的定位角不會發(fā)生變化，僅是輪距、軸距稍有變化，因此特別有利于汽車的轉(zhuǎn)向操縱穩(wěn)定和行駛穩(wěn)定。但燭式懸掛系統(tǒng)有一個大缺點：就是汽車行駛時的側(cè)向力會全部由套在主銷套筒的主銷承受，致使套筒與主銷間的摩擦阻力加大，磨損也較嚴(yán)重。燭式懸掛系統(tǒng)現(xiàn)已應(yīng)用不多。</p><p>　　5.麥

30、弗遜試懸掛系統(tǒng)</p><p>　　麥弗遜式懸掛系統(tǒng)的車輪也是沿著主銷滑動的懸掛系統(tǒng)，但與燭式懸掛系統(tǒng)不完全相同，它的主銷是可以擺動的，麥弗遜式懸掛系統(tǒng)是擺臂式與燭式懸掛系統(tǒng)的結(jié)合。與雙橫臂式懸掛系統(tǒng)相比，麥弗遜式懸掛系統(tǒng)的優(yōu)點是：結(jié)構(gòu)緊湊，車輪跳動時前輪定位參數(shù)變化小，有良好的操縱穩(wěn)定性，加上由于取消了上橫臂，給發(fā)動機(jī)及轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布置帶來方便；與燭式懸掛系統(tǒng)相比，它的滑柱受到的側(cè)向力又有了較大的改善。麥弗遜式懸

31、掛系統(tǒng)多應(yīng)用在中小型轎車的前懸掛系統(tǒng)上，保時捷911、國產(chǎn)奧迪、桑塔納、夏利、富康等轎車的前懸掛系統(tǒng)均為麥弗遜式獨立懸掛系統(tǒng)。雖然麥弗遜式懸掛系統(tǒng)并不是技術(shù)含量最高的懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，但它仍是一種經(jīng)久耐用的獨立懸掛系統(tǒng)，具有很強(qiáng)的道路適應(yīng)能力。</p><p>　?。ㄈ┓仟毩覓煜到y(tǒng)的分類</p><p>　　1.鋼板彈簧式非獨立懸架</p><p>　　鋼板彈簧被用

32、做非獨立懸架的彈性元件，由于它兼起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，使得懸架系統(tǒng)大為簡化。這種懸架廣泛用于貨車的前、后懸架中。它中部用U型螺栓將鋼板彈簧固定在車橋上。懸架前端為固定鉸鏈，也叫死吊耳。它由鋼板彈簧銷釘將鋼板彈簧前端卷耳部與鋼板彈簧前支架連接在一起，前端卷耳孔中為減少摩損裝有襯套。后端卷耳通過鋼板彈簧吊耳銷與后端吊耳與吊耳架相連，后端可以自由擺動，形成活動吊耳。當(dāng)車架受到?jīng)_擊彈簧變形時兩卷耳之間的距離有變化的可能。</p>&l

33、t;p>　　為了提高汽車的平順性，有些輕型貨車采用主簧下加裝副簧，實現(xiàn)漸變剛度鋼板彈簧。如南京汽車工業(yè)公司引進(jìn)的依維柯后懸架。其主簧由厚度為9mm的4片（或3片）和副簧厚度為15mm的2片（或3片）組成幾種車型漸變剛度鋼板彈簧。在小載荷狀況時，僅主簧起作用，而當(dāng)載荷增到一定值時，主簧與副簧接觸，共同發(fā)揮作用，懸架剛度得到提高，彈簧特性變?yōu)榉蔷€性的，當(dāng)副簧全部參加工作后，彈簧特性又變成線性的。這類懸架特點是副簧逐漸隨載荷增加而參加工

34、作，因此懸架剛度的變化平穩(wěn)，改善了汽車行駛平順性能。 </p><p>　　2.螺旋彈簧非獨立懸架</p><p>　　因為螺旋彈簧作為彈性元件，只能承受垂直載荷，所以其懸架系統(tǒng)要加設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和減振器。 </p><p>　　3.空氣彈簧非獨立懸架</p><p>　　汽車在行駛時由于載荷和路面的變化，要求懸架剛度隨著變化。當(dāng)空車時車身被抬高

35、，滿載時車身則被壓得很低，會出現(xiàn)撞擊緩沖塊的情況。因而對于不同類型汽車提出不同的要求，礦山及大型客車要求 其空車與滿載時的車身高度變化不大；對于轎車要求在好路上降低車身高度，提高車速行駛；在壞路上提高車身，可以增大通過能力。因而要求車身高度隨使用要求可以調(diào)節(jié)。空氣彈簧非獨立懸架可以滿足要求。</p><p><b>　　三、汽車懸架的組成</b></p><p>　　

36、一般懸架由彈性元件、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、減振器和橫向穩(wěn)定桿組成。彈性元件用來承受并傳遞垂直載荷，緩和由于路面不平引起的對車身的沖擊。彈性元件種類包括鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、油氣彈簧、空氣彈簧和橡膠彈簧。減振器用來衰減由于彈性系統(tǒng)引起的振，減振器的類型有筒式減振器，阻力可調(diào)式新式減振器，充氣式減振器。導(dǎo)向機(jī)構(gòu)用來傳遞車輪與車身間的力和力矩，同時保持車輪按一定運(yùn)動軌跡相對車身跳動，通常導(dǎo)向機(jī)構(gòu)由控制擺臂式桿件組成。種類有單桿式或多連桿式的。鋼板

37、彈簧作為彈性元件時，可不另設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，它本身兼起導(dǎo)向作用。有些轎車和客車上，為防止車身在轉(zhuǎn)向等情況下發(fā)生過大的橫向傾斜，在懸架系統(tǒng)中加設(shè)橫向穩(wěn)定桿，目的是提高橫向剛度，使汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性，改善汽車的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。</p><p><b>　　（一）彈性元件</b></p><p>　　懸架采用的彈性元件有鋼板彈簧、螺旋彈簧、扭桿彈簧、空氣彈簧、油氣彈簧

38、、橡膠彈簧等。 </p><p><b>　　1.螺旋彈簧</b></p><p>　　螺旋彈簧是用彈簧鋼鋼棒料卷制而成，它們有剛度不變的圓柱形螺旋彈簧和剛度可變的圓錐形螺旋彈簧。</p><p>　　螺旋彈簧大多應(yīng)用在獨立懸架上， 尤以前輪獨立懸架采用廣泛。有些轎車后輪非獨立懸架也有采用螺旋彈簧作彈性元件的。由于螺旋彈簧只承受垂直載荷，它用做

39、彈性元件的懸架要加設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和減振器。它與鋼板彈簧相比具有不需潤滑，防污性強(qiáng)，占用縱向空間小，彈簧本身質(zhì)量小的特點，因而現(xiàn)代轎車上廣泛采用。</p><p>　　氣體彈簧主要有空氣彈簧和油氣彈簧兩種。氣體彈簧是以空氣做彈性介質(zhì)，即在一個密閉的容器內(nèi)裝入壓縮空氣（氣壓為0.5～1MPa），利用氣體的可壓縮性實現(xiàn)彈簧的作用。這種彈性元件叫空氣彈簧，它分為囊式和膜式空氣彈簧。如下圖所示。空氣彈簧在轎車上有采用尤其在主動

40、懸架中被采用。這種彈簧隨著載荷的增加，容器內(nèi)壓縮空氣壓力升高，使其彈簧剛度也隨之增加，載荷減少，彈簧壓力也隨空氣壓力減少而下降，因而這種彈簧有其理想的彈性特性?！　　　∧沂娇諝鈴椈捎蓨A有簾線的橡膠組成的氣囊和密閉在其中的壓縮空氣構(gòu)成。氣囊外展由耐油橡膠制成單節(jié)或多節(jié)，節(jié)數(shù)越多彈簧越軟，節(jié)與節(jié)之間圍有鋼質(zhì)腰環(huán)，防止兩節(jié)之間摩擦。氣囊上下蓋板將空氣封于室內(nèi)?！　∧な娇諝鈴椈桑上鹉z模片和金屬壓制件組成。它比囊式空氣彈簧的彈性曲線更為理

41、想，固有頻率更低些，且尺寸小，便于布置因而多用于轎車上，但造價貴，壽命較短?！　∮蜌鈴椈梢詺怏w（氮-惰性氣體）作為彈性介質(zhì)，用油液作為傳力介質(zhì)。油氣彈簧類型有簡單式油氣彈簧，不帶隔膜式的油氣彈簧。帶隔膜式油氣彈簧，它將氣體和液體分開，便于充氣并防油液乳化。如下圖右側(cè)所示是帶反壓氣室式油氣彈簧，它有一個反</p><p>　　空氣和油氣彈簧用在懸架中，由于它們只能承受軸向載荷，因此懸架中必須加設(shè)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)和減振器&

42、lt;/p><p><b>　?。ǘp振器</b></p><p>　　其作用是加速振動的衰減，改善汽車行駛平順性，汽車懸架系統(tǒng)都裝有減振器。汽車懸架系統(tǒng)中采用減振器多是液力減振器，其工作原理是當(dāng)車架（或車身）和車橋間受振動出現(xiàn)相對運(yùn)動時，減振器內(nèi)的活塞上下移動，減振器腔內(nèi)的油液便反復(fù)地從一個腔經(jīng)過不同的孔隙流入另一個腔內(nèi)。此時孔壁與油液間的摩擦和油液分子間的內(nèi)摩擦對

43、振動形成阻尼力，使汽車振動能量轉(zhuǎn)化為油液熱能，再由減振器吸收散發(fā)到大氣中。在油液通道截面和等因素不變時，阻尼力隨車架與車橋（或車輪）之間的相對運(yùn)動速度增減，并與油液粘度有關(guān)。 　　減振器與彈性元件承擔(dān)著緩沖擊和減振的任務(wù)，阻尼力過大，將使懸架彈性變壞，甚至使減振器連接件損壞。因面要調(diào)節(jié)彈性元件和減振器這一矛盾。 　 1. 在壓縮行程（車橋和車架相互K近），減振器阻尼力較小，以便充分發(fā)揮彈性元件的彈性作用，緩和沖擊。這時，彈

44、性元件起主要作用。 　　 2. 在懸架伸張行程中（車橋和車架相互遠(yuǎn)離），減振器阻尼力應(yīng)大，迅速減振。　　 3. 當(dāng)車橋（或車輪）與車橋間的相對速度過大時，要求減振器能自動加大液流量，使阻尼力始終保持在一定限度之內(nèi)，以避免承受過大的沖擊載荷。 　</p><p>　　汽車懸架的形式分為非獨立懸架和獨立懸架兩種：非獨立懸架的車輪裝在一根整體車軸的兩端，當(dāng)一邊車輪跳動時，影響另一側(cè)車輪也作相應(yīng)的跳動，

45、使整個車身振動或傾斜，汽車的平穩(wěn)性和舒適性較差，但由于構(gòu)造較簡單，承載力大，目前仍有部分轎車的后懸架采用這種型式。</p><p>　　獨立懸架的車軸分成兩段，每只車輪用螺旋彈簧獨立地安裝在車架(或車身)下面，當(dāng)一邊車輪發(fā)生跳動時，另一邊車輪不受波及，汽車的平穩(wěn)性和舒適性好。但這種懸架構(gòu)造較復(fù)雜，承載力小?，F(xiàn)代轎車前后懸架大都采用了獨立懸架，并已成為一種發(fā)展趨勢。</p><p><

46、b>　　四、汽車懸架概述</b></p><p><b>　?。ㄒ唬┢噾壹芄τ?lt;/b></p><p>　　懸架是車架（或承載式車身）與車輪之間所有傳力連接零件的總稱。傳統(tǒng)的被動懸架包括彈性元件、減振裝置、導(dǎo)向構(gòu)和橫向穩(wěn)定器。現(xiàn)代的半主動懸架及主動懸架在被動懸架的基礎(chǔ)上增加了傳感器控制計算機(jī)和執(zhí)行元件。但無論哪種懸架其基本功能均為：</p&g

47、t;<p>　　1.支撐車身或車體；</p><p>　　2.將路面作用于車輪上的各種力以及力矩傳遞給車架，從而保證車輛的正常行駛；</p><p>　　3.通過彈性元件的緩和沖擊作用、減振裝置的衰減振動作用以及導(dǎo)向機(jī)構(gòu)對車身和車輪運(yùn)動軌跡的限制作用，使汽車具有良好的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性。實際車輛行駛在多變的環(huán)境里，即路況（路面不平度等級）、車速以及工況（加速、制動、轉(zhuǎn)向、

48、直線行駛）經(jīng)常要發(fā)生變化，例如：汽車在急速起步或急速加速時會產(chǎn)生所謂的“加速后仰”現(xiàn)象；汽車高速行駛緊急制動時，會產(chǎn)生所謂的“制動點頭”現(xiàn)象；汽車在急轉(zhuǎn)彎行駛時會產(chǎn)生所謂的“轉(zhuǎn)向側(cè)傾”現(xiàn)象。上述情況會對汽車的行駛平順性和操縱穩(wěn)定性產(chǎn)生不利的影響。被動懸架由于其結(jié)構(gòu)特點很難保證汽車的乘坐舒適性和操縱穩(wěn)定性同時達(dá)到最佳。因此，為解決這一問題，產(chǎn)生了根據(jù)工況要求保證汽車的性能達(dá)到最佳的電控懸架。電控懸架采用傳感器技術(shù)、控制技術(shù)和機(jī)電液一體化技

49、術(shù)，對汽車的行使工況進(jìn)行監(jiān)測，由控制計算機(jī)根據(jù)一定的控制邏輯產(chǎn)生控制指令，控制執(zhí)行元件產(chǎn)生動作，保證汽車具有良好的行駛性能。</p><p>　　（二）懸架系統(tǒng)的性能要求</p><p>　　車輛動力學(xué)模型是進(jìn)行性能分析和系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)，下圖1—1說明了與車輛行駛動力學(xué)有關(guān)的重要性能特性。在有限的懸架工作空間內(nèi)，設(shè)計師必須為駕駛員和乘客提供良好的乘坐舒適性、可接受的車身姿態(tài)、以及對車輪動載

50、荷的合理控制。</p><p>　　綜合懸架的基本功能和行使動力學(xué)的主要性能指標(biāo)我們可以得出對理想懸架的設(shè)計</p><p><b>　　期望是：</b></p><p>　　1.車輛在不同路面（包括不同的車速、路面不平度情況）上直線行駛時能夠使車身及車輪的振動減少至最低水平，為乘員提供最好的乘坐舒適性（即所指的平順性）；</p>

51、<p>　　2.從行駛安全性和操縱穩(wěn)定性方面考慮，應(yīng)該能夠最大限度的減小輪胎的動載荷以保證良好的輪胎接地性；</p><p>　　3.懸架的動行程要控制在允許的范圍內(nèi)，以盡量保證不發(fā)生限位塊撞擊所引起的對人和貨物的沖擊；</p><p>　　4.從舒適性和穩(wěn)定性考慮保證良好的車身姿態(tài)；</p><p>　　5.此外，還需考慮再結(jié)合其它控制系統(tǒng)的情況下的車

52、輛總體性能的要求，如結(jié)合自動防抱死系統(tǒng)（ABS）、牽引力控制系統(tǒng)（TCS）和四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（4WS）等在不同車輛工況下（如啟動、制動、轉(zhuǎn)彎時），仍需保證對車身的方向控制和姿態(tài)控制，或根據(jù)需要提供各輪胎的載荷分布，同時提供良好的乘坐舒適性。以上要求在車輛參數(shù)變化時也同樣需要保證（如車身載荷或輪胎垂直剛度在一定范圍內(nèi)變化）。但是對這樣的理想懸架設(shè)計期望似乎過于苛求。而實際上在通常的懸架設(shè)計中，上述各項要求及性能之間存在著沖突與矛盾。比如在一個

53、低剛度的軟懸架能獲得較好的乘坐舒適性，但同時需要較大的懸架空間又帶來較差的車身姿態(tài)控制；而為了保證較好的操縱穩(wěn)定性，使車輛在轉(zhuǎn)彎、起動和剎車時車體的點頭、后坐較小，又要求車輛具有較“硬”的特點。在實際中，車輛行駛在一個多變的環(huán)境中，可能包括不同的路面輸入（如不同的車速和路面不平度），不同的車輛工況（如車輛在加速、制動、轉(zhuǎn)彎時等工作情況），而且車輛參數(shù)本身也可能發(fā)生變化（如隨乘員和貨物的多少而改變的車身質(zhì)量，以及隨車速和溫度、胎質(zhì)而改變的

54、輪胎剛度等）。因此，懸架設(shè)計師要對以上變化因素給予充分考慮。多年來，車輛</p><p>　　五、汽車電子控制懸架系統(tǒng)</p><p>　?。ㄒ唬┢囯娮涌刂葡到y(tǒng)的基本內(nèi)容</p><p>　　汽車電子控制系統(tǒng)的研究目的應(yīng)該從系統(tǒng)工程的觀點出發(fā)，以數(shù)學(xué)和工程方法為工具，綜合應(yīng)用汽車和微電子技術(shù)以及自動化控制理論，使三者有機(jī)結(jié)合，實現(xiàn)汽車電子控制的最優(yōu)化。</p

55、><p>　　汽車電子控制系統(tǒng)的基本研究內(nèi)容有：</p><p>　　1.對汽車的各分系統(tǒng)建立模型，然后利用模型分析系統(tǒng)，最后確定各分系統(tǒng)的控制目標(biāo)。</p><p>　　2.根據(jù)分系統(tǒng)的控制目標(biāo)，應(yīng)用自動控制理論，選擇最佳控制方式。</p><p>　　3.協(xié)調(diào)各分系統(tǒng)的關(guān)系，實現(xiàn)綜合控制，從而保證汽車總體性能水平。</p>&l

56、t;p>　　4.研究汽車與駕駛員和環(huán)境的關(guān)系，探討人—車—環(huán)境系統(tǒng)控制規(guī)律。</p><p>　　5.圍繞分系統(tǒng)的控制目標(biāo)，實現(xiàn)各組成部分的有機(jī)結(jié)合。</p><p>　　6.對汽車計算機(jī)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和要素進(jìn)行分析，論述系統(tǒng)的最優(yōu)化途徑。</p><p>　　7.討論汽車電子控制系統(tǒng)的可靠性問題。</p><p>　　8.研究汽車計算機(jī)

57、控制系統(tǒng)的設(shè)計，包括硬件和軟件兩部分。</p><p>　?。ǘ?汽車電子控制懸架概述</p><p>　　懸架是車身與車輪之間一切傳力連接裝置的總稱。汽車懸架的作用除了緩沖和吸收車輪的振動之外，還要在汽車行駛過程中傳遞車輪與路面之間的驅(qū)動力和制動力，當(dāng)汽車轉(zhuǎn)向時，懸架還要承受來自車身的側(cè)向力，并在汽車起步和制動時能夠抑制車身的俯仰振動，提高汽車的行駛穩(wěn)定性和安全性。</p>

58、<p>　　根據(jù)現(xiàn)代汽車對懸架系統(tǒng)的各種性能要求，懸架的結(jié)構(gòu)形式和振動控制方法隨時在更新和完善。懸架的結(jié)構(gòu)形式很多，可分為獨立懸架和非獨立懸架兩大類。如果按照控制力進(jìn)行分類，則可分為被動懸架、半主動懸架和主動懸架三種基本類型，三種懸架的簡化模型，</p><p>　　1.被動懸架：被動懸架系統(tǒng)的概念是在1934年由OLLEY提出的。它通常是指結(jié)構(gòu)上只包含彈簧和阻尼器（減震器）的系統(tǒng)。其中彈簧主要起減緩

59、沖擊力的作用，而減振器主要用于控制響應(yīng)特征。被動懸架系統(tǒng)雖然結(jié)構(gòu)簡單、造價低廉且不消耗外部能源，但因為其參數(shù)固定，所以具有較大的局限性。主要表現(xiàn)在懸架參數(shù)固定，不能隨路況改變而變化，只能針對某種特定工況進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化設(shè)計，而且懸架元件僅對局部的相對運(yùn)動做出響應(yīng)，因而限制了懸架參數(shù)的取值范圍。</p><p>　　2.半主動懸架：半主動懸架系統(tǒng)由可變特性的彈簧和減振器組成，因僅需要少量的能量輸入也被稱為無源主動懸架，

60、雖然不能隨外界的輸入進(jìn)行最優(yōu)控制，但它可以按照存儲在電腦中的各工況下懸架最優(yōu)參數(shù)指令來調(diào)節(jié)剛度和阻尼大小。改變懸架阻尼特性較改變剛度容易，所以可變阻尼半主動懸架系統(tǒng)最為常見。隨著新型智能材料的應(yīng)用，半主動懸架越來越受到人們的重視。</p><p>　　3.主動懸架：主動懸架是近十幾年發(fā)展起來的，最初裝置是由AP公司基于氣液懸架（液壓式和空氣式）發(fā)展的一種機(jī)械系統(tǒng)。主動懸架通常包括三部分：傳感器、控制器及執(zhí)行機(jī)構(gòu)，

61、并由它們與汽車系統(tǒng)組成閉環(huán)控制系統(tǒng)。其中控制器是整個系統(tǒng)的信息處理和管理中心，他接受來自各個傳感器的信號，依照特定的數(shù)據(jù)處理方法和控制規(guī)律，決定并控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作，從而達(dá)到改變車身的運(yùn)動狀態(tài)。滿足隔振減振的目的。主動懸架是由電腦控制的一種新型懸架，需具備三個條件：（1）具有能夠產(chǎn)生作用力的動力源；（2）執(zhí)行元件能夠傳遞這種作用力并能連續(xù)工作；（3）具有多種傳感器并將有關(guān)數(shù)據(jù)集中到微電腦進(jìn)行運(yùn)算并決定控制方式。</p>&

62、lt;p>　　主動懸架一般采用閉環(huán)控制。所謂閉環(huán)控制就是說輸出量反過來又對系統(tǒng)的控制作用有直接影響的控制，也就是說對彈簧剛度和減振器阻尼的控制結(jié)果，還必須有反饋系統(tǒng)把信息傳遞給電腦，再有電腦進(jìn)行分析和修正，以達(dá)到最佳的控制效果。</p><p>　?。ㄈ?主動懸架系統(tǒng)組成</p><p>　　1.傳感器。電子控制懸架系統(tǒng)傳感器將汽車行駛的路面狀況和車速，以及啟動、加速、轉(zhuǎn)向、制動等

63、工況變?yōu)殡娦盘?，輸出給電子控制器。該系統(tǒng)所使用的傳感器見圖1。</p><p><b>　　圖1傳感器及用途</b></p><p>　　2.控制器。 控制器將傳感器送入的電信號進(jìn)行綜合的處理，輸出對懸架的剛度\和阻尼及車身高度等進(jìn)行調(diào)節(jié)的控制信號。它以一般由微機(jī)和信號輸出放大電路組成。</p><p>　　3.執(zhí)行機(jī)構(gòu)。執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照電子控制器

64、的控制信號，準(zhǔn)確地動作，及時地調(diào)節(jié)懸架的剛度和阻尼系數(shù)及車身的高度，通常所用的執(zhí)行元件是電磁閥和步進(jìn)電機(jī)及空氣壓縮機(jī)等。</p><p>　　(四)主動懸架系統(tǒng)的類型及原理</p><p>　　主動懸架系統(tǒng)根據(jù)不同的分類方法可將其分為不同類型。</p><p>　　主動懸架系統(tǒng)按控制方式可分為機(jī)械控制懸架系統(tǒng)和電子控制懸架系統(tǒng)。機(jī)械控制懸架最早出現(xiàn)，它主要是通過高度

65、控制閥來調(diào)節(jié)油氣彈簧中的油壓，進(jìn)而調(diào)節(jié)剛度。雖然結(jié)構(gòu)較簡單，成本較低，但其控制功能少，精度低，且不能適應(yīng)多種工況。近年來隨著各種傳感器的廣泛使用、ECU可靠性的提高及控制策略的完善，主動懸架逐漸進(jìn)入電子控制時代。其信息輸入量更豐富，功能更豐富且控制精確，但其結(jié)構(gòu)及控制策略復(fù)雜，成本高。</p><p>　　主動懸架系統(tǒng)按執(zhí)行元件的頻率帶寬度可分為寬帶寬懸架和窄帶寬懸架。寬帶寬懸架也稱全主動懸架，其執(zhí)行元件的響應(yīng)頻

66、率要超過車輪剛度對應(yīng)的頻率（約為10 HZ），頻寬越高，控制效果越好，但越難實現(xiàn)，且成本、質(zhì)量和消耗的能量都會增加；窄帶寬懸架也稱慢主動懸架，可以將執(zhí)行元件頻響帶寬降至只考慮車身姿態(tài)振動及轉(zhuǎn)向反應(yīng)，帶寬可降至3到4HZ。 在大多數(shù)實際運(yùn)行工況下，其性能都可以與主動懸架媲美，而在經(jīng)濟(jì)性方面則有明顯的優(yōu)勢。</p><p>　　主動懸架系統(tǒng)按控制介質(zhì)主要可分為主動空氣懸架、主動油氣懸架、主動液力懸架等。</p&

67、gt;<p>　　主動空氣懸架工作原理：用空氣壓縮機(jī)形成壓縮空氣，并將壓縮空氣送給彈簧和減振器空氣室中，以此來改變車輛的高度。通過汽車電腦和駕駛員模式選擇來控制空氣彈簧氣囊的充氣量，進(jìn)而能控制車身的高度及阻尼的大小。在前輪和后輪的附近設(shè)有車高傳感器，按車高傳感器的輸出信號，微機(jī)判斷出車輛高度，再控制壓縮機(jī)和排氣閥，使彈簧壓縮或伸長，從而控制車輛高度。在減振器內(nèi)設(shè)有電動機(jī)，電動機(jī)受微機(jī)的信號控制。利用電動機(jī)可以改變通氣孔的大

68、小，從而改變了衰減力的大小。</p><p>　　主動液力懸架工作原理：電子控制的主動式液壓懸架能根據(jù)懸架的質(zhì)量和加速度等，利用液壓部件主動地控制汽車的振動。在汽車重心附近安裝有縱向、橫向加速度和橫擺陀螺儀傳感器，用來采集車身振動、車輪跳動、車身高度和傾斜狀態(tài)等信號，這些信號被輸入到控制單元ECU,ECU根據(jù)輸入信號和預(yù)先設(shè)定的程序發(fā)出控制指令，控制伺服電機(jī)并操縱前后四個執(zhí)行油缸工作。</p>&l

69、t;p>　　主動油氣懸架工作原理：調(diào)節(jié)空氣體積實現(xiàn)剛度特性，通過改變油液管路中的節(jié)流孔的數(shù)量完成阻尼特性調(diào)節(jié)。</p><p>　　主動液力懸架工作原理：電子控制的主動式液壓懸架能根據(jù)懸架的質(zhì)量和加速度等，利用液壓部件主動地控制汽車的振動。在汽車重心附近安裝有縱向、橫向加速度和橫擺陀螺儀傳感器，用來采集車身振動、車輪跳動、車身高度和傾斜狀態(tài)等信號，這些信號被輸入到控制單元ECU,ECU根據(jù)輸入信號和預(yù)先設(shè)定

70、的程序發(fā)出控制指令，控制伺服電機(jī)并操縱前后四個執(zhí)行油缸工作。</p><p>　?。ㄎ澹┲鲃討壹艿膬?yōu)缺點</p><p>　　主動懸架的主要優(yōu)點如下：</p><p>　　1.乘坐舒適性控制。被動懸架設(shè)計是對各個性能的折中，而主動懸架則不必在穩(wěn)態(tài)直行時對乘坐舒適性折中，可在操作性能不降低的情況下調(diào)整懸掛系統(tǒng)的參數(shù)獲得更好的乘坐舒適性，也可基于特定的駕駛風(fēng)格進(jìn)行調(diào)整。

71、</p><p>　　2.車高的控制。載荷變化時保持車高不變，保持車輪全行程跳動，消除在非設(shè)計行駛高度下引起的操縱性變化現(xiàn)象。同時解決了被動懸架針對載荷變化通常將剛度設(shè)計偏高而造成舒適性損失的問題。在粗糙路面上增加離地間隙提高通過性，高速行駛時適當(dāng)減少離地間隙以減少阻力，同時降低重心便于提高操控性和舒適性。</p><p>　　3.側(cè)傾及縱擺的控制。轉(zhuǎn)向時的車身側(cè)傾、加速、制動時車身的縱擺

72、都可以通過調(diào)整有關(guān)車輪的懸架參數(shù)來解決，提高了舒適性，同時消除或減少了由于車身運(yùn)動而帶來了車輪定位參數(shù)的變化和制動跑偏等問題。提高了操縱性，也減輕了對轉(zhuǎn)向傳動機(jī)構(gòu)、懸架桿系設(shè)計時的過高要求。</p><p>　　4.接地性。通過調(diào)節(jié)懸架系統(tǒng)參數(shù)可降低車輪動載波動，提高附著效果，有利于操控性。同時也減輕了輪胎的磨損。缺點方面,主動懸架系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制策略復(fù)雜。其硬件要求高、耗能大、成本高，且采用主動懸架會增加整車重量

73、，其給整車空間布置也帶來了一定的困難，這些都對目前限制主動懸架普及的原因。</p><p>　?。┲鲃討覓旒夹g(shù)應(yīng)用發(fā)展?fàn)顩r及趨勢</p><p>　　1954年，通用公司的史密斯李教授首次提出主動懸架的概念。</p><p>　　1955年作為較早開始研發(fā)主動懸架的公司之一，法國雪鐵龍研發(fā)了一種純機(jī)械式的油氣主動懸架系統(tǒng)，但是它的制造工藝過于復(fù)雜，最終未能普及。

74、</p><p>　　1995年 Allen 在主動懸架系統(tǒng)上嘗試采用慣性來測量加速度和驅(qū)動液壓閥。進(jìn)入80年代后，隨著電子技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得主動懸架系統(tǒng)得以真正實現(xiàn)。</p><p>　　1982年美國Lotus 公司研制了有源主動懸架，并在Vovlo740汽車上進(jìn)行試用。</p><p>　　1986年日本豐田soarer 車型上采用可以對阻尼剛度三級可調(diào)的主

75、動空氣懸架系統(tǒng)。</p><p>　　1989年豐田車型上裝備了真正意義的油氣彈簧主動懸架系統(tǒng)。</p><p>　　1.隨著電子技術(shù)及智能材料的出現(xiàn)，全新的性能更好的執(zhí)行器不斷出現(xiàn)，比如直線伺服電機(jī)、電磁蓄能器，帶液壓馬達(dá)控制防側(cè)傾桿系統(tǒng)都是研發(fā)熱點。</p><p>　　2.針對目前執(zhí)行器本身的缺點，如果能在執(zhí)行器的響應(yīng)速度、能耗、重量及體積、成本及集成度等一項

76、或多項上能有較大提高，都將大大利于主動懸架的普及。</p><p>　　3.關(guān)于非線性段控制算法和提高算法魯棒穩(wěn)定性的研究。解決這些問題可以從多方面下手，一是繼續(xù)研究新的控制算法；二是尋找多種控制算法的復(fù)合辦法。畢竟單一的算法都要其自身的局限性。如基于LQG的模糊邏輯控制算法等。三是針對模型的不確定性問題，如果能克服及利用“抖振”現(xiàn)象和利用其極限剛度，滑?？刂瓶赡苁且粋€較好的方法。</p><

77、p>　　4.底盤各主動控制系統(tǒng)的聯(lián)合控制。車輛各系統(tǒng)之間，車輛各性能之間都存在著相互影響和相互制約，通過對發(fā)動機(jī)、制動、轉(zhuǎn)向、懸架等各系統(tǒng)和相關(guān)性能進(jìn)行綜合控制，可防止各單獨控制鍵的相互干擾，滿足汽車所有系統(tǒng)性能最優(yōu)而不是單一性能最優(yōu)化。同時聯(lián)合控制還可以共享和集成傳感器、油壓源、控制器。這一年可以提高系統(tǒng)的可靠性，降低成本。</p><p>　?。ㄆ撸┲鲃討壹艿碾娍叵到y(tǒng)及控制策略</p>&

78、lt;p>　　主動懸架電控系統(tǒng)是典型的多輸入多輸出系統(tǒng)，其輸入主要是當(dāng)前工況的狀態(tài)信息，輸出主要是調(diào)節(jié)剛度、阻尼和車高的信號，具體調(diào)節(jié)方法很多，通過不同的元件來實現(xiàn)。</p><p>　　無論哪種類型的主動懸架，都需要有行之有效的控制策略，進(jìn)而產(chǎn)生確、可靠且具有魯棒性的控制規(guī)律及算法，只有這樣才能最大限度的發(fā)揮主動懸架的性能優(yōu)勢。</p><p>　　一直以來主動懸架控制理論研究都是

79、熱點，目前已經(jīng)取得一些研究成果，例如天棚阻尼控制、自適應(yīng)控制、最優(yōu)控制、預(yù)測控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制、模糊控制、魯棒控制等。其中有些控制理論已經(jīng)在量產(chǎn)車中應(yīng)用。這些控制方法，通過建立系統(tǒng)的狀態(tài)方程式提出控制目標(biāo)及加權(quán)系數(shù)，然后應(yīng)用控制理論求解出所設(shè)目標(biāo)下的最優(yōu)控制方案。與天棚阻尼器控制方式相比，現(xiàn)代控制方法對系統(tǒng)中更多的變量的影響加以考慮，因而控制效果更好。而且，現(xiàn)代控制方式的應(yīng)用，主要是在系統(tǒng)的控制軟件方面做一些改善，并不增加系統(tǒng)的復(fù)雜性。

80、</p><p>　　在懸架中應(yīng)用魯棒控制是為使其在任何工況下都能夠性能穩(wěn)定。懸架系統(tǒng)本質(zhì)上屬于一個非線性系統(tǒng)，而在控制器的設(shè)計中，往往將其簡化為一個線性系統(tǒng)。汽車實際運(yùn)行在一個多變且相對惡劣的環(huán)境中，由于噪聲的干擾、系統(tǒng)建模誤差，車輛參數(shù)的多變性等原因，原本在理論仿真和正常條件下控制性能良好的控制器就很可能出現(xiàn)失穩(wěn)的情況。魯棒控制很好的解決了這個問題。但因為它主要考慮的是控制器的穩(wěn)定性，是在穩(wěn)定性的前提下尋找滿

81、意解。也就是說，以性能換穩(wěn)定，這種設(shè)計思想偏重于保守。</p><p>　　六、故障診斷及主要部件檢修</p><p><b>　?。ㄒ唬┕收显\斷</b></p><p>　　1.車輛行駛?cè)沾纾瑧壹芟到y(tǒng)發(fā)出異響</p><p>　?。?）故障現(xiàn)象：：車輛行駛過程中，前懸架部位發(fā)出不正常的聲響，有時甚至車輛的振動也相應(yīng)增大

82、。</p><p>　?。?）故障原因與排除</p><p>　?、賾壹艿陌惭b螺栓、螺母松動。懸架支架總成的上端通過內(nèi)、外支撐件與車體緊固在一起，當(dāng)緊固螺栓、螺母松動后，懸架擺動時，懸架支撐件與車體產(chǎn)生相對運(yùn)動，從而因摩擦出現(xiàn)異響?應(yīng)按規(guī)定力矩擰緊懸架螺栓或螺母。</p><p>　?、趹壹苌希憾说闹еS承潤滑不良或嚴(yán)重磨損，由于干摩擦而出現(xiàn)異響。應(yīng)在支柱軸承加注潤

83、滑油或更換支柱軸承。</p><p>　?、鄯€(wěn)定桿安裝支座松動或襯套損壞，穩(wěn)定桿的連接球頭銷磨損嚴(yán)重或轉(zhuǎn)動不靈活，在懸架運(yùn)動時，穩(wěn)定桿與其他零件產(chǎn)生摩擦而出現(xiàn)異響。應(yīng)緊固穩(wěn)定桿螺栓，更換襯套；若穩(wěn)定桿球頭銷磨損，應(yīng)更換穩(wěn)定桿總成。</p><p>　?、軕壹苈菪龔椈蓴嗔鸦虬惭b錯位，在懸架工作時，由于碰撞而產(chǎn)生異響。應(yīng)更換螺旋彈簧。</p><p>　　⑤車輪軸承磨損

84、、損壞或車輪螺母松動，使車輪轉(zhuǎn)動時出現(xiàn)左右擺動，并出現(xiàn)異響。應(yīng)更換午輪軸承、緊固車輪螺母。</p><p>　?、揶D(zhuǎn)向桿系球頭銷或球頭座磨損或損壞。由于球頭銷和球頭座因磨損而松曠，當(dāng)前輪轉(zhuǎn)向時，在轉(zhuǎn)向桿系的連接處就會產(chǎn)生異響。應(yīng)更換球頭銷組件。</p><p>　　2.車輛行駛時，乘坐舒適性變差</p><p>　?。?）故障原因：減振器的性能下降，或輪胎氣壓不符合

85、規(guī)定。</p><p>　?。?）故障排除：首先檢查輪胎氣壓是否符合要求，若輪胎氣壓過低或過高，應(yīng)調(diào)整至規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)值，然后再檢查減振器的性能。用力向下按壓車體，然后快速放開，觀察車身的振動情況，若車身振動幾次便停下，說明減振性能良好；否則表明減振器性能變差，應(yīng)更換減振器總成。</p><p><b>　?。ǘ┲饕考z修</b></p><p>

86、;<b>　　1.前懸架</b></p><p>　?。?）檢查前穩(wěn)定桿是否損壞或變形，如是應(yīng)更換。</p><p>　?。?）檢查襯套是否損傷或磨損，如是應(yīng)更換。</p><p>　?。?）檢查支柱減振器</p><p>　　（4）檢查支柱是否漏油。若發(fā)現(xiàn)不良，應(yīng)更換整個支柱總成。</p><p&g

87、t;　　（5）支柱功能的檢查。檢查輪胎壓力，并調(diào)整至規(guī)定值。在要檢查的支柱一側(cè)按壓車輛前部，使車體上下連續(xù)回跳3～4次。每次按壓時所用的力應(yīng)相等，按壓和回跳時應(yīng)注意支柱阻力，同時還應(yīng)注意在松手之后車體要回跳多少次才停下來。用同樣的方法檢查另一側(cè)的支柱。比較左、右兩支柱的阻力和回跳次數(shù)，左右兩側(cè)支柱的阻力和回跳次數(shù)必須相等。如果支柱功能正常，—松手車體就應(yīng)該停止回跳，或者回跳1～2次后便會停下來。如懷疑車輛有問題，將其與性能良好的車輛或支

88、柱比較。</p><p>　?。?）檢查其是否損壞或變形。</p><p>　　（7）檢查軸承是否磨損、是否有不正常的噪聲或卡住。</p><p>　　（8）檢查彈簧座是否變形或有裂紋。</p><p>　?。?）檢查限位擋塊是否損壞。</p><p>　?。?0）檢查限位擋塊和支柱安裝是否變形、磨損或是否有裂紋。&l

89、t;/p><p>　?。?1）上述檢查發(fā)現(xiàn)的任何不良零件，都應(yīng)更換。</p><p>　　（12）檢查懸架臂及其托架、轉(zhuǎn)向節(jié)臂是否有裂紋、變形或損壞。</p><p>　?。?3）檢查懸架臂接頭轉(zhuǎn)動是否靈活，球節(jié)螺栓是否損壞，防塵罩是否損壞。懸架臂與懸架臂接頭不要拆開，若兩者之一損壞時應(yīng)整體更換懸架臂總成。</p><p>　　（14）檢查懸架臂

90、襯套是否變形、磨損或老化。</p><p>　?。?5）檢查輪盤、車輪螺母及軸承</p><p>　?。?6）檢查各輪盤是否壓傷、裂紋和變形。嚴(yán)重?fù)p傷的輪盤必須更換。</p><p>　?。?7）檢查車輪螺母是否緊固，必要時以50～70N·m的力矩擰緊。</p><p>　?。?8）檢查車輪軸承是否磨損。測量軸承的止推游隙時，先從輪

91、盤上拆去車輪中心罩，然后將一千分表置于輪轂中心，軸承止推游隙極限值為0.4mm。若測量值超過極限值，應(yīng)更換軸承。</p><p><b>　　2.后懸架 </b></p><p>　?。?）螺旋彈簧的檢修。檢查螺旋彈簧是否有塑性變形或存在裂紋、表面銹蝕等現(xiàn)象。若表面銹蝕應(yīng)除銹噴漆，彈簧存在塑性變形或其他缺陷時，應(yīng)更換。</p><p>　

92、?。?）減振器的檢修。檢查減振器外部筒體是否變形或銹蝕，是否存在漏油，上下端襯套是否磨損、老化或損壞。若減振器漏油，應(yīng)更換減振器總成；如減振器簡體變形、銹蝕，應(yīng)校正、除銹和重涂漆。用手握住減振器的兩端，快速拉動或壓縮減振器，壓縮阻力應(yīng)明顯小于拉動阻力；否則表明減振器性能不良，應(yīng)更換。</p><p>　?。?）縱向擺臂的檢修。檢查擺臂是否變形，擺臂的襯套兩端是否存在裂紋、焊縫脫落等缺陷。存在不良，應(yīng)更換擺臂總成。

93、若擺臂襯套老化或損壞，應(yīng)更換。</p><p>　?。?）橫拉桿的檢修。檢查橫拉桿和襯套是否變形或損壞，若存在缺陷，應(yīng)更換。</p><p>　?。?）車輪軸承的檢查。用手轉(zhuǎn)動后車輪，檢查車輪的軸向間隙是否符合標(biāo)準(zhǔn)值。測量軸承的軸向間隙時，用一個千分表安裝在后橋半軸的中心，若轉(zhuǎn)動車輪時，軸向間隙大于0.8mm，說明軸承已嚴(yán)重磨損，應(yīng)更換。</p><p><b

94、>　　3.鋼板彈簧的維修</b></p><p>　　汽車的鋼板彈簧長期使用后容易出現(xiàn)彈性減弱、鋼板裂紋或斷裂、主片襯套磨損等。對弧高不合乎要求的鋼板彈簧，一般應(yīng)更換。另外，對修理過程中拆散開來的鋼板彈簧總成，應(yīng)逐片進(jìn)行磁粉或滲透探傷。若發(fā)現(xiàn)有疲勞裂紋產(chǎn)生，應(yīng)更換新片。在換新片時，要選用與原規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)長度、寬度、厚度和弧高一致的板簧片。</p><p>　　大修時應(yīng)更換鋼

95、板銷襯套，其與鋼板銷的配合間隙應(yīng)符合原廠要求。維護(hù)時鋼板銷與襯套配合間隙超過使用限度時，應(yīng)成對換新。</p><p>　　重新裝配鋼板彈簧總成之前，應(yīng)認(rèn)真清除板簧片污垢和積銹。同時，片間應(yīng)保持適量石墨潤滑脂。該處的潤滑脂主要起防腐作用，其次才是潤滑作用。潤滑作用不要很強(qiáng)，因片間的摩擦力可起消振作用、裝配過程中，要按規(guī)定數(shù)量配齊鋼板彈簧卡子，而且要求卡子內(nèi)側(cè)與鋼板彈簧兩側(cè)的間隙各為0.7-1.0mm，卡子套管與鋼板

96、彈簧頂面距離為1.0-3.0mm左右，以保證鋼板彈簧能自由伸縮。鋼板彈簧卡子上的緊固螺栓應(yīng)從車內(nèi)側(cè)向外即朝向輪胎方向穿入，以免當(dāng)螺母松脫時螺栓在行車過程中脫出刮傷輪胎。裝配好的鋼板彈簧總成各片中部應(yīng)緊密貼合，相鄰兩片在總接觸長度的1/4內(nèi)允許有少許間隙，但不得大于1.2mm。</p><p><b>　　4.減振器的維修</b></p><p>　　為了使車架與車身的

97、振動迅速衰減，改善汽車行駛的平順性和舒適性，汽車懸架系統(tǒng)上一般都裝有減震器，目前汽車上廣泛采用的是雙向作用筒式減震器。影響汽車行駛的平穩(wěn)性和其它機(jī)件的壽命，因此我們應(yīng)使減震器經(jīng)常處于良好的工作狀態(tài)。</p><p>　　雙向作用筒式減振器主要的失效是活塞、工作缸筒閥門等磨損，以及各油封或密封墊圈失效。維修時，對無漏油現(xiàn)象的，通常用經(jīng)驗法檢驗其工作性能：將減振器兩端耳環(huán)各穿一鐵棒，一端用腳踩住，另一端用手上下拉壓。

98、壓縮時有阻尼力但較小，伸長時阻尼力明顯增大，表明工作性能良好。否則工作性能不良。有條件的可在試驗臺上試驗。試驗時，在規(guī)定強(qiáng)度、規(guī)定效率、規(guī)定行程下拉壓規(guī)定次數(shù)，拉壓阻尼力應(yīng)分別達(dá)到規(guī)定值，并在試驗完畢平放24h后應(yīng)無漏油現(xiàn)象。對使用中發(fā)現(xiàn)漏油的，可更換密封圈或油封。更換時不要碰傷刃口。對工作性能不良的，應(yīng)查明原因，若因活塞、缸筒磨損或閥門實效，則一般需換新；若系油臟、閥門堵塞或油量不足，則清洗、換油或添油。添加的油量應(yīng)符合規(guī)定，不要過多

99、或過少。若無現(xiàn)成減振器油，可用50%的22號透平油及50%變壓器油混合而成。添加前應(yīng)用1200-1300孔/cm2的金屬網(wǎng)過濾，同時應(yīng)注意勿讓金屬屑和棉紗混入。</p><p>　　為了使車架與車身的振動迅速衰減，改善汽車行駛的平順性和舒適性，汽車懸架系統(tǒng)上一般都裝有減震器，目前汽車上廣泛采用的是雙向作用筒式減震器。影響汽車行駛的平穩(wěn)性和其它機(jī)件的壽命，因此我們應(yīng)使減震器經(jīng)常處于良好的工作狀態(tài)?？捎孟铝蟹椒z驗減

100、震器是否工作良好。</p><p>　?。?）使汽車在道路較差的路面上行駛10km后停車，用手摸減震器外殼，如果不夠熱，說明減震器內(nèi)部無阻力，減震器不工作。此時，可加入適當(dāng)?shù)臐櫥?，在進(jìn)行實驗，若外殼發(fā)熱，則為減震器內(nèi)部缺油。應(yīng)加足油；否則，說明減震器失效。</p><p>　?。?）用力按下保險杠，然后松開，如果汽車有2~3次跳躍，則說明減震器工作良好。</p><p

101、>　?。?）當(dāng)汽車緩慢行駛而緊急制動時，若汽車振動比較劇烈，說明減震器有問題。</p><p>　?。?）拆下減震器將其直立，并把下端連接環(huán)夾于臺鉗上，用力拉壓減振桿數(shù)次，此時應(yīng)有穩(wěn)定的阻力，往上拉的阻力應(yīng)該大于往下壓的阻力，如阻力不穩(wěn)定或沒有阻力，可能是減震器內(nèi)部缺油或閥門零件損壞，應(yīng)進(jìn)行修復(fù)或更換零件。</p><p>　　七、汽車懸架的故障診斷及案例分析</p>

102、<p>　?。ㄒ唬└呒夀I車電控空氣懸架系統(tǒng)的診斷與維修</p><p><b>　　1.診斷過程</b></p><p>　　如果空氣懸架警示燈在發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時發(fā)亮，則控制組件己檢測出電控空氣懸架系統(tǒng)中有二個故障。電控空氣懸架的診斷與維修過程因汽車的不同而異。應(yīng)根據(jù)汽車制造商的檢修手冊中所推薦的步驟進(jìn)行。下列診斷與維修步驟可應(yīng)用于有些林肯·大陸牌馬克

103、V II牌轎車（Lincoln Continental與Mark V II）上的電控空氣懸架系統(tǒng)。當(dāng)空氣懸架警示燈指示出一個系統(tǒng)故障時，可進(jìn)入下列診斷步驟：</p><p>　　(1）確?？諝鈶壹芟到y(tǒng)開關(guān)接通。</p><p>　　(2）接通點火開關(guān)5s后再斷開。讓駕駛員車門開后，而將其他門關(guān)閉。</p><p>　　(3）將位于控制組件附近的診斷引線接地，在窗戶降

104、下時關(guān)閉駕駛員車門。</p><p>　　(4）接通點火開關(guān)。警示燈應(yīng)以每ls1.8次的速度連續(xù)閃亮，表示該系統(tǒng)處于診斷模式。</p><p>　　在該診斷步驟中有10個測試。當(dāng)將駕駛員車門打開后關(guān)閉時，控制組件從一個測試轉(zhuǎn)換到下一個測試。診斷步驟中的前三個測試是：</p><p><b>　　1.后懸架。</b></p><

105、;p><b>　　2.右前懸架。</b></p><p>　　3.左前懸架。   </p><p>　　在這三個測試過程中，應(yīng)將每個懸架位置升起3Os、降下3Os，再升起3Os。例如，在第二個測試時，該步驟之后為右后懸架。如果在測試過程中接收到所期望的信號或非法信號，將停止測試，且空氣懸架警示燈發(fā)亮。如果在前三個測試中所有的信號和命

106、令都正常，警示燈繼續(xù)以每ls1.8次的速度閃亮。</p><p>　　在進(jìn)行第4-10個測試時，空氣懸架警示燈以測試號碼所對應(yīng)的數(shù)字閃亮。例如，在第4個測試時，警示燈閃亮4次后暫停，再閃亮多于4次。當(dāng)完成第4個測試后閃亮序號是連續(xù)的。必須將駕駛員車門打開后關(guān)閉才能移至下一次測試。在第4-10個測試中，技師必須傾聽且注意各種元件，以檢查出反常工作。警示燈只能指示出所進(jìn)行測試的測試號碼。在第4-10個測試中由控制組件

107、所進(jìn)行的動作如下：</p><p>　　4.將壓氣機(jī)循環(huán)切換，使之以每1s0.25圈的速度接通與斷開。該動作限于50圈。</p><p>　　5.將放氣電磁鐵每ls打開并關(guān)閉一次。</p><p>　　6.將左前空氣閥每ls打開并關(guān)閉一次，且將放氣電磁鐵打開。此時汽車的左前角應(yīng)該緩慢下降。</p><p>　　7.將右前空氣閥每ls打開并關(guān)閉