汽车悬架构造与原理

迅达商务资料网典型教案讲授内容：汽车悬架构造与原理主讲人：鲁植雄学时数：4迅达商务资料网一、汽车悬架的基本知识•1．定义悬架是车架（或承载式车身）与车桥（或车轮）之间的一切传力连接装置的总称。作用①连接车身与车轮，以适当的刚性支承车轮。②吸收来自路面的冲击，改善乘坐舒适性。③稳定行驶中的车身姿势，改善操纵性。悬架的类型半主动悬架主动悬架半被动悬架被动悬架按作用原理分后悬架前悬架按位置分非独立悬架独立悬架按结构分悬架．非独立悬架1）定义非独立悬架是指两侧的车轮安装在一根整体式的车桥上，车桥通过弹性元件与车架相连的悬架。该悬架当一侧车轮跳动时，将要影响另一侧车轮的工作。优点是结构简单，制造方便。2）应用非独立悬架因其结构简单，工作可靠，而被广泛应用于货车的前、后悬架。在轿车中，非独立悬架仅用于后桥。3）类型连杆式螺旋弹簧式悬架平行钢板弹簧式悬架非独立悬架迅达商务资料网橡胶弹簧油气弹簧气体弹簧扭杆弹簧钢板弹簧螺旋弹簧悬架弹簧二、汽车悬架的基本构件1.基本构件的组成汽车悬架基本构件的组成为：n控制臂及连杆n弹簧n减振器n稳定杆2.弹簧1）作用承受并传递垂直载荷，缓和汽车在不平路面上行驶时所引起的冲击。2）轿车悬架弹簧的种类轿车使用的弹簧种类很少，主要受悬架方式的限制，目前使用的悬架弹簧主要有：迅达商务资料网三、汽车电子悬架1.传统悬架的缺陷电子控制悬架的目的电子控制汽车悬架系统的基本目的是通过控制调节悬架的刚度和减振器阻尼，突破传统被动悬架的局限区域，使汽车的悬架特性与行驶的道路状况相适应，保证平顺性和操纵性两个相互排斥的性能要求都能得到满足。电子控制悬架的基本功能电子控制汽车悬架系统的基本功能有三个。1）车高调整功能无论车辆的负载是多少，本功能都可以保持车高一定。当车辆在很差的道路上行驶时，可以使车高增加；当车辆高速行驶时，又可以使车高降低，以便减少空气阻力，提高操纵稳定性。2）衰减力控制功能本功能的作用是提高车辆的操纵稳定性，在急转弯、急加速和紧急制动的情况下，可以抑制车辆姿势的变化，防止车辆后坐、侧倾、点头等。3）弹簧刚度弹性系数的控制功能本功能是利用控制弹簧刚度（弹性系数）的办法，来控制车辆起步不同路况时的姿势。电子控制悬架的分类电子控制悬架系统有主动悬架和半主动悬架两种半主动悬架是指悬架元件中的弹簧刚度和减振器阻尼系数之一可以根据需要进行调节。为减少执行元件所需的功率，主要采用调节减振器的阻尼系数法，只需提供调节控制阀、控制器和反馈调节器所消耗的较小功率即可。主动悬架是一种具有作功能力的悬架，通常包括产生力和转矩的主动作用器（液压缸、气缸、伺服电动机、电磁铁等）、测量元件（加速度、位移和力传感器等）和反馈控制器等。主动悬架需要一个动力源（液压泵或空气压缩机等）为悬架系统提供连续的动力输入。当汽车载荷、行驶速度、路面状况等行驶条件发生变化时，主动悬架系统能自动调整悬架刚度（包括整体调整和单轮调整），从而能同时满足汽车行驶平顺性和操纵稳定性等各方面的要求。半主动悬架的特点在车辆悬架中，弹性元件除了吸收和存贮能量外，还得承受车身及载荷。因此，半主动悬架都不考虑改变悬架的刚度而只考虑悬架的阻尼。由于半主动悬架结构简单，在工作时，几乎不消耗车辆动力，又能获得与全主动悬架相近的性能，故应用较广。2.类型无级式半主动悬架系统有级式半主动悬架系统半主动悬架）控制方法在有级式半主动悬架系统中，将阻尼分为两级或三级，可由司机选择；或根据传感器信号自动选择所需要的阻尼级，1984年在日本的一种中型轿车上首先应用了这种系统。后来通过研究和发展又将阻尼分为更多级，这样可以扩大选择的范围。2)控制方案与传统悬架相比较，有级式半主动悬架系统有如下控制效果：l操纵稳定性提高10％；l平顺性提高7%。3)优点其优点是能在坏路条件下，或转弯、制动汽车时将阻尼调节到很大，使行驶安全性大幅度提高。迅达商务资料网阻尼可调式减振器一般分为三级，即阻尼有硬、运动（中）、软三种级别。)特点无级式半主动悬架系统要求其阻尼按照行驶状态的动力学要求作无级调节，并在几毫秒内由最小变到最大。2)组成与工作原理全主动悬架的基本原理主动悬架系统能根据车身高度、车速、转向角及速率、制动等信号，由电子控制单元（ECU）控制悬架执行机构，从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。主动液力悬架气悬架主动油主动空气悬架全主动悬架)悬架刚度可以设计得很小，使车身具有较低的固有频率，以保证正常行驶时的乘坐舒适性。由于刚度可调，使汽车转弯出现的车身侧倾、制动、加速等引起的纵向摆动等问题得到解决。2)采用主动悬架系统时，因不必兼顾正常行驶时汽车的舒适性，可将汽车抗侧倾、抗纵摆的刚度设计得较大，因而提高了汽车的操纵稳定性，使汽车的行驶安全性得以提高。3)汽车载荷变化时，主动悬架系统能自动维持车身高度不变，汽车即使在凹凸不平道路上行驶也可保持车身平稳。4)普通汽车在制动时车头向下俯冲，由于前后轴载荷发生变化，使后轮与地面的附着条件恶化，延长了制动过程。主动悬架系统可以在主动时使车尾下沉，充分利用车轮与地面的附着条件，加速制动过程，缩短制动距离。5)主动悬架可使车轮与地面保持良好接触，即车轮跳离地面的倾向减小，因而可提高车轮与地面的附着力，从而提高了汽车抵抗侧滑的能力。)特点全空气悬架室电子控制悬架装置的一种重要型式，其最大特点是在四个车轮处用充有压缩空气的空气弹簧取代了传统的钢螺旋弹簧；并配备了电子控制装置。它能够根据车辆的行驶状态，自动调节弹簧刚度、减振器阻尼力和车身高度。有效消除车辆的侧倾、揿头和后仰等不良姿态。保证车辆在行驶中始终保持良好的平顺性和可操纵性的状态中。2)电子控制空气悬架的主要功能驻车控制车身高度控制力控制弹簧刚度和减振器阻尼迅达商务资料网电子控制油气悬架：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力减振器的液压缸组成。通过油液压缩空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实现变阻尼特性。